Introduction

Les facteurs de maintenance (MF) sont appliqués à la conception de l’éclairage pour tenir compte de la réduction de la puissance des luminaires utilisés dans tout appareil d’éclairage et pour garantir que les niveaux d’éclairage corrects sont fournis en « fin de vie ». Le calcul MF tient compte de la dépréciation du luminaire et de l’impact de l’environnement sur l’installation, qui s’applique également à l’éclairage LED. La méthode de calcul du facteur de maintenance est clairement spécifiée dans la spécification SLL d’éclairage. Étant donné que la structure et les données de performance des lampes à LED sont différentes de celles des lampes traditionnelles, la norme ISO_CIE 22012-2019 Lumière et éclairage — Détermination du facteur de maintenance donne une introduction détaillée au calcul du facteur de maintenance des Lampes LED et les facteurs qui influent sur le calcul du facteur de maintenance.

Ce document est destiné à aider les concepteurs d’éclairage à appliquer des valeurs MF raisonnables au cours du processus de conception d’éclairage afin de maximiser les performances des luminaires à LED. Cela garantira que la solution fournie fournira toujours le niveau d’éclairage correct à la fin de sa durée de vie utile. En même temps, il sera également d’une grande aide pour les fêtes de projet et les concepteurs d’éclairage, y compris la mise en œuvre de projets d’éclairage dans différents endroits, un meilleur développement de l’éclairage et une meilleure réponse aux questions connexes, tout cela favorisera le développement vigoureux de l’industrie des LED.

Pourquoi devons-nous vérifier le facteur de maintenance?

Pourquoi un facteur de maintenance est-il requis ? Parce que dans le processus d’utilisation, en raison de la décroissance lumineuse de la source lumineuse, de la diminution de la transmission de la lumière du réflecteur/réfracteur/surface émettrice de lumière de la lampe, de la pollution de l’environnement par la lampe et d’autres facteurs, le la sortie lumineuse de la lampe s’atténuera définitivement et le résultat d’éclairage s’aggravera. Br cela, nous pouvons savoir que le facteur de maintenance est dans la plage de 0-1, et lorsque nous concevons, nous devons augmenter de manière appropriée la valeur de conception (augmenter le flux lumineux de la lampe) pour équilibrer la décroissance lumineuse globale de la lampe dans le l’avenir, afin que le résultat d’éclairage puisse répondre aux exigences de la norme. Parce que la norme stipule la valeur de maintenance au lieu de la valeur initiale (valeur de conception), nous devons déterminer le facteur de maintenance à l’avance en fonction de la particularité de la lampe, de l’environnement d’utilisation, du temps de projet et de la maintenance quotidienne, etc. Le coefficient par lequel la valeur de conception est augmentée est l’inverse du facteur de maintenance. Par conséquent, le facteur de maintenance est un indice économique, et plus la valeur est grande, mieux c’est, car dans certaines conditions techniques, l’efficacité des lampes (sources lumineuses) est généralement proche, et une certaine augmentation du flux lumineux signifie également une certaine augmentation de coûts d’investissement. La détermination raisonnable du facteur de maintenance est d’une aide pratique à la mise en œuvre correcte du projet et de l’investissement du projet, nous devons donc prendre au sérieux le facteur de maintenance des produits LED dans le projet.

Comment vérifier le facteur de maintenance pour la conception de l’éclairage?

Le facteur de maintenance réel des lampes dans la simulation d’éclairage est affecté par de nombreux facteurs, et son résultat est déterminé par le facteur de maintenance du flux lumineux de la lampe, le facteur de survie de la lampe, le facteur de maintenance du luminaire et le facteur de maintenance de la surface de la pièce. La formule de calcul du facteur de maintenance pour la conception de l’éclairage intérieur est la suivante. La formule de calcul pour l’éclairage extérieur (à l’exception des tunnels et des passages inférieurs) est similaire, sauf que le facteur d’entretien de la surface de la pièce n’est pas pris en compte.

MF = LLMF (facteur d’entretien du flux lumineux de la lampe) x LSF (facteur de survie de la lampe) x LMF (facteur d’entretien du luminaire) x RSMF (facteur d’entretien de la surface de la pièce)

LLMF – Lamp Lumen Maintenance Factor ou facteur de maintenance du flux lumineux

Le facteur de maintenance du flux lumineux de la lampe (LLMF) représente la dépréciation du flux lumineux dans le temps due au vieillissement d’une source lumineuse ou d’un luminaire en fonctionnement normal (hors facteurs externes). Celui-ci est défini comme le rapport entre le flux lumineux décroissant et le flux lumineux initial.

