Işık : Anahtara Basarak Mı Yoksa Otomatik mi?

(Almanca bir makaleden çeviridir)

Bürolardaki aydınlatma otomatik olarak gün ışığı ile uyumlu hale getirilirse bir enerji tasarrufu sağlanabilir. Işığın kendine ait bir saha geliştirmesi her çalışanın hoşuna gitmeyebilir. Tecrübe ile sabittir ki aydınlatma sisteminin yarı otomatik kurgulandığı veya mahalde kimsenin bulunmadığı durumlarda aydınlatmanın devre dışı bırakılması sayesinde de aynı şekilde enerji tasarrufu yapılabilmektedir.

Gün ışığı ile birlikte çalışan aydınlatma sistemi kullanıcılarından “ Böyle bir aydınlatma saçmalığın daniskası! “ şeklinde bir yorum duymanız mümkündür. Buna karşılık üreticiler gün ışığı ile birlikte kullanılarak dimlenen lambalarla yapılarak sağlanan konfor ve tasarrufu öve öve bitiremiyorlar. Neden on yılı aşkın bir süredir bu tip bir aydınlatma piyasada hala tartışılan bir aydınlatma şekli olmaya devam ediyor? Zürich Örlikon’da Birch okulunun işletme müdürlüğünü yapan Andre Bein “ Tüm sınıf odalarında 500 lüx ölçüyorum ama yine de yine de aydınlanma istenilen şekilde değil” şeklinde izah ediyor. Gün ışığı yeterince aydınlatma sağladığı anda lambalar dimleniyor.( Şekil 1) Her yerde sınıflarda sağlanması gereken standart değer olarak 500 lüx aydınlık seviyesi olmasına rağmen , pencereye yakın olan öğrenciler kendilerine yakın yerlerde lambaların yanmadığı hissine kapılıyor (Şekil 1). Bein’a göre öğrencilerin yarısından çoğu bu şekilde gün ışığına göre kurgulanan bir aydınlatmadan hemen vazgeçmeye hazır. Çok zaman aydınlatma sistemini ilk açışlarında “otomatik” olan ayar modunu “ çift tıklatma” ya alıyorlar. Okuldan çok sayıda dernek faydalanmakta olduğundan ve öğretmenlerin çoğu kısa süre için vekaleten hizmet verdiğinden Bein aydınlatmanın yetersiz olduğu yönünde çok sayıda şikayet aldığını söylüyor. O da bu şikayetlere cevaben muhataplarına bunun normal bir durum olduğunu ve aydınlatma sisteminin ölçtüğü gün ışığı seviyesinin oldukça yüksek olması sebebiyle böyle bir durumun ortaya çıktığını söylüyor. Zürih Yüksek Yapılarda Enerji ve Bina Tekniği Uzmanlık Bürosu, SEV VSE Bülten dergisinin görüş isteğine rağmen Birch okulu ile ilgili herhangi bir görüş bildirmek istemese de gelecek dönemlerde okullardaki sınıf odalarında sabit aydınlatma kontrol düzeneklerinden vazgeçmeyi planlamaktadır: Büro, oturma odaları ve derslikler için yeni çıkarılan yönetmeliklerde artık kontrollü aydınlatmalar öngörülmemektedir. Enerji tasarrufu sağlamak ve binalarda yakalanması gereken asgari enerji sarfiyatı standartlarına uyabilmek için , ilgili mahallerde insan bulunmuyor veya gün ışığı seviyesi yapay aydınlatmayı gereksiz kılacak kadar yüksek seyrediyor ise aydınlatma sisteminin doğrudan devreden çıkarılması gerekmektedir. Bu durumlarda aydınlatma sisteminin tekrar çalıştırılması genel olarak manuel olacaktır. Sonuç olarak dimlenebilir aydınlatmalar daha fazla arzu edilmemektedir. Parolalar artık – Olabildiğince Basit!. Kamusal alanlarda trend genel olarak bu yönde. Tesisatlar olabildiğince basit kurgulanmak durumunda.

Asgari Enerji Tüketimi Kontrollü Aydınlatma Gerektiriyor.

