Řešení šetrného osvětlení v Národním divadle

1. Řešení šetrného osvětlenív Národním divadle Michal Staša, Tomáš Voříšek SEVEn, Středisko pro efektivní využívání energie, o.p.s. Národní technická knihovna, Praha, 18. května 2010

2. Obsah prezentace • záměr projektu • úspory v osvětlení • vytipování opatření v Národním divadle • zhodnocení opatření

3. Záměr projektu • Objednavatel: Národní divadlo • Zpracovatel: SEVEn • Cíl: Ověřit možné úspory v osvětlení v komplexu budov Národního divadla • vytipování jednotlivých prostor s potenciálem na úsporu v osvětlení • technická realizovatelnost • posouzení ekonomické efektivnosti

4. Úspory v osvětlení • tři základní možnosti: • 1. výměna světelných zdrojů za efektivnější • např. náhrada žárovek kompaktními zářivkami • požadavek na stejnou míru osvětlenosti (ekvivalentní světelný tok zdrojů) • stejná barva světla, design zdroje, atd. • 2. technologické doplnění osvětlovací soustavy • čidla • systémy snižující napětí • způsob využívání prostoru, ap.

5. Úspory v osvětlení (2) • 3. celková rekonstrukce osvětlovací soustavy • nový návrh • výměna svítidel (obvykle efektivnější optika svítidel a efektivnější světelné zdroje) • případné inteligentní řízení soustavy (stmívání, čidla přítomnosti, ap.)

6. Souhrn vytipovaných opatření • nouzové osvětlení historické budovy (HB) • chodby, předsálí a šatny Zítkovy části HB • osvětlení hlediště • chodby Schulzova domu • kanceláře provozní budovy • chodby provozní budovy • garáže

7. 1. Nouzové osvětlení v HB • původní nouzové osvětlení: • žárovková svítidla (2x15W/E14 a 2x25W/E27) • více než 1000 ks • trvale svítící • nutnost provozu na STŘ i SS napětí (akumulátory) • specifické rozměry světelného zdroje • původní soustava NO je značně nehospodárná • Dvě možná opatření: výměna za LED žárovky či kompletní rekonstrukce soustavy

8. Nouzové osvětlení – instalace LED • náhrada žárovek za LED žárovky • výhody:výrazně nižší příkon (postačuje cca 2W, tj. více než 7krát (!) méně) a přitom dlouhá životnost (25 až 50krát vyšší oproti žárovce) • předpoklad: nalezení světelného zdroje s vhodnou charakteristikou (barva světla, rozměr, možnost ss napájení či instalace střídače) • možný efekt: úspora elektřiny > 110 MWh/rok, úspora nákladů výměny původních žárovek (přes 80 tis. Kč/rok) a s tím spojené práce personálu (stovky hodin)

9. Nouzové osvětlení – instalace LED • počáteční investice odhadnuta na 400 až 500 tis. Kč, úspora > 300 tis. Kč/rok, z toho ze 2/3 za uspořenou elektřinu a 1/3 za (ne)pořízené zdroje – žárovky • prostá i diskontovaná (5 %) doba návratnosti tak < 2 roky • vnitřní výnosová míra (IRR) přes 50% při reálné životnosti LED žárovek 4-5 let (nad 30 tis. hodin) • … odpovídá to tak depozitu či půjčce na 5 let s roční úrokovou sazbou 50 %...

10. Nouzové osvětlení – instalace LED

11. Nouzové osvětlení – celk. modernizace • ČSN EN 1838 (Nouzové osvětlení): únikové cesty, bezpečnostní značky; ČSN 33 2420 (Elektrotechnické předpisy, elektrická zařízení v divadlech a jiných objektech pro kulturní účely): ND kategorie K2, dva nezávislé nouzové zdroje • národní kulturní památka: závazné stanovisko odboru kultury, památkové péče a cestovního ruchu Magistrátu hl.m.Prahy • individuální či centrální systém • mnohem horší ekonomika

12. 2. Chodby a šatny Zítkovy části HB • Soustavy denního a večerního osvětlení chodeb, předsálí a šaten Zítkovy části historické budovy • stropní a nástěnná žárovková svítidla 40 a 60 W • lustry s žárovkami 60 a 100 W • žárovky s prodlouženou životností 5000 hodin • dva režimy svícení: 6200/1000 hodin ročně • přesný počet jednotlivých žárovek nebyl znám, odhad, celkem 900 ks světelných bodů

13. Chodby a šatny – náhrada za CFL • náhrada žárovek za kompaktní zářivky (CFL) • kritéria náhrady: vhodné rozměry a tvar, barva světla teplá bílá (≈2700 K), dobré podání barev • náhrady 40, 60 a 100 W, dle světelného toku, cca 11-23 W, vyšší životnost než u žárovek (8-15 tis. h) • vytipovány konkrétní typy: Philips, Osram, Megaman • potenciál úspor elektřiny přes 250 MWh/rok, tj. více než 500 tis. Kč, další významné úspory díky delší obnově sv. zdrojů (min. úspora 2-3 kusů žárovek na sv. bod)

14. Chodby a šatny – náhrada za HŽ • náhrada žárovek za halogenové žárovky (E27) • dva typy: • o 30% nižší příkon, 2000 hodin životnost, náhrady 25-150W • o 50% nižší příkon, 3000 hodin životnost, náhrada pouze 40/60W • vhodná náhrada všude tam, kde nejsou vhodné kompaktní zářivky – např. 100% rozsah stmívání nebo kde rozměry kompaktních zářivek nevyhovují • typ s 50% nižším příkonem není designově vhodný • v porovnání s CFL menší úspory