Pour les luminaires avec sources lumineuses intégrées, le facteur de maintien du flux lumineux LLMF pour l’ensemble du luminaire doit être déterminé. Pour les lampes à sources lumineuses non intégrées, le facteur de flux lumineux LLMF doit être déterminé comme le facteur de maintien du flux lumineux de la source lumineuse(ie LED module). Le facteur de flux lumineux LLMF déterminé au niveau du luminaire reflètera mieux la réalité car il inclut tous les composants et les conditions de fonctionnement. C’est donc la méthode par défaut pour tous les types d’appareils. Pour les luminaires à LED, le facteur de flux lumineux LLMF doit être confirmé conjointement en fonction de l’intervalle de remplacement de la source lumineuse ou du luminaire et de la norme CEI 62722-2-1 du fournisseur du luminaire.

Exemple de vérification du facteur de flux lumineux : Lorsque la durée de vie de l’installation est de 10 ans avec 4 000 heures de fonctionnement par an, cela donne un total de 40 000 heures de fonctionnement pour l’ensemble du projet. Comme les spécifications fournies ne fournissent que l’amortissement pour 50 000 h, l’amortissement après 40 000 h peut être estimé sur la base de la formule ci-dessous. En utilisant la spécification de référence de L80 = 50 000 h, le facteur de flux lumineux estimé LLMF = 0,84

Facteur de flux lumineux, LLMF = 1 – 40000 / 50000 * (1-0.8) = 0.84

LSF – Lamp survival factor

Facteur de survie (LSF), qui représente la probabilité qu’une source lumineuse et/ou un luminaire continue à fonctionner à un instant donné. Ce facteur doit être basé sur le type de régime de remplacement (régime de remplacement ponctuel et régime de remplacement de groupe). En pratique, le système de remplacement de points est le système par défaut pour assurer la sécurité. Cependant, le remplacement ponctuel doit suivre chaque luminaire du projet, ce qui est forcément un énorme gaspillage de ressources. S’il s’agit d’un remplacement groupé, nous devons partager la durée de vie de chaque composant de la lampe pour déterminer le LSF. En raison des performances des LED, certains projets considéreront que les risques de dommages aux LED sont faibles, ce facteur sera donc par défaut égal à 1.

Exemple de vérification des facteurs de survie : lorsqu’un projet utilise la substitution de groupe, les composants individuels doivent être vérifiés. Pendant la durée de vie du luminaire, le taux de défaillance de la source lumineuse est de 1%, ce qui correspond à 0,8% dans les 40000 heures de vie de l’installation (probabilité de défaillance Pf = 0,8/100 = 0,008), ce qui correspond à une probabilité de survie Ps de 0,992 (Ps = 1,0 – Pf = 100 – 0,008). Alimentation LED a un taux de défaillance de 1% toutes les 5000 heures, ce qui correspond à un taux de défaillance global de 8% à 40000 heures (probabilité de défaillance Pf = 8/100 = 0,08). Cela correspond à une probabilité de survie Ps de 0,92 (Pa = 1,00 – 0,08) sur la durée de vie de l’installation. Puisque le conducteur a la plus faible probabilité de survie, le facteur de survie LSF = Ps = 0,92.

LMF – Facteur d’entretien du luminaire

Étant donné que les LED n’ont généralement pas de surfaces orientées vers le haut et sont généralement fermées, cela réduit la surface de dépôt de la saleté sur les LED. Par exemple, Classe IP : IP66, Catégorie de pollution : Faible, Intervalle de nettoyage du luminaire : 3 ans, en consultant le tableau correspondant, on obtient que le facteur de maintenance de la lampe doit être de 0,9.

Le facteur de maintenance du luminaire (LMF) exprime le rendement relatif d’un luminaire en raison du dépôt de saleté sur la source lumineuse, l’optique ou d’autres composants qui affectent le rendement du luminaire. Le facteur de maintenance du luminaire (LMF) doit être déterminé sur la base des trois principaux facteurs de l’indice IP du luminaire, des conditions environnementales et des intervalles de nettoyage, comme décrit dans CIE 097:2005 (luminaires intérieurs) et CIE 154:2003 (luminaires extérieurs). Ici, nous discutons principalement de la façon de confirmer le facteur de maintenance des lampes extérieures (lampadaires LED,projecteur) through the corresponding table. La structure et la composition des lampes à LED sont différentes des lampes standard. L’effet des dépôts de saleté n’est pas aussi prononcé qu’avec les sources lumineuses conventionnelles.

RSMF – Facteur d’entretien de la surface de la pièce

Le facteur d’entretien de la surface de la pièce (RLSM) prend en compte la dépréciation des réflexions de surface. Pour les applications intérieures, cela se réfère à toutes les surfaces réfléchissantes pertinentes telles que les murs et les plafonds, tandis que pour les applications extérieures, cela se réfère uniquement aux applications de tunnels et de passages inférieurs (ce document ne couvre pas, plus d’informations sur les tunnels et les passages inférieurs peuvent être trouvées dans CIE 088:2004) . Pour l’éclairage extérieur (hors tunnels et passages souterrains), le facteur d’entretien de surface LSM est fixé à 1,00. Le facteur d’entretien des surfaces intérieures LSF doit être confirmé sur la base des principes décrits dans la norme CIE 097:2005. Ce facteur est basé sur la distribution des luminaires, la réflectivité des surfaces principales (plafond/mur/sol), la catégorie de pollution environnementale et l’intervalle de nettoyage des surfaces. La confirmation de son facteur de maintenance peut se référer au tableau ci-joint CIE 097:2005, et nous ne le développerons pas ici en raison de contraintes d’espace.

