Yüksek performanslı reflektör seçimi ve önemi

Metin: Seth Warren Rose

ebatlarını küçültmek. Bir diğer yol ise, daha düşük yansıtıcıya sahip düşük maliyetli bir ürünü çok daha fazla yansıtıcı speküler bir ürünün yerine kullanıp avantaj sağlamak. Fakat bu seçenekler, ışık kontrolü ve yansımayı kaybetmeye yani enerji verimliğinden feragat etmeye yol açıyor.

Gerek aydınlatma tasarımcıları, gerek aydınlatma armatürü üreticileri, gerekse tesis sorumluları konumunda olan tüm paydaşların oldukça iyi niyetli çabalarına rağmen; kısa dönem ekonomik çıkarlar birçok mal sahibini cezbettişi için, enerji verimliliği (daha az enerji harcanması ile aynı sonucu elde etme) bir çok retrofit aydınlatma projelerinde her geçen gün geri plana atılmaya başlandı.

Başarılı yeşil bina projeleri üzerine çalışma ve raporlama yapan bir araştırma merkezi olan Eneref Enstitüsü’nün enerji verimliliğine sahip binaların uygulanmasında oluşacak engeller üzerine yapılan bir rapor araştırması dahilinde, retrofit aydınlatma konusu incelendi. Burada incelenen detay, retrofit projelerde kullanılan speküler alüminyum aydınlatma reflektörlerinin kullanımı ve potansiyel verimliliği. Bu reflektörlerin kullanımına ait “spesifikasyonlara” (mal sahibinin tercih ettiği marka ya da modeller) bağlı kalma zorlukları, daha fazla enerji verimliliğine sahip ticari binalar geliştirmeye mani olacak sonuçlar ortaya çıkarıyor.

İlave ya da uyarlama ticari projelerde kullanılacak aydınlatma armatürleri için reflektör malzemesi seçimi genelde üretici ya da tüketici tarafından yapılmasına rağmen, optik(yansıtıcı) yüzeylerin bir mimari ışık tasarımcısı ya da ışık teknisyeni tarafından belirlenmesi durumunda çok daha iyi sonuçlar elde edilebileceği ortaya çıkarıyor. Hem yayma hem de yansıtma yapan optik yüzeylerin her ikisi de armatür imalatçılarına, %90’a varan yüksek yansıma sağlayacak şekilde kullanım imkanı sağlıyor. Bir yüzeyin toplam yansıtabilirlik özelliği, speküler yansıma ve yayılan yansımanın birleşmesi anlamına gelir. Işığı dağıtan saçılma ya da bir başka deyişle dağılma yansıması “gelen ışığın tüm açıların oluşturduğu alana yönlenmesi süreci” olarak tanımlanıyor. Oysa IES El Kitabına göre, bu durum ayna-benzeri normal(speküler) yansıma, yani “gelen ışığın speküler açıya yönlenmesi süreci”.

Yüksek yansıtma kat sayılı beyaz ve parlak yüzeylerin her ikisi de ışık kaybını önlemeye yarıyor ve bu malzemenin ışığı kontrolü ve yansıtması sayesinde de armatürlerde enerji tüketimini azaltıyor. Tabii ki hiçbir malzeme tüm durumlar için ideal değil, çoğu kez birkaç malzemeyi birlikte kullanarak istenilen amaca ulaşılabiliyor. Daha da ileri gidersek, bazı durumlarda parlak malzeme ışık verimini artırmak için değil de; armatür altında parlak bir ışık hüzmesi yaratarak bir satış taktiği amacıyla da kullanılabiliyor. Böylece öne sürülen ‘az enerjiyle çok ışık’ savına karşın, gerçekte yapılan ışığın yeniden ve farklı dağıtımı oluyor.

LTI Optics’in başkanı Mark Jongewaard durumu şöyle açıklıyor: “Işık gideceği yere giderken onu kontrol etmek önemli; enerji verimliliği hakkında konuşurken (vat(watt) başına lümen) bilinmesi gerekir ki, bu ilgilenmemiz gereken gereken tek detay değil”. LTI Optics görüntü vermeyen-yansıtmayan ışınsallar için performans değerlendirmeleri üreten popüler “Photopia” optik tasarım yazılımını yapmakta.

