Перспективы применения комплексного подхода к процедуре проектирования систем освещения с учетом смежных стадий жизненного цикла



В статье рассмотрены вопросы, связанные с совершенствованием процедуры проектирования систем освещения с управляемыми параметрами излучения (СОУПИ), как с точи зрения оптимизации их размещения, так и с точки зрения оптимизации режимов работы. В качестве мероприятий направленных на совершение указанной процедуры рассмотрен подход связанный с комплексным подхода к проектированию указанных систем освещения, за счет применения систем автоматизированного проектирования (САПР), имеющих взаимосвязанные интерфейсы взаимодействия, как со специализированными программными средствами применяемыми при верификации проектных решений и обследовании объекта, так и в части автоматизации подготовки программных решений в части сценариев работы освещения, направленной на упрощение последующей пуско-наладки данных систем.

Ключевые слова:освещение, спектральная характеристика, САПР, проектирование, оптимизация, жизненный цикл.

Введение. Искусственноеосвещение является один из неотъемлемых атрибутов современного общества. От правильной организации работы систем освещения, зависят множественные факторы, оказывающие воздействие на здоровье, безопасность и производительность труда человека [1,2]. В связи с этим научным сообществом постоянно предлагаются различные решения направленные на совершенствование организации систем освещения, в том числе с учетом применения современных источников света и систем управления [3–6]. Одним из актуальных вопросов совершенствовании подходов к организации систем освещения является усовершенствование процедуры их расчета и проектирования, в том числе с применением различных программных средств [7–9]. Как правило данные решения направлены на решение задач по оптимизации параметров сетей освещения, повышению энергоэффективности и соблюдению необходимых требований по освещённости, Однако, необходимо отметить, что современные технологии не стоят на месте и в настоящее время постепенно начинают получать распространение системы человеко-ориентированного освещения, а также аналогичные по функциональным признакам и подходам системы, основная концепция которых заключается в возможности динамического изменения спектра освещения и его интенсивности в течение суток [10, 11]. Вместе с тем необходимо отметить, что непосредственно задача разработки систем освещения в рамках концепции человеко-ориентированного освещения является сложной и как следствие требуют применения комплексного подхода, в связи с чем коллективом авторов были предложены технические решения [12–14], по оптимизаций методов обследования данных систем, а также и их проектирования. В данной работе будут рассмотрены перспективы обеспечения взаимосвязи данных подходов в рамках этапов жизненного цикла СОУПИ смежных с этапом проектирования.

Применение вСАПР методов оптимизации расстановки светильников ирежимов работы освещения во взаимосвязи сэтапом пуско-наладки СОУПИ. Для вышеуказанного цикла работ коллектива авторов ключевыми являлись следующие вопросы в части совершенствования проектирования систем освещения:

1. Разработка оптимальных режимов (сценариев) управления освещением при условии соблюдения требований к нормативным параметрами по освещенности, цветовой температуры и индексу цветопередачи, а также биологическому воздействию освещения на организм человека [15].
2. Оптимизация размещения осветительных приборов (в том числе с управляемыми параметрами интенсивности излучения) с точки зрения равномерного распределения светового потока.
3. Определение базовой платформы САПР для решения указанных в пунктах 1 и 2 задач, а также для осуществления базовых функций проектирования сетей освещения.
4. Проведение обследования сетей освещения, как в целях верификации проектных решений, так и в целях получения предварительных данных (при необходимости)
5. Упрощения процедуры пуско-наладки сетей освещения.

Для решения данных задач в общем виде концептуально было с одной стороны применение базовой САПР платформы расширяемой соответствующими программными библиотеками, с другой стороны применение программно-аппаратного о комплекса (ПАК) с функцией измерения спектра и интенсивности излучения, а также с функциями определения местоположения в помещении относительно проектного расположения светильников для обследования сетей освещения.

Исходя из представленных выше условий возможно предположить, что объединение данных подходов в рамках единых принципов информационного взаимодействия, показанных на рисунке 1, может оказать синергетический эффект.

