Het belang van lichtstudies

Transcriptie

1 Het belang van lichtstudies Encon on energy 22 maart 2016 Relighting en Esco: Slim investeren in besparing en comfort Wouter Ryckaert KU Leuven Technologiecampus Gent Laboratorium voor Lichttechnologie Gebr. De Smetstraat 1, 9000 Gent Wouter.Ryckaert@kuleuven.be

2 Laboratorium voor Lichttechnologie 20 VTE Dienstverlening Onderzoek Opleiding Binnenverlichting / Optisch ontwerp / Lichtbronnen / Appearance (uitzicht van materialen: kleur, textuur, glans) Meetfaciliteiten: goniometers => metingen voor derden Onafhankelijk kenniscentrum Groen Licht Vlaanderen: consortium > 50 bedrijven 2

3 Consortium Groen Licht Vlaanderen Figuur 1: Consortium Groen Licht Vlaanderen - status november

4 Lichtplanning? Nodig?

5 5

6 Verlichtingsontwerp is meer dan dat Bron: Trilux Case study: Dachser GmbH & Co Bron: University of Utah Bron: Erco Bron: Etap - Case study: Schleswig-Holstein Netz AG 7

7 Verlichtingsontwerp is meer dan dat Bron: 8

8 Lichtplanningssoftware Merk: Laboratorium voor Lichttechnologie 9

9 Lichtplanningssoftware Merk: Laboratorium voor Lichttechnologie 10

10 Normering 11

11 NORMEN Vaak is ontwerp gebonden aan normen: o o o o o NBN EN : Werkplekken binnen NBN EN : Werkplekken buiten NBN EN 12193: Sporthallen NBN EN 15193: Energie (regeling zoal aan- en afwezigheidsdetectie en daglichtregeling) => LENI NBN EN 1838: Noodverlichting 12

12 Preventie - Codex over het welzijn op het werk Aspect Verlichting Titel III Arbeidsplaatsen Hoofdstuk I Basiseisen Afdeling III Verlichting (Afdelingen I tot VII: KB van 10 oktober 2012) o Art. 35. De werkgever bepaalt, op grond van de resultaten van een risicoanalyse, aan welke voorwaarden de verlichting van de arbeidsplaatsen, al dan niet in open lucht, evenals van de werkposten moet beantwoorden teneinde ongevallen door de aanwezigheid van voorwerpen of hindernissen en vermoeidheid van de ogen te voorkomen. De werkgever die de vereisten van de norm NBN-EN en de norm NBN EN toepast bij het bepalen van de voorwaarden inzake verlichting wordt vermoed te hebben gehandeld in overeenstemming met het eerste lid. Wanneer de werkgever de normen bedoeld in het tweede lid niet wenst toe te passen, moet de verlichting tenminste beantwoorden aan de voorwaarden die zijn vastgesteld door de Minister van Werk (zie artikel 35 van het KB arbeidsplaatsen - ) 13

13 EN Sinds juli 2011 van kracht 14

14 NBN EN Criteria voor lichtontwerp Drie basiseisen 1) Visueel comfort Zich goed voelen, hoog productieniveau 2) Visuele prestatie niet eenmaal of eventjes maar gedurende ganse werktijd en onder alle omstandigheden 3) Veiligheid geen ongevallen Verschillende criteria 1) Luminantieverdeling 2) Verlichtingssterkte 3) Verblinding 4) Lichtrichting 5) Kleurweergave en kleur 6) Flikkering 7) Variabiliteit 8) Energie-efficiëntie 15

15 NBN EN VERBLINDINGSGRAAD Verlichtingssterkte & Gelijkmatigheid KLEURWEERGAVE Meestal >80 maar bv in ziekenhuizen >90 vereist (consultatie) 16