Tesis sorumluları seçenekleri değerlendiriyor Özellikle aydınlatma pazarında armatür üreticileri, rekabetçi güce sahip kalmak için “teknisyen masraflarını” armatür fiyatından çıkmak zorundalar. Bu anlamda, daha fazla yansıma yapan speküler tavsiyesi hangi armatürlerin tesislerde kullanılacağını belirler. Fakat retrofit pazarı geri ödeme esaslıdır ve bazen de küçük projelerde aydınlatma tasarımcılarına spesifikasyon yazdırmak için yeterli bütçe sahibi olunamayabilir.

(aynasal yansıma yapan) bir ürün bazı zamanlar ebat olarak düşüş gösterir ya da daha fazla işlev gösteren ışınsallardan faydalanan armatürlerdeki düşük masraflı ürünlere karşı tercih edilmez. Düşük etkili yansıma yapan ürünlerle yapılan armatür düşük üretim maliyeti sağlar fakat armatür verimliliği de bu oranda düşüş gösterir.

Tesis sorumluları için duyarlı optik yüzeylere yapılacak olan yatırımın geri dönüşü karmaşık olabilir. Bir tesis sorumlusu, bir armatür için ödediği birkaç dolarlık fazla harcamanın genel olarak hesaplandığında yüzlerce dolar yapabileceğini bilir.

Cooper Lighting yeni ürün tasarım direktörü Reed Bradford bu durumu şöyle açıklıyor: “Bir tasarımcı, mimar ya da mühendis, oda içerisine daha az sayıda armatür kullanarak çok iyi sonuçlar veren ürünler için bir spesifikasyon yazabilir. Fakat bu armatürler daha pahalı olduğundan dolayı müteahhit bunların kullanımı konusunda baskı altında kalır. Nihayet tüketici de bu tür ürünleri kullanmaz ise bundan zarar görür çünkü kullandığı ürünler yeterince verimli değildir ve göstermeleri gereken performanslara da bir türlü ulaşamazlar.”

Fakat bir aydınlatma profesyonelinin spesifikasyonu yazılı olmadığı durumlarda optik tasarım genelde ihmal edilir. Bu rapor için görüşleri alınan birçok aydınlatma üreticisi ve tesis sorumlusuna göre; retrofit pazarda spesifikasyonların %60 dan fazla kısmı, enerji verimliliği kullanılan aydınlatma ürünlerindeki foto metrik dağıtımın üstlendiği rol hakkında bilgisi olmayan bir birey tarafından belirlenir.

Bir tesis sorumlusuna aydınlatma armatürü öneren herkesin bir teknik şartname hazırlama zorunluluğu söz konusu. Sıklıkla karşımıza çıkan “Bana bu armatürün en iyisi olduğu söylendi, ben bunu alıyorum”

Bu rapor için görüşülen bazı aydınlatma üreticilerine göre, 30 bin ve 40 bin metre karelik yapılarda bile tesis yönetim yetkilileri profesyonel ışıklandırma spesifikasyonundan yararlanmadan, karar alıp uygulama yapıyor. Çok birimli perakende satış mağazalarında, perakendecilerin tasarım departmanları yerine enerji departmanlarının önemli aydınlatma kararları aldığını ve bu durumun önceliğinin, enerji verimliliği olmayan tasarımlara neden olduğunu da tespit etmek mümkün.

Bazı durumlarda, tesis sorumlusu bu görevi depo sorumlusuna verir. Bu durumda uygun aydınlatma çözümü hiç bir zaman tesis sorumlusuna ulaşmaz ve bu sorumlu sonunda en düşük maliyetli fakat en az etkinlik ve işlev gösteren ürünler arasında seçim yapmak zorunda kalır.

Speküler aydınlatma reflektör üretimi Beklenileceği gibi, enerji verimliliğinin imalatçının aydınlatma ürününü pazarlama evresinde oynamış olduğu rol arttıkça daha iyi optik ürünlerin kullanımı da kaçınılmaz olacak.

