Трубчатые люминесцентные лампы

Половина идущей на освещение энергии в США, или примерно 360 долларов на человека в год (а во многих других западных странах даже больше), потребляется трубчатыми люминесцентными лампами и балластными сопротивлениями, которые поджигают их и управляют ими. Но около 80—90% этой энергии растрачивается впустую, а производимый свет совершенно неудовлетворителен. Основные необходимые усовершенствования таковы.

q Обеспечение гораздо большего выхода света из арматуры в помещение. При правильном выборе формы блестящие материалы внутри арматуры могут повысить эффективность почти вдвое. Нужное количество света подается в заданном направлении, улучшается видимость и уменьшается ослепительный блеск.

q Проектирование или доработка арматуры с целью достижения наилучшей температуры, при которой работают лампы и балластные сопротивления: обычно они сильно перегреваются, в результате чего теряют больше энергии и служат меньше.

q Использование ламп, испускающих нужные цветовые гаммы, ко-торые согласуются со зрительными рецепторами, воспринимающими красный, зеленый и синий цвета. Цвета становятся более определенными и привлекательными, а глаза лучше видят при меньшей освещенности.

q Использование более тонких ламп, испускающих на одну четверть больше света на ватт и облегчающих проектирование оптики для управления направленностью света.

q Эксплуатация ламп в высокочастотном режиме, что устраняет мерцание и шум, вызывающие у многих людей усталость и головную боль. Электронные балластные сопротивления, работающие с высокой частотой, также экономят по меньшей мере четверть энергии непосредственно и значительно больше, если учесть более трудноуловимые эффекты.

q Использование электронных регуляторов для уменьшения яркости освещения в зависимости от наличия дневного света, отключение светильников, когда его уже достаточно или в помещении никого нет, установление на нужную яркость освещения для определенной части помещения или для выполнения людьми своих задач, автоматическое увеличение яркости ламп по мере того, как они тускнеют в результате старения или загрязнения.

q Содержание ламп и арматуры в чистом состоянии и регулярная замена ламп до их потускнения или выхода из строя.

Проектирование освещения

В совокупности эти мероприятия по меньшей мере учетверят эффективность типичных люминесцентных систем освещения и окупят себя за несколько лет. Но улучшив использование света, можно достичь дополнительной очень крупной экономии даже с меньшими затратами.

q Облегчите себе чтение простым методом, подобным настройке фотокопировальной машины, дающей расплывчатые изображения.

q Выберите такое положение в помещении, чтобы свет, отражающийся прямо от страницы, не слепил вас: вам помогает видеть не свет, а контраст (например, между чернилами и бумагой), который яркий фон размывает. В обычном офисе гораздо важнее уменьшить этот фон, нежели добавить еще света.

q Продумайте, как рассеять свет, используя потолок или стены; свет должен поступать со многих различных направлений и тем самым практически устранять яркий фон. Подобное «косвенное» освещение позволит вам видеть лучше при наличии только одной пятой того освещения, которое чаще всего требуется.

q Обеспечьте нужное количество света. Оно зависит от зрения конкретного человека, его возраста, сложности и важности решаемой им задачи, времени дня, а также других факторов. Поэтому важно, чтобы люди могли регулировать уровень освещения в соответствии со своими текущими потребностями.

q Используйте при необходимости дополнительное «целевое» освещение. Например, направленное освещение поможет вам читать бумаги, лежащие рядом с компьютером без того, чтобы чрезмерно освещать экран, что мешает различать на нем детали. К тому же тем самым устраняется разница в яркости экрана и бумажного документа, из-за которой ваши глаза устают, переключаясь туда и обратно.

q Используйте более светлые ковровые покрытия, краски и мебель — в таких условиях свет лучше «гуляет» по помещению.

q Обеспечьте более глубокое проникновение дневного света в здание с помощью различных методов — от посеребренных жалюзи до специальных «световых полок» (которые сейчас могут «передвигать» свет на сколь угодно большое расстояние, вплоть до десятков метров) — и равномерное его распределение без ослепительного блеска. Прямые солнечные лучи бывают настолько яркими, что затрудняют рассматривание объектов и утомляют глаза; дневной свет следует направлять вверх, чтобы он освещал потолок. Стеклянные перегородки могут отделять офисы друг от друга и при этом пропускать дневной свет.

q В сложных случаях сконцентрируйте солнечный свет снаружи, быть может, на крыше, и затем введите его внутрь здания с помощью атриумов, фонарей, световых шахт, светопроводов, волоконных световодов и других современных методов. (Японские архитекторы доставляют такими методами дневной свет даже под землю на глубину в несколько этажей.)

В сочетании с улучшенным осветительным оборудованием эти и другие подходы к проектированию освещения могут сэкономить с небольшими затратами свыше 90% энергии, идущей на освещение, в то же время такая техника выглядит привлекательнее и позволяет людям видеть лучше. Это, в свою очередь, может существенно повысить объем и качество выполняемой работы.