15. 3. Osvětlení hlediště • hlavní stropní lustr a osvětlení v hledišti (postranní nástěnná svítidla) • příkon obvykle 100 W, lustr celkem cca 20 kW • lustr - 3 okruhy: nouzový, 40ks denní (6000 h/r), 150 ks slavnostní (1000 h/r) • opatření: halogenové žárovky s příkonem 70 W • úspora cca 8500 Kč/rok na denním okruhu, 14 tis. Kč na slavnostním okruhu

16. 4. Osvětlení chodeb Schulzova domu • přisazená svítidla s kompaktní kruhovou zářivkou FCL32W • cca polovina vybavena elektronickým předřadníkem • využití svítidel s el. předř. cca 6500 hodin ročně • opatření spočívá ve využití systému snížující napětí v zářivkové osvětlovací soustavě, tzv. VRU systém (voltage reduction unit), typ např. LEC • princip: autotransformátor, který po zapnutí svítidel sníží dodávané napětí, důsledkem je nižší spotřeba a pouze malé snížení osvětlenosti

17. Osvětlení chodeb Schulzova domu (2) • úspora 20-35% dle redukce napětí • vhodné pouze pro zářivkové a výbojkové soustavy • potenciál cca 10-15 MWh ročně, 20-30 tis. Kč • podmínkou pro použití je nesložitý rozvod elektřiny (pokud možno jeden světelný okruh) a dodržení norem

18. 5. Osvětlení kanceláří provozní budovy • rastrová svítidla 4x18 W, induktivní předřadník, cca 150 ks • úsporné opatření: inteligentní řídící systém stmívající svítidla v závislosti na denním světle a na přítomnosti osob – konstantní hladina osvětlenosti (kanceláře 500 lx) • systém vybaven čidlem osvětlenosti a přítomnosti • nutná výměna svítidel s vhodným typem předřadníku, vhodná náhrada – moderní úsporná svítidla 4x14 W • úspory 10-30% • relativně vysoká pořizovací cena

19. 6. Osvětlení chodeb provozní budovy • svítidla s lineárními zářivkami 36 a 58 W • přes 500, resp. 100 ks • životnost současných typů zářivek cca 6 tisíc hodin • úsporné opatření spočívá v použití tzv. eko-zářivek, které mají účinnější luminofor a zajišťují úsporu cca 8-12% • označení: 32 W (náhrada 36 W) a 51 W (náhrada 58W) • vhodné pouze pro klasické induktivní předřadníky (nevhodné pro elektronické předřadníky) • vyrábí Philips, Osram

20. Osvětlení chodeb provozní budovy (2) • úspora cca 30 tisíc Kč pro zářivky 36 W (500 ks), 9 tisíc Kč pro zářivky 58 W (100 ks), včetně nákladů na pořízení • vyplatí se zejména tam, kde je vysoká doba využití

21. 7. Osvětlení garáží • 550 svítidel 2x9W (kompaktní zářivka G23/DZ) • provoz 365/24, spotřeba přes 200 MWh za rok • opatření: systém snižující napětí • potenciál úspor 30-40 MWh za rok (63-84 tisíc Kč) • výhoda: zvýšení životnosti zářivek • nevýhoda: malý posun barev a barevného podání (není důležité pro garáže)

22. Opatření v praxi • 1. výměna žárovky v nouzovém svítidle za LED žárovku • v praxi problémy s objímkou a barvou, chlazení LED žárovky • značné úspory • 2. realizace výměny žárovek za kompaktní zářivky, ve stmívaných okruzích a lustru výměna za halogenové žárovky (potřeba 100% stmívání) • 3. nainstalován systém snižující napětí v garážích • 4. eko-zářivky a inteligentní stmívání pro vysokou počáteční investici nebylo instalováno

23. Opatření v praxi (2) • ostatní opatření nebyla realizována • inteligentní řízení svítidel případně v rámci rozsáhlejší rekonstrukce (individuální dodávka tepla a chladu)

24. Závěry a zobecňující doporučení • nejefektivnější opatření (č. 1,2,3,4 a 7) se nakonec stala součástí rozšíření běžícího projektu EPC, k jehož realizaci došlo v průběhu r.2009 • smluvním dodavatelem EPC, fy ENESA, garantovány souhrnné úspory elektřiny > 500 MWh/rok, (tj. přes 1 mil. Kč ročně za souč. cen) • další úspory pak pro ND pak generovány díky odstranění potřeby pořizování původních sv. zdrojů a jejich obměny (vyčísleny na více než 900 tis. Kč/rok)

25. Závěry a zobecňující doporučení (2) • velmi dobrá ekonomika úsporných opatření v osvětlení navíc umožnila uskutečnit další úsporné opatření (instalace druhé FVE na střechu Nové scény), jehož návratnost byla jinak za hranicí trvání EPC • díky tomu byl dále navýšen ekonomický potenciál úspor, který bylo možné u objektů ND realizovat • podobný postup lze doporučit proto i v jiných projektech/zařízeních…

26. Děkujeme za pozornost Michal Staša (michal.stasa@svn.cz), Tomáš Voříšek (tomas.vorisek@svn.cz) SEVEn, Středisko pro efektivní využívání energie, o.p.s. Americká 579/17, 120 00 Praha 2 http://www.svn.cz