Exemples de vérification du facteur de maintenance pour la conception de l’éclairage

Un facteur de maintenance doit être utilisé dans la conception de l’éclairage pour s’assurer que le luminaire répondra aux exigences d’éclairage correspondantes pendant toute la durée de vie convenue de l’installation lorsque l’installation est entretenue conformément au programme de maintenance prescrit. Dans le chapitre précédent, nous avons présenté en détail les différents facteurs qui affectent le facteur de maintenance. Ici, nous donnerons un exemple de la détermination du facteur de maintenance dans des applications pratiques, dans l’espoir d’approfondir la compréhension du calcul du facteur de maintenance.

Les tableaux de vérification de chaque facteur font référence au facteur de maintenance

Les tableaux C.1, C.2, C.3 et C.4 du facteur de maintenance des luminaires intérieurs sont présentés ci-dessous, et les extérieurs sont présentés dans le tableau 1. Facteur de maintenance de la surface intérieure, voir CIE 097:2005 ou contacter ZGSM pour plus de détails.

ZGSM différentes solutions d’éclairage avec différents facteurs de maintenance

Parce que le facteur de maintenance est très important, nous avons listé ci-dessous les différents lampadaires d‘eclairage public et luminaires highbay avec différents MF dans l’application pratique, et comment obtenir de manière optimale les résultats d’éclairage requis avec moins de consommation d’énergie ou moins de lampes.

Pour l’éclairage industriel

Example 1 – High bay light	Example 2 – High bay light
MF, standard L85@50,000 hrs rated luminaire: LLMF = 0.85 LSF = 1 LMF clean environment = 0.94 RSMF clean environment = 0.95 MF = 0.85 x 1 x 0.94 x 0.95 = 0.76	MF, standard L90@50,000 hrs rated luminaire: LLMF = 0.90 LSF = 1 LMF clean environment = 0.94 RSMF clean environment = 0.95 MF = 0.9 x 1 x 0.94 x 0.95 = 0.80
Dialux results: 25 pieces 100W highbay, 501lux, U0=0.51	Dialux results: 24 pieces 100W highbay, 507lux, U0=0.51

Pour l’éclairage public

Example 1 – Street light	Example 2 – Street light
MF, standard L70@100,000 hrs rated and 0.5 % per 5 000 h driver failure rated IP66 luminaire at low pollution environment and 2 year cleaning interval: LLMF = 0.82 at 60,000 hrs LSF = 0.95 LMF low pollution environment = 0.88 MF = 0.82 x 0.95 x 0.88 x 1.00 = 0.69	MF, standard L90@100,000 hrs rated and 0.5 % per 5 000 h driver failure rated IP66 luminaire at low pollution environment and 2 year cleaning interval: LLMF = 0.94 at 60,000 hrs LSF = 0.95 LMF low pollution environment = 0.90 MF = 0.94 x 0.95 x 0.91 x 1.00 = 0.81
Dialux results: 50W street light, 1.07cd/m2, U0=0.40	Dialux results: 40W street light, 1.01cd/m2, U0=0.40

Conclusion

Cet article décrit principalement la signification du facteur de maintenance, son objectif et la signification des quatre facteurs liés à la confirmation du facteur de maintenance : facteur de maintenance du flux lumineux de la lampe, facteur de survie de la lampe, facteur de maintenance du luminaire et facteur de maintenance de la surface de la pièce, et comment nous devrions aller à confirmer ces facteurs. De ces aspects, nous savons que ce sont des facteurs qui affectent le facteur de maintenance qui provoquent la décroissance lumineuse de la lampe, ainsi que le niveau IP de la structure de la lampe, le degré de pollution de l’environnement, la durée de vie de la source lumineuse et de l’alimentation électrique. D’une manière générale, les lampes avec un niveau IP élevé et un environnement relativement propre qui causent une pollution plus lente des lampes, une bonne qualité des LED et de l’alimentation électrique. Plus le coefficient de maintenance est élevé, moins il y a d’éclairement (luminosité) qui nécessite une pré-compensation et de meilleurs avantages économiques.

De cela, nous savons également que lorsque la même lampe est utilisée dans différentes installations, ses paramètres d’entrée sont différents, ce qui entraîne une grande différence dans le facteur de maintenance. Ici, le facteur de maintenance et le facteur de maintenance de lumen ne sont pas les mêmes concepts, nous devons également prendre en compte trois autres facteurs, afin que des facteurs de maintenance précis puissent être obtenus et mis en œuvre en conséquence dans la conception de l’éclairage. Si vous souhaitez en savoir plus, vous pouvez nous contacter à tout moment.

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