Оргтехника

В большей части индустриального мира быстрее всего развивается коммерческий сектор, а в нем максимальный рост потребления электроэнергии связан с офисным оборудованием. Это — естественный результат развития информационной экономики. Значительная доля оборудования находится не только в офисах, но и в контрольно-кассовых пунктах магазинов розничной торговли, в больницах, школах и других местах, где людям нужна информация.

Компьютеры

Неэффективный современный настольный компьютер с монитором в рабочем режиме расходует 150 ватт (что делает компьютер, почти не имеет значения). Обычно по крайней мере половина этой мощности приходится на цветной монитор, который можно сравнить с цветным телевизором. Но при тщательном выборе цветного телевизора обнаруживается, что самые эффективные модели потребляют в 4 с лишним раза меньше электроэнергии по сравнению с наименее эффективными, обладающими такими же размерами, характеристиками и ценой. Относится ли это в равной степени к компьютеру?

Конечно, и по той же самой причине: из-за качества конструкции. Некоторые виды компьютерных микросхем и источников питания потребляют гораздо больше энергии, чем другие. Дисководы жесткого диска, которым около пяти лет, могут расходовать в 5—10 раз больше энергии, чем современные, которые работают лучше и стоят меньше. Портативные компьютеры, предназначенные для долгой работы на легких батареях, потребляют всего несколько ватт, но по своим возможностям не уступают настольным персональным компьютерам: например, этот раздел пишется на субноутбуке, который потребляет лишь 1,5 ватта, или 1% от нормы для неэкономичной и громоздкой настольной ЭВМ с точно такими же возможностями. Упомянутый компьютер работает в течение шести — девяти часов на никелево-металлогидридных батареях весом всего лишь в 150 г, или на 100-граммовых литиевых батареях. Некоторые из самых последних компьютеров типа записной книжки могут работать месяц на двух маленьких щелочных батарейках типа АА.

Отчасти отличие заключается в том, каким образом мы распоряжаемся энергией. Регистрируя нажатие клавиш на клавиатуре, канадские исследователи установили, что примерно 90% времени, в течение которого компьютеры включены, они фактически не используются. К большинству существующих компьютеров можно добавить устройства и программное обеспечение, чтобы погружать их в своего рода сон или зимнюю спячку до тех пор, пока они снова не понадобятся — они моментально просыпаются при нажатии клавиши. В портативных компьютерах проблема решается просто — когда в тех или иных частях нет необходимости, они выключаются. В некоторых моделях действие основного процессора замедляется до скорости черепахи или его работа приостанавливается всякий раз, когда он не нужен — даже на столь короткий период, как интервал между нажатиями клавиш.

Такие эффективные компоненты и управление потреблением электроэнергии не приводят к увеличению стоимости портативных компьютеров (за исключением плоских цветных дисплеев); действительно, некоторые переносные компьютеры сейчас стоят столько же, сколько их настольные собратья, или даже меньше, поскольку они сберегают материалы. Большинство производителей выпускают оба вида компьютеров и для упрощения производства сейчас начинают использовать одни и те же компоненты и конструкции. Единственное отличие состоит в ящике, в котором есть место для блоков, расширяющих возможности компьютера, и в типе дисплея. Более того, портативные компьютеры предоставляют дополнительное удобство — свою работу вы можете выполнять в поезде или находясь в коридоре. За этим тоже кроется экономическая выгода: работая на встроенной батарее, компьютеры не требуют специального источника бесперебойного питания и специального монтажа для подачи питания на каждый стол, т. е. устраняют затраты, часто составляющие сотни долларов на работника.

Синергизм конструирования

Несколько лет назад крупный производитель компьютеров захотел построить настольный аппарат типа ноутбука со сравнимой энергетической эффективностью. Первая задача заключалась в улучшении питания. Почти все блоки питания изготавливаются несколькими фирмами в Азии и имеют одинаково плохую конструкцию: их коэффициент полезного действия при высоких нагрузках зачастую ниже 50—60%, а при малых он катастрофически падает. Но большую часть времени блок питания работает с малой нагрузкой.

Оказалось, что за чуть более высокую цену можно добиться коэффициента полезного действия примерно в 95% по всему диапазону нагрузок. Те, кто подсчитывал каждую копейку, были против более высокой цены. Но вскоре разработчики осознали, что могут сэкономить больше, устранив вентилятор: блоки питания, интегральные схемы и дисководы стали сейчас настолько эффективными, что могут охлаждаться благодаря естественной конвекции. Кроме того, блоки питания ужались до таких размеров, что уменьшился размер и самого ящика, а это экономит материалы и сокращает затраты. Затем пришел черед сбытовиков, которые поняли, что наткнулись на «золотую жилу»: они могли продавать компьютер как первую настольную модель, работающую бесшумно*, занимающую очень мало места на столе и более надежную, поскольку без вентилятора нет протока воздуха через машину, что вело к осаждению пыли на микросхемах и в конечном итоге к их перегреву. Потребителям даже предлагалось запирать очень маленький, но ценный компьютер в ящике стола.