Binalarda günışığı denetimli aydınlatma Sistem tesisatlarının planlama ve mühendislik hizmetlerini veren ünlü bir büroda saha müdürü olarak çalışan Serge Hauser “Üreticiler temiz bir kontrol sistemi için pek büyük sözler verse de bu ütopik olmaktan öteye gitmiyor. Çok fazla arıza kaynağı söz konusu .“ diye konuşuyor. Sorun mahaldeki aydınlık seviyesi bilgisinin elde edilmesinde yatıyor . Sensör mahallin yalnızca bir noktasındaki bilgiyi alıyor. Orada koyu renkli bir mobilya bulunuyor ise bu durum sağlıklı bir ölçümün gerçekleştirilmesinin önüne geçiyor. Odaya konulacak çok sayıdaki sensörün maliyetinin yükselmesi ve böylece çok sayıdaki sensör tavanda görsel olarak göze çarpar bir şekilde bulunacak olması nedeniyle böyle bir imalatın, binanın mimarı tarafından kabul edilmesine pek rastlanılmıyor. Bundan başka bir seçenek ise binanın çatısına konulacak olan merkezi bir sensör. Günün saatine ve sensörün konumuna göre her bir odanın aydınlık seviyesi hesaplanır. Burada da odalardaki mobilyaların durumuna , perdelerin konumuna ve diğer binaların yaptıkları gölgelerin varlığına bağlı olarak ortaya çıkan büyük bir belirsizlik söz konusudur.

Şekil 1 .Birch Okulu : Endirek günışığında dahi 500 lüx seviyesi kolayca yakalanabilir. Pencere tarafındaki aydınlatma armatürleri erken saatlerde hemen devreden çıkarılır.

Sergei Hauser insanların ne zaman ve ne kadar ışık istediklerine karar vermelerinin önemli olduğuna inanıyor. Ona göre aydınlatma sisteminin kendisini izlemesi ve örneğin odadan çıktığından aydınlatmayı kapatması gerekli bir şey. Asgari enerji sarfiyatı ile ilgili SIA 380/4 standardına uyulabilmesi adına aydınlatmalarda hiçbir kontrolün olmaması da yine düşünülemez. Eğer aydınlatma otomatik olarak belirli bir değer etrafında denetlenecek olursa kullanıcılar örneğin hastanede çalışan doktorlar bu durumdan sıklıkla hoşnutsuzluk duymaktadır. Bu yüzden Hauser bu noktada , sensörlerin kullanıcıların isteklerine uygun hale getirilmesinin çok işe yarayacağını düşünüyor. Ama o, sensörlerin daha sonraları teknik personel tarafından yeniden ayarlanmaları ile ilgili şüphe de duymuyor değil. Her ne kadar kendisinin başında olduğu mühendislik bürosunun tamamladığı projelerde bu konuda eğitim verilmesi konusunda hassas olsa da o genel olarak bu tür eğitimler için gerekli ilginin gösterilmediğini düşünüyor. Ayrıca o LON kontrollü bir sistemde zaman zaman PLC cihazlar üzerinde dimleme eğrisi güncellenmesi gerektiğinden böyle bir işlem binanın sorumlu teknikerleri için oldukça kendilerini aşan bir durum olarak görüldüğünü ifade etmekte. Hausere göre yine pek çok binada tesisatların yanlış planlanması sadece bir aydınlatma problemi değil, ısıtma ve havalandırma da dahil olmak üzere bina otomasyonunun da bir problemi olarak karşımıza çıkıyor. Tüm olasılıkları bünyesinde barındıran bir sistem optimizasyonunun maliyeti genel olarak ilk bir yılda yapılan tasarrufla karşılanmış oluyor.

Şekil 2. Günışığı (Sağda ) ve Yapay Işık (solda ) kullanıcılara farklı etki eder. Ayrıca sırtı pencereye dönük halde çalışılırken gün ışığında meydana gelen gölge olayına da dikkat edilmelidir. 

İyi Reflektörler Enerjiden Tasarruf Etmemizi Sağlıyor.

Hauser, enerji tasarrufu için kullanıcıların da memnun oldukları endirek aydınlatma benzeri iyi reflektörlere sahip verimli aydınlatma armatürlerini tercih ediyor. Bunun yanında ,armatürlerin ve reflektörlerinin verimliliğinin daha da artırılabileceğine ve hatta iyi bir aydınlatma konseptiyle aydınlatma otomasyonunun başarabileceğinden daha fazlasını başarmanın mümkün olduğuna inanıyor. Hauser yine aydınlatma otomasyon sistemlerinin gelecekte de sıklıkla bypass edilmesinin kaçınılmaz olduğunu ve asgari enerji sarfiyatı kriterlerinin işletme şartlarında pek dikkate alınmayan bir deklarasyon olarak kaldığını ifade ediyor.