16 NBN EN ) Verlichtingssterkte E m & gelijkmatigheid U o Maintained (te garanderen, ten allen tijde, te onderhouden) - Hoe? Mean of gemiddelde? Illuminance of verlichtingssterkte (lx) Bovendien is ook de gelijkmatigheid belangrijk. Gelijkmatigheid is de minimale verlichtingsterkte op de gemiddelde verlichtingssterkte. In de praktijk moet die in de meeste gevallen groter zijn dan 0,6 U o gelijkmatigheid E E min gem 17

17 Enkele belangrijke ingaveparameters

18 1) Werkvlak & randzone Ruimte Lengte: 8m Breedte: 5m Hoogte: 3m Werkvlak Horizontaal Hoogte: 0,8m Randzone: 0m Reflecties Plafond: 70% Muren: 50% Hoogte: 20% 19

19 1) Werkvlak & randzone Randzone Randzone 0,0m: E m =536 lx & U o = 0,38 Randzone 0,2m: E m =563 lx & U o = 0,44 Randzone 0,5m: E m =600 lx & U o = 0,51 20

20 2) Reflectiecoëfficiënten Kantoortje: 7m op 6m (3,5m hoog) Reflectiecoëfficiënten: 70/70/70 21

21 2) Reflectiecoëfficiënten Reflectiecoëfficiënten: 70/70/70 Reflectiecoëfficiënten: 35/14/34 Kantoortje: 7m op 6m (3,5m hoog) 22

22 3) Depreciatiefactor of onderhoudsfactor of maintenancefactor bij ledverlichting Merk: Laboratorium voor Lichttechnologie 23

23 3) Depreciatiefactor of onderhoudsfactor of maintenancefactor bij ledverlichting Interpretatie o o E m =500 lx (eis norm) op taakoppervlak E m : maintained illuminance o MF=0,9 versus MF= 0,8 E i 500 MF Initiële verlichtingssterkte Bij MF=0,9: Ei=555 lx Bij MF=0,8: Ei=625 lx Aantal armaturen, geïnstalleerd vermogen, onderhoudskosten, Interpretatie: LED-armaturen // Terugdimmen // 24

24 Maintenance factor, levensduur en optimale gebruiksduur van led verlichtingstoestellen

25 Definitie maintenance factor MF (CIE 097:2005) Bepaald door volgende factoren: LLMF: lamp lumen maintenance factor of de daling van de lichtstroom van de lamp in de tijd LSF: lamp service life factor of het sterven van lampen LMF: luminaire maintenance factor of de vervuiling/veroudering van het armatuur RSMF: Room service maintenance factor of de vervuiling van het lokaal MF ( LLMF LSF) LMF RSMF De andere componenten die defect kunnen gaan zoals ballast/voorschakelapparaat/driver/dimmer/constante lichtregeling worden niet meegenomen in de MF. Er wordt verondersteld dat deze onmiddellijk vervangen worden bij defect 26

26 Onderhoudsfactor MF: niet (meer) zomaar een cijfertje Bron: TRILUX handbook Beleuchtungspraxis Innenbeleuchtung Vb T5-fluorescentielamp (EVSA) Bij fluorescentielampen: zeer goed bekend en gekend Daling lichtstroom (lumen) 27

27 Voorbeeld van een berekening Voor een propere ruimte (kantoor, klaslokaal) met inbouw verlichtingstoestellen met T5 fluorescentielampen waarbij defecte lampen onmiddellijk vervangen worden (en/of groepsvervanging na gebruiksuren) LLMF (lamp)=0.90 LSF (defecten) = 1 LMF (vervuiling toestel) 0,95 (EU 245/2009 voor kantoren, 4 jaar onderval) RSMF (vervuiling lokaal) 0,94 voor onderhoudsintervallen van 1 6 jaar. MF ( LLMF LSF ) LMF RSMF MF (0.90 1) Er is een belangrijk verschil tussen de tabellen van CIE 97:2005 en verordening EU 245/2009. Deze laatste vermeldt: Armaturen hebben een LMF>0,95 bij normale graad van vervuiling in kantoren met een reinigingscyclus van 4 jaar. Daarom lopen nu nieuwe studies om tot actuelere tabellen te komen (o.a. CEN M/485) 28

