Estimation de la charge HVAC: gain de chaleur interne de l'éclairage

Les systèmes d'éclairage représentent unsource de chaleur interne majeureDans les bâtiments commerciaux, un impact significatif sur les charges de refroidissement du CVC et la consommation d'énergie. Une estimation précise du gain de chaleur d'éclairage est cruciale pour le dimensionnement du système approprié, la conception économe en énergie et l'intégration optimale du système d'éclairage.

Éclairage essentiel normes de gain de chaleur

Les ingénieurs HVAC professionnels utilisent des bases de données complètes sur les gains de chaleur pour assurer des calculs de charge précis et une coordination efficace entre l'éclairage et les systèmes HVAC.

Références de charge d'éclairage central

Standard	Section	pages	Focus de la couverture
Fondamentaux Ashrae 2017	Section 18.2.2, tableaux 2, 3	474, 475	Éclairage complet des taux de gain de chaleur et des méthodes de calcul
Guide de CIBSE 2006 Une conception environnementale	Section 6.4, tableaux 6.2, 6.4, 6.5	269, 270	Normes d'éclairage européennes et applications de gain de chaleur
Carrier Part 1 Estimation du chargement	Chapitre 07, tableau 49	101	Éclairage pratique des données de gain de chaleur pour les calculs de charge

Concepts de gain de chaleur d'éclairage fondamental

Composants de génération de chaleur

Gain de chaleur éclairse compose de plusieurs composants qui affectent la conception du système HVAC différemment:

Fraction de chaleur rayonnante:

• Rayonnement direct: Transfert de chaleur sur les surfaces et les occupants
• Absorption de surface: Le libération de chaleur retardée de la masse du bâtiment
• Effets de décalage temporel: Changement de charge de pointe dû au stockage thermique

Fraction de chaleur convective:

• Chauffage d'air immédiat: Transfert de chaleur directe dans l'air de la pièce
• Charge instantanée: Impact immédiat sur les exigences de refroidissement
• Effets de la température de l'air: Influence directe sur le conditionnement de l'espace

Classifications de la technologie d'éclairage

La génération de chaleur varie considérablementEn allumant la technologie et l'efficacité:

Type d'éclairage	Efficacité (LM / W)	Facteur de gain de chaleur	Applications typiques
Incandescent	10-20	3,41 BTU / HR / W	Résidentiel, spécialité
Halogène	15-25	3,41 BTU / HR / W	Accent, éclairage d'affichage
T12 fluorescent	50-80	3,41 BTU / HR / W	Commercial hérité
T8 fluorescent	80-100	3,41 BTU / HR / W	Publicité standard
Fluorescent compact	50-70	3,41 BTU / HR / W	Résidentiel, petite publicité
DIRIGÉ	80-150+	3,41 BTU / HR / W	Commercial moderne, résidentiel

ASHRAE Éclairage des données de gain de chaleur

Applications des tableaux 2 et 3

Ashrae Tables 2 et 3Fournir des coefficients de gain de chaleur et des procédures de calcul détaillées:

Méthode de calcul standard:

• Gain de chaleur total: Q = w × 3,41 btu / h / w (pour l'entrée électrique)
• Fraction rayonnante: Varie selon le type de luminaire et l'installation
• Fraction convective: Composant de charge de refroidissement immédiat
• Facteurs de décalage temporel: Pour les calculs de charge de pointe

Considérations spécifiques au luminaire

Distribution des gains de chaleurCela dépend des caractéristiques du luminaire:

Accessoires encastrés:

• Plénum: Partie de la chaleur libérée au-dessus du plafond
• Chaleur spatiale: Chaleur transférée directement dans l'espace conditionné
• Effets de l'air de retour: Impact sur les charges du système de gestion de l'air

Appareils à surface:

• Fraction d'espace plus élevée: Plus de chaleur directement dans l'espace conditionné
• Fiche de plénum réduite: Moins d'impact sur la température de l'air de retour
• Facteurs d'accessibilité: Considérations d'entretien et de distribution de chaleur

Systèmes d'éclairage avancé

Technologies à haute efficacité

Systèmes d'éclairage LEDexiger des calculs de gain de chaleur mis à jour:

Caractéristiques LED:

• Efficacité variable: Large éventail de niveaux d'efficacité
• Chaleur du conducteur: Génération électronique de chaleur du ballast
• Gestion thermique: Effets de placement du dissipateur et du conducteur
• Impacts de gradation: Génération de chaleur variable avec une sortie lumineuse

Intégration du système de contrôle

Commandes d'éclairageaffecter de manière significative les schémas de gain de chaleur:

Stratégies de contrôle:

• Capteurs d'occupation: Réduction des heures de fonctionnement et du gain de chaleur
• Récolte de lumière du jour: Charges d'éclairage artificielles variables
• Horaire: Motifs de charge prévisibles
• Commandes personnelles: Systèmes d'éclairage de poste de travail individuels

CIBSE Normes européennes

Pratiques d'éclairage européennes

Tables CIBSE 6.2, 6.4 et 6.5Aborder les considérations de conception européenne:

Facteurs régionaux:

• Intégration de la lumière du jour: Une dépendance plus élevée à l'éclairage naturel
• Normes d'efficacité: Exigences de performance énergétique plus strictes
• Types de luminaires: Différentes conceptions et installations luminaires
• Horaires de fonctionnement: Modèles et pratiques de travail régionaux