Hauser hastane koridorunda gün ışığından bağımsız olarak kısmen sabit değerler ile çalışmayı tercih ediyor. Gün içerisinde aydınlık seviyesi ortamdaki insan varlığına bağlı olarak % 60 ile 80 arasında dimleniyor. Gece bu değerler % 30 ile 50 arasına çekiliyor. Aydınlatma hiçbir zaman tamamen devre dışı bırakılmadığından kullanıcılar böyle bir dimlemenin pek farkında olmuyorlar. Gece ortam daha loş olduğunda bu durum kimseyi rahatsız etmiyor çünkü bu zaten kullanıcıların bekledikleri bir durum. Hauser ayaklı zemin lambaları hakkında faydalı tecrübeler edinmiş. Bu lambalar ile çalışma alanındaki ışık seviyesi ölçülebiliyor ve odada bir değişik yapılması durumunda yerlerini değiştirmek kolay oluyor. Diğer türlü, aydınlatmayı otomatize etmeyi değil varlık sensörleri ile devreden çıkarmayı tavsiye ediyor.

Her Biri Sensörlü 10000 Oda

Her ne kadar teknik hizmetler sınıfı ateşli bir şekilde aydınlatma otomasyonuna karşı çıksa da onu aynı heyecanla öven birileri de var:

Zürih üniversitesi odalarını gün ışığı ve varlık sensörü kombinasyonu ile donatmış bulunuyor. Üniversitenin Binalar ve Hacimler Bölümünden Bernhard Brechbühl’e göre yaklaşık olarak % 30 civarında bir tasarruf sağlanmakta. Buna ek olarak patlayan florasan lambaların yenileriyle değiştirilme sıklığı azalmış olması da bir avantaj. Bunun için verilen hizmetten yani işçilikten edilen tasarruf aslında doğrudan enerji tasarrufundan daha fazla. Üniversitenin öncelikle daha önceki aydınlatma otomasyonu deneyimlerini derlemesi gerekti. Doksanlı yılların başında tam otomatik aydınlatma sistemleri ile yola çıkılmıştı. Aydınlık seviyesi yaklaşık 500 lüx değerine ayarlanmakta idi . Odada insan var ise aydınlık seviyesi otomatik olarak set değerine getiriliyordu. Bunun neticesinde bir aydınlatmaya ihtiyaç olmasa bile lambalar devreye giriyordu. Oysaki bugün eğer kullanıcılar gerek duyuyorsa aydınlatmayı kendileri devreye sokuyorlar. Bay Brechbühl’e göre bu daha kabul edilebilir ve fazladan enerji tasarrufu sağlıyor çünkü bilgisayarlı çalışma alanlarında kullanıcılar ancak hava gerçekten iyice karanlık olduğunda aydınlatma sistemini devreye sokuyor. Üniversite bu yüzden dimlemeli bir aydınlatmadan bilerek uzak duruyor. Federal Büroya ait Ravel Araştırma Projesi kapsamında Zürih üniversitesine ait bir laboratuvar binası ile ilgili olarak yapılan bir araştırma sonucunda sabit aydınlık seviyesi ile yapılan otomasyon sayesinde azami enerji tasarrufunun gerçekleştiği görülse de ise de ,böyle bir sistemin kendini amorti edemediği gözlemlenmiştir.

Bugün tesis edilen yarı otomatik anahtarlamalı aydınlatmalar ile kullanıcılar lambaları elleriyle dilediği gibi açıp kapatabilmektedir. Gün ışığı belli bir değerin üstüne çıkar veya kullanıcılar mahalli/ odayı terkederler ise sensörler lambaları söndürmektedir.

Şekil 3 : Güneş ışığının ve insanların yaydığı ışınımın Spekturumu. Tipine göre varlık sensörü tarafından görülür ışık, kızılötesi bölgesinde gün ışığı ve insanların yaydığı kızılötesi ışık algılanabilir. Eğer gün ışığı kızılötesi dalgaboyunun sadece dar bir bandında algılanacak olursa bu durumda sensörün yapay ışığa karşı bağışık olduğunu söylenebilir.