Рис. 1. Схема взаимосвязи операций в рамках комплексного полхода к автоматизированному проектированию систем человеко-ориентированного освещения

Заключение. Потенциально применение концепций в рамках комплексного подхода, изложенного в статье, может позволить существенно снизить трудозатраты на проектировании и пуско-наладку СОУПИ, особенно в случае наличия существенно количества осветительных приборов и режим их работы. Те не менее более достоверные выводы о перспективах применения данного решения можно будет сделать, только на основании проведения соответствующего моделирования при решении задачи приближенной к реальной и фактического подтверждения его результатов путем проведения обследования, как с помощью указанного ПАК так и без него.

Литература:

1. Шеметова Е/ Г/Исследование освещенности рабочих мест студентов университета // Вестник КемГУ. 2015. № 2–5 (62). С.118–121

2. Железникова О. Е., Амелькина С. А., Синицына Л. В., Куликова М. П. Исследование условий светодиодного освещения // Вестник МГУ. 2014. № 1–2. С.89–97

3. Кравченко А. И., Савкова Т. Н. Оптимизация проектирования современных систем освещения промышленных предприятий // Вестник ГГТУ им. П. О. Сухого. 2013. № 1 (52). С.55–59

4. Параскевов А. В., Левченко А. В. Необходимые условия разработки системы контроля искусственного освещения // Научный журнал КубГАУ — Scientific Journal of KubSAU. 2015. № 110. С.895–906

5. Шапин Е. В. Использование современных технологий освещения при проектировании объектов средового дизайна // Концепт. 2014. № 6. С.101–105

6. Моргунов Д. Н., Лабунский Л. С. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СВЕТОДИОДНОГО ОСВЕЩЕНИЯ // Вопросы науки и образования. 2018. № 7 (19). С.35–38

7. Матусевич С. В., Жаравович Е. В., Автушенко Д. А. Расчет и анализ оптимальных параметров освещения на ЭВМ // Вестник Белорусско-Российского университета. 2009. № 1. С.138–146

8. Литвинов В. Н., Грачева Н. Н., Руденко Н. Б.Информационные системы и процессы расчета освещения производственных помещений // Научный журнал КубГАУ — Scientific Journal of KubSAU. 2016. № 116. С.139–150

9. Беккер Ю. Л. Ульянов Р. С., Шиколенко И. А., Завьялов В. А. Особенности проектирования систем совмещенного освещения в программном комплексе информационного моделирования Autodesk Revit 2014 // Научное обозрение. 2015. № 18. С. 160–164.

10. Human Centric Lighting: Going Beyond Energy Efficiency // lightingeurope.org Publications — 2013. URL: http://www.lightingeurope.org/images/publications/general/Market_Study-Human_Centric_Lighting._Final_July_2013.pdf (дата обращения: 18.12.2018).

11. Головин А. Human Centric Lighting: реальный прорыв на рынке светотехники или временное явление? / А. Головин // Вuilding Management System. — 2017. — № 1. — С. 29–3

12. Ульянов Р. С., Шиколнеко И. А., Величкин В. А., Завьялов В. А. Перспективы применения в САПР новых методов проектирования, в части обследования, расстановки и выбора режимов работы осветительных приборов системы искусственного освещения. // Кибернетика и программирование. — 2017. — № 1. — С.94–106.

13. Завьялов В. А., Ульянов Р. С., Шиколенко И. А., Чернов Р. О. Перспективы применения автоматизированного комплекса управления и диагностики систем управляемого освещения // Научное обозрение. 2016. № 1. С. 37–41.

14. Ульянов Р. С., Шиколенко И. А., Величкин В. А., Завьялов В. А. Перспективы применения САПР NanoCAD как элемента концепции совершенствования проектирования освещения на различных этапах жизненного цикла. // Естественные и технические науки. — 2017. — № 12. — С. 296–298.

15. DIN SPEC 5031–100:2015–08. Optical radiation physics and illuminating engineering — Part 100: Non-visual effects of ocular light on human beings — Quantities, symbols and action spectra. — 2015. — 33 с.