Işık-yayan plazma gelişimi ve üretiminde bir lider şirket olan Luxim’de Ürün Uygulamaları Müdürü olan Apurba Pradhan şöyle diyor: “ %95 ile %98 yansıtan reflektör arasındaki maliyet farkı fazla değil. Bu nedenle, nispeten daha etkin olan armatürü satın aldığınızda sonuçları kesinlikle buna değecektir.”

Alanod Türkiye distrubutörü Elektrocom firmasından Hasan Çağlayan’ın tespiti ise ilginç:

”Türkiye’de aydınlatma armatürü imalatçıları, özellikle yüksek tavanlı mekanlarda toplam yansıtma oranı %95-98 olan reflektörlerin kullanımı konusunda kullanıcıları ikna ettiler ve taraflar sonuçlardan son derece memnun.”

Speküler yansıtıcılarla tasarlanmış armatürlerdeki hedefler, rekabetçi uygun fiyatlarda seyrederek, fotometrik dağıtımdan kamaşma kontrolüne birçok hedef ve amaca birlikte ulaşıyor. Maliyet ve masrafları düşürmek için, aydınlatma ürün imalatında her bir malzemeden reflektörden - vidasına kadar her şey oldukça dikkatli şekilde tetkik ediliyor. Fakat çoğu zaman, maliyet düşürümleri orijinal tasarım amaçlarına göre değişiklik gösterebiliyor.

Yansıtıcı yüzey malzemeleri ya da materyalleri, kolay bir şekilde müdahale edilemeyen lamba ve balastlar gibi bileşenlere nazaran maliyet düşürümü bulma açısından daha kolay bir eleman olarak gözüküyor. (fazladan bir lambayı çıkarabilmek için gerekli aydınlatma seviyesini yakalayacak yüksek performanslı yansıtıcı tasarımı dışındaki durumlardan bahsediliyor). Daha ucuz lamba ve balast kombinasyonu sonucunda enerji kullanımının artması mümkün. Lamba ve balast fiyatları konusunda, satıcı ve imalatçı arasında çok ateşli bir pazarlık gerçekleşiyor ve dolayısıyla bu aşamada bazı fiyat düşüşleri oluşabiliyor.

Aydınlatma ürünlerinin imalatında oluşan masrafları azaltmak için bir yol, kullanılan ürünlerin miktarını azaltarak yansıtıcı(reflektör)

LTI Optics’den Jongeward bu durumu şöyle açıklıyor: “Işık kaynağı etrafında kullanılan reflektör ne kadar speküler bir yansıtıcı olursa ışığı da kontrol edebilmek o kadar kolay olabilmekte, ışığı dilediğiniz yere yönlendirebilmek sizin elinizde.”

Daha az yansıma gerçekleştiren bir reflektör üst düzey segmentte yer alan yansıtıcılara göre çok daha masraflı hale gelebilir. Armatürden çıkan ışık dağılımı reflektöre ulaşan ışık miktarı ve yüzeyin yansıtma kat sayısı ile doğru orantılı olur. Daha az yansıma yapan bir ürün yerine daha fazla yansıma veren bir ürünün avantajı her bir yansımada katlanarak artar.

Speküler (Aynasal yansıma) uygulamalar Yüksek yansıma özelliğine sahip speküler yüzeyler aydınlatma endüstrisini maksimum seviyede etkiler. Yüksek tavan armatürleri speküler refklektörün yaygın olduğu bir uygulama ve bu durum lambaların HID(yüksek basınçlı gaz deşarjlı) lambalar ile yer değiştirmesini sağlar. Yüksek tavan armatür piyasasındaki speküler ürün yaygınlığı depo planına ve şekline oldukça uygun görünmekte. Perakende mağazalardaki büyüme, yüksek tavanlı ve dar koridorlu standlar kurulumuna sahip perakende satış noktalarının sayısında gözle görülür bir artışa sebep oldu. Speküler aydınlatma reflektörü rafın alt kısmına sık ve dar bir ışık demeti gönderir ve raf üzerine gidecek olan fazla ışığın kullanılmasını engellemiş olur.