Eşikdeğerlerin Ayarlanması

Brechbühl Zürih üniversitesinde yeni bir binaya taşınıldıktan sonraki iki ay içerisinde kullanıcıların şikayetlerinin bir haylı sıklaştığını yaşayarak tecrübe edinmiş. Bu süre zarfında her kullanıcı odasındaki aydınlık seviyesini farklı algıladığı için sensörlerin ayarları yapılmış. Bu iki aydan sonra bu tip müdahale ve ayarlamalar giderek azalmış. Brechbühl, binadaki 10000 civarındaki dedektörün bir yılda en fazla 10 tanesinin bozulduğunu anlatıyor. Koridor ve tuvaletlerde ayrıca belirli birinin sorumlu olmadığı odalarda aydınlatma otomatik denetlenmekte imiş. O, tuvalette uzun süreli oturulurken aydınlatmanın sönmemesi için bu tür mahalleri sensörler ile donatırken olabildiğince çok sensör kullanılmasını tavsiye ediyor. Tereddüt durumunda her iki kabin arasına bir sensör uygun olacağını ifade ediyor. Koridorlarda insanlar aydınlatmanın birkaç metre adım attıktan sonra değil hemen devreye girmesine alışmışlar ve kendilerini bir tünelde gibi hissetmemeleri için koridorlardaki tüm aydınlatmalar bir uçtan diğerine devreye girmekte imiş. Böylelikle insan trafiğinin az olduğu zamanlarda ciddi bir enerji tasarrufu sağlanmaktaymış. Ona göre , armatürlerin sayısında ve aydınlık seviyesinde tasarrufa gitmek kullanıcıların memnuniyetini zedeleyeceğinden pek tercih edilir bir yol değil.

Varlık sensörü ayrı bir gecikmeli kontağa sahip ise laboratuvar ve tuvaletlerde havalandırmaların kontrol edilmesi mümkün.olduğundan elektrik enerjisi dışında havalandırmada ısı enerjisinden de tasarruf sağlanabilirmiş

Başarı Bizi Haklı Kılıyor

Heinz Rütschi, (varlık sensörü imalatçısı HTS firmasında satış müdürü ) gün ışığı kontrollü aydınlatma konusunda süren tartışmaların içeriğini biliyor. On yıldan daha uzun bir süredir onları satan Rutschi şöyle diyor:

“Başarılı oluşumuz bizi haklı kılıyor, Her yıl sattığımız sensör sayısı ürünün işe yaradığını gösterir. Diğer yandan her zaman Birch Okulu gibi tekil ve kötü örnekler olacaktır. ”

Ona göre ya sensörlerin ayarları yanlış yapılıyor ya da bağlantıları.. Sonra müşteriye teklif için gidip yerinde görünceye dek bu tip durumlar çoktan ortaya çıkmış oluyor. Bir de elektrikçiler bir birleriyle fiyat kırma yarışına girişince tesisatın kendisi için pek zaman kalmıyor. Sensörler ilk ayarlarında kalmış oluyorlar.

Rutschi ” bir sensörün montajına kalibrasyon da dahildir” diyerek konuya vurgu yapıyor. “Kullanıcı ile birlikte eşik değerler öyle ayarlanılmalıdır ki kullanıcı bu ayardan memnuniyet duysun. “ Mesela gözlüklü insanlar daha aydınlık ortamlar ister ve kadınlar neon ışıklarına erkeklerden daha farklı tepki verir diyor. Aydınlatmanın algılanışı da tıpkı sıcaklık gibi diyerek planlama yapan kişilerin buna dikkat etmesi gerektiğini söylüyor. Rutschi yine bir aydınlatma sistemi olabildiğince basit olmalıdır tavsiyesinde bulunuyor. “Karmaşık bir aydınlatma otomasyonu sadece kablolama ve montaj sırasında arıza çıkarmaya müsait değildir ayrıca ileride bakım işleri de çok pahalıya gelir “ diyor.

Genç tasarımcılar bu konuda çok dikkatli değiller ve ancak kötü tecrübeler neticesinde daha basit sistemlere geçiş yapıyorlar diyor Rutschi ve mesela pek çok kullanıcının uzun uzun bir dimleme düğmesine basmayı sıkıcı ve zor bir iş olarak gördüğünü belirterek devam ediyor:

“Entelektüel kişiler tekniğin kendisi tarafından vesayet altına alınmaya karşı daha eleştirel bir duruş sergiliyorlar. Bir tasarımcı bu durumu dikkate almak zorunda. ”

Burada gün ışığı kontrollü yarı otomatik bir sistemi tavsiye ediyor: Kullanıcı manuel olarak aydınlatmayı devreye alıyor sensör ise odada insan olmaması durumunda veya gün ışığı seviyesinin yüksek olması durumunda devreden çıkarıyor. Sık sık da kullanıcının aydınlatma yönetim sistemine alışması ve sonra da tümüyle tam otomasyonlu bir aydınlatmaya geçiş yaşanması durumu ortaya çıkabiliyor. İştah yemek ile birlikte geliyor.