Méthodologies de calcul

Approche européennesouligne:

Densité d'alimentation d'éclairage:

• Calculs W / M²: Estimation des charges sur la zone
• Éclairage spécifique à la tâche: Stratégies d'éclairage ciblées
• Efficacité énergétique: Conformité aux directives de l'UE
• Facteurs de lumière du jour: Exigences d'intégration de la lumière naturelle

Applications de calcul de la charge du transporteur

Mise en œuvre pratique

Tableau 49 SpécificationsFournir des données d'éclairage orientées vers l'application:

Méthodologie de calcul de charge:

1. Inventaire d'éclairage: Types et quantités de luminaires réels
2. Horaires de fonctionnement: Modèles quotidiens et saisonniers
3. Effets du système de contrôle: Les impacts de l'adhésion et de la commutation
4. Facteurs de diversité: Hypothèses de fonctionnement simultanées

Considérations de type de construction

Les gains de chaleur d'éclairage varient considérablementpar application de construction:

Type de bâtiment	LPD typique (w / ft²)	Gain de chaleur maximal	Considérations particulières
Immeubles de bureaux	0.8-1.2	2.7-4.1 BTU / HR / FT²	Éclairage de tâche, intégration informatique
Espaces de vente au détail	1.5-3.0	5.1-10.2 BTU / HR / FT²	Éclairage d'affichage, systèmes d'accent
Éducatif	1.0-1.5	3.4-5.1 BTU / HR / FT²	Exigences en classe, installations sportives
Soins de santé	1.2-2.0	4.1-6.8 BTU / HR / FT²	Éclairage médical spécialisé
Industriel	0.8-1.5	2.7-5.1 BTU / HR / FT²	Éclairage à haute baie et spécifique à la tâche

Considérations de calcul de la charge

Facteurs dépendant du temps

Éclairage des motifs de gain de chaleurnécessitent une analyse temporelle minutieuse:

Horaires de fonctionnement:

• Heures de travail: Périodes de fonctionnement primaires
• Éclairage après les heures: Exigences de sécurité et de nettoyage
• Opérations du week-end: Charges réduites mais présentes
• Variations saisonnières: Effets d'intégration de la lumière du jour

Radiant vs division convective

La distribution de la chaleur affecte la conception du système:

Splits typiques par type de luminaire:

• Fluorescent encastré: 60% Radiant / 40% Convective
• LED monté sur la surface: 70% Radiant / 30% Convective
• Éclairage indirect: 80% Radiant / 20% Convective
• Éclairage de piste: 50% Radiant / 50% Convective

Considérations de conception modernes

Conformité du code énergétique

Normes d'éclairage contemporainesconduire des gains de chaleur inférieurs:

Exigences de code:

• Ashrae 90.1: Limites de densité de puissance d'éclairage maximale
• California titre 24: Exigences strictes d'efficacité et de contrôle
• IECC: Normes d'efficacité d'éclairage résidentiel
• Amendements locaux: Modifications et améliorations régionales

Intégration de construction intelligente

Systèmes d'éclairage avancéActiver la gestion de la charge dynamique:

Opportunités d'intégration:

• Connectivité BMS: Éclairage centralisé et contrôle HVAC
• Réponse à la demande: La perte de charge pendant les périodes de pointe
• Contrôles prédictifs: Anticipé l'éclairage et les charges thermiques
• Analyse énergétique: Surveillance des performances en temps réel

Méthodes d'assurance qualité

Vérification de la conception

Estimation précise de la charge d'éclairagenécessite une validation systématique:

Procédures de vérification:

• Examen des plans d'éclairage: Confirmant les types et quantités de luminaires
• Analyse du système de contrôle: Comprendre les modèles opérationnels
• Modélisation d'énergie: Intégration de charge de construction entière
• Évaluation post-occupation: Performance réelle vs prédite

Exigences de coordination

Éclairage et intégration CVCexige une coordination étroite:

Coordination de conception:

• Placement du luminaire: Impact sur les modèles de distribution d'air
• Considérations de plénum: Gain de chaleur et effets de l'air de retour
• Intégration de contrôle: Éclairage synchronisé et opération de CVC
• Accès à la maintenance: Exigences de service pour les deux systèmes

Tendances et technologies futures

Technologies émergentes

Systèmes d'éclairage avancéContinuez à évoluer:

Développements technologiques:

• Éclairage centré sur l'homme: Considérations du rythme circadien
• Intégration Li-Fi: Transmission des données par l'éclairage
• LED bio: Surfaces d'éclairage flexibles et efficaces
• Points quantiques: Rendu et efficacité des couleurs améliorées

Intégration de durabilité

Pratiques de construction vertesMettre l'accent sur l'efficacité de l'éclairage:

Stratégies durables:

• Énergie nette: Systèmes d'éclairage ultra-efficaces
• Intégration renouvelable: Systèmes d'éclairage à énergie solaire
• Sélection des matériaux: Fabrication de luminable durable
• Planification de fin de vie: Composants recyclables et utilisables

Éclairage précis estimation des gains de chaleurReste essentiel pour une conception de CVC efficace, impactant directement la capacité du système, la consommation d'énergie et le confort des occupants tout en permettant une intégration optimale entre l'éclairage et les systèmes mécaniques.