LumenOptix başkanı Jay Goodman ise durumu şu şekilde açıklıyor: “Tabi ki durum optik aydınlatma ürününden ibaret değildir. Bunun yolu sizin armatürü tasarlamanız ve verimliliği arttırmak adına reflektörü doğru şekilde yönlendirmenizdir”

Pacific Northwest National Laboratuarı’ndan (PNNL) aydınlatma mühendisi Michael Myer, LC; Speküler aydınlatma ürününün, yüksek tavanlı mekanlarda kullanılmasının pek çok farklı sebebi olduğunu söylüyor. Daha kaliteli ışık, aydınlatma kontrolü, sensör, daha yüksek armatür verimliliği ve metal halinde lambalara göre homojen ışık dağılımının da diğer önemli etkenler olduğunu belirtiyor.

Bu arada, speküler (aynasal yansıma yapan) bir ürün, armatür tasarlanma çabasını da arttırıyor. Reed Bradford “Işığı yanlış yöne tutabilirsiniz” der. Ve şöyle devam eder: “Armatürün ışık dağılımını doğru yer ve yöne çevirecek beceri ve bilgi birikimine sahip olmanız gerekiyor”

Ayrıca, speküler reflektör daha sıkı toleranslar gerektiren optik çizgiler ya da en kötü senaryo ile belirtmek gerekirse kamaşma patlaması gibi anormallikler gösterebilir. Fakat yarı speküler ve yüksek yansıma gerçekleştiren ürünlerde yapılan bazı yenilikler ile aşırı ışıma ya da kamaşma olmaksızın yeterli seviyede yansıma gerçekleştirilir.

Armatür verimliliğinin ardındaki ölçümler Daha kapsamlı olmasına rağmen ulaşılabilir ölçümler tesis sorumlularına daha akıllıca enerji kararları almalarında çok faydalı olabiliyor. Acuity Brands Teknoloji Başkanı Jeff Quinlan bu durumu şöyle özetliyor: “Işığı almanın en verimli yolu bunu yansıma gerçekleşmeden direk bir şekilde elde edebilmektir, fakat bunun her zaman en doğru yol olduğunu söylemek mümkün değil.”

Enerji Planlama Dernekleri Başkanı Mike Brennan bu durumu ‘Kabul et – Yakala ve Kontrol et’ verimliliği adını verdiği bir yöntemle bir adım da ileriye taşıyor. Bunu, lamba ışığının miktarı armatür tarafından verilir ve kontrol edilir, şeklinde açıklıyor. Brennan daha sonra şu soruyu soruyor; “Armatürden ya da lambadan çıkan ışığın miktarı pek bir şey ifade etmez. Işık ne yapar? Nereye gitmektedir?”

Bir beyaz kâğıt taslağında, Brennan, aynı ürünün 10 inç genişliğindekine kıyasla 5 inç genişliğinde, yüksek yansıtıcı özellikli speküler düşük/ yüksek tavan reflektör örneğini kullanıyor. Bu uygulama için, Brennan, daha geniş reflektörlerin %30 daha fazla ışık tutup, kontrol ettiğini ifade ediyor.

Aydınlatma tasarımının karmaşıklığı ile ilişki kurmak, diğerleri tarafından da ifade edilen bir amaç. Cooper şirketinden Reed Bradford, “Donanım verimliliği hikâyeyi anlatmaz. Tek bir verimlilik değerinden daha geniş olan metrikler(ölçümler) elde etmeye çalışıyoruz” der.

Ölçümlerdeki gelişim, muhtemelen aydınlatma tasarımının geçmişini izlemekte. Acuity şirketinden Jeff Quinlan ise bu durum için; “Artık günümüzde durum, görsel çevrenin içinde çalışabilmeyi mümkün olduğu kadar kolay hale getirmeyi denemekten ibarettir. Biz bu kavramın tümüne bir denge getirdik. Artık yüksek verimliliğimiz ve kalitemiz var” diyor.

Eneref Enstitüsü tarafından yapılan anket ve araştırmalar; tasarımcı için teknik ve estetik açıdan zorlukları, satış sonuçlarına ulaşmak için satıcının karşısına çıkan fiyat-rekabet engelleri ya da bir tesis sahibi için yapmış olduğu yatırımın geri dönüşü endişeleri olsa da yüksek performanslı reflektör kullanımı için harcanacak çabanın buna değer olduğunu açık bir şekilde gösteriyor.

Dergide s. 30.