Ayaklı zemin lambaları ile de kendisinin farklı deneyimleri olmuş. Şöyle bir takım saptamaları söz konusu: “Belirli bir işlevi olan binalarda eğer binanın ne zaman kullanılacağı net değil ise ve tasarımcı ayaklı zemin lambalarını kullanmayı öngörüyor ise maliyeti yarı yarıya düşük tutabilir.Bu lambaların üstünlüğü ihtiyaç duyulan her yere taşınabilmesindedir. Ayrıca bu lambaların sağladığı endirek aydınlatma genellikle kullanıcıların hoşlandığı bir aydınlatma türüdür. Bu lambaların otomatasyona uygun hale getirilmesi ise problemli bir sahadır. Entegre edilen sensörler ya çok derine konulur ya da yanlış yerleştirilirler. Bu durum ayaklı zemin lambalarının odada insan bulunmasına rağmen karartma yapmasına neden olur. Gerçi bu durum için bir eksen etrafında hareket edebilen sensörlere sahip zemin lambaları var ama önemli olan bunları kimin ayarlayacağıdır. Tavana konulacak fazladan bir sensör de pek çözüm sağlamayacaktır çünkü endirek aydınlatma, sensörü körleştirecek ve ayaklı zemin lambası da masada oturan kişinin görülmesini engelleyecektir.

Kompleks Sabit Aydınlatma Denetimi

Tüm deneyimleri bir araya getirdiğimizde gün ışığı denetimli aydınlatmaların özünde faydalı olduğunu ama tesisat boyutunun da ihmal edilmemesi gerektiği ortaya çıkar. Mahalde kimse yokken veya gün ışığı seviyesi yüksek iken lambaları söndüren sensörler hiçbir kullanıcıyı rahatsız etmezler. Hatta kimse varlıklarının farkında bile değildir. Böylelikle en etkin ve şikayetlere sebebiyet vermeksizin enerji tasarrufu sağlanabilir. Sabit aydınlatma denetimi buna karşın komplekstir ve sensörlerin yerleştirilmesi ve kalibrasyonu önem arzeder. Bu sensörlerin karışık ışığı yani yapay ışık ile gün ışığını birlikte ölçmemesi gerekir. Böyle bir görev için her sensör uygun değildir. Genellikle iki tipten bahsedilebilir:

 Gün ışığı sensörleri ve Karma Işık Sensörleri.

Gün ışığı sensörleri kızılötesi bölgede ölçüm yaparlar. (Şekil 3) Bu sensörlerin üstünlüğü florasan ve tasarruflu florasan lambalara duyarsız olmalarıdır. Böylece tavanın altında asılı duran ve ışığı tavandan yansıtan endirek bir aydınlatmada bile kullanılabilirler. Sabit aydınlatma denetimi için uygun değillerdir çünkü yapay ışığı görmezler.

Karma Işık Sensörleri ise görülebilir her ışığı ölçebilirler ve bu yüzden sabit aydınlatma denetimi için uygundurlar. Yapay ışıkları algılayabildiklerinden ve tavandaki endirek aydınlatma tarafından körleştirilmeleri önlenemediğinden bu ikili kombinasyon (endirek aydınlatma ve bu sensörler) da her ne kadar endirek reflektörler ışığı en verimli bir şekilde kullanılıyor olsa da ve kullanıcıların hoşuna gitse de uygun bir şekilde iş göremezler. Ayrı şekilde anahtarlanan ilave aydınlatmalar da karma ışık sensörlerinin kafasını karıştırır. Gün ışığının hesaplanması istendiğinde yapay aydınlatmanın hangi seviyede devreye alındığını bilmesi gerekir.

Akkor telli lambaların ve yüksek basınçlı ark lambalarının kızılötesi ışık saçtığından ve bu sebeple gün ışığı sensörleriyle beraber kullanılması uygun olmayacağından bu duruma dikkat etmek gerekir. Aynı şekilde ısı yalıtımında kullanılan pencere camları da güneşin kızıl ötesi ışığını yansıttıklarından bu tür sensörlerin düzgün çalışmamasına sebep olurlar. İşte tasarımcının önüne çıkabilecek bir takım meseleler . En iyisi de bir uzmandan yardım istemek !