28 Onderhoudsfactor bij led-armaturen LED-toestellen!! Bron: GE Kantoor/Leslokaal als voorbeeld: RSMF (lokaal/ruimte): blijft zelfde LMF (armatuur): iets beter dan TL (vuil op lamp)? 0.95 (EU245/2009) Reinigingscyclus: koelvin LSF (overleven): =1 bij het direct vervangen volledig defecte armatuur LLMF: behoud lichtstroom in tijd De levensduur van de lichtbron wordt niet langer bepaald door de tijdsduur tot gemiddeld defect, maar wel door de tijdsduur waarbij er nuttige werking is 29

29 Onderhoudsfactor bij led-armaturen MF (depreciatie) Vermogen voor 3000 behouden lumen 1 shift 5 dag/week 10 jaar 1 shift 5 dag/week 15 jaar 2 shift 6 dag/week 15 jaar Continu 12 jaar u u u u armatuur T5 85 lm/w 0,78 45,3 W 0,78 45,3 W 0,78 45,3 W 0,78 45,3 W led 100 lm/w L80 = u 37,7 W 0,75 39,9 W 0,64 46,8 W 0,56 53,7 W led 100 lm/w L97 = u 0,88 34,1 W 0,87 34,4 W 0,85 35,2 W 0,84 35,9 W led 125 lm/w L80 = u 30,2 W 0,75 31,9 W 0,64 37,5 W 0,56 43,0 W De waarde bovenaan is de maintenance factor MF = LLMF x RSMF x LMF. De waarde onderaan is het vermogen voor 3000 behouden lumen. 30

30 Onderhoudsfactor bij led-armaturen MF (depreciatie) Vermogen voor 3000 behouden lumen 1 shift 5 dag/week 10 jaar 1 shift 5 dag/week 15 jaar 2 shift 6 dag/week 15 jaar Continu 12 jaar u u u u armatuur T5-fluo 85 lm/w 43,9 W 43,9 W 43,9 W 43,9 W led 100 lm/w L80 = u 37,7 W 0,75 39,9 W 0,64 46,8 W 0,56 53,7 W led 100 lm/w L97 = u 0,88 34,1 W 0,87 34,4 W 0,85 35,2 W 0,84 35,9 W led 125 lm/w L80 = u 30,2 W 0,75 31,9 W 0,64 37,5 W 0,56 43,0 W De waarde bovenaan is de maintenance factor MF = LLMF x RSMF x LMF. De waarde onderaan is het vermogen voor 3000 behouden lumen. 31

31 Onderhoudsfactor bij led-armaturen MF (depreciatie) Vermogen voor 3000 behouden lumen 1 shift 5 dag/week 10 jaar 1 shift 5 dag/week 15 jaar 2 shift 6 dag/week 15 jaar Continu 12 jaar u u u u armatuur T5-fluo 85 lm/w 43,9 W 43,9 W 43,9 W 43,9 W led 100 lm/w L 80 = u 37,7 W 0,75 39,9 W 0,64 46,8 W 0,56 53,7 W led 100 lm/w L97 = u 0,88 34,1 W 0,87 34,4 W 0,85 35,2 W 0,84 35,9 W led 125 lm/w L80 = u 30,2 W 0,75 31,9 W 0,64 37,5 W 0,56 43,0 W De waarde bovenaan is de maintenance factor MF = LLMF x RSMF x LMF. De waarde onderaan is het vermogen voor 3000 behouden lumen. 32

32 Onderhoudsfactor bij led-armaturen MF (depreciatie) Vermogen voor 3000 behouden lumen 1 shift 5 dag/week 10 jaar 1 shift 5 dag/week 15 jaar 2 shift 6 dag/week 15 jaar Continu 12 jaar u u u u armatuur T5-fluo 85 lm/w 43,9 W 43,9 W 43,9 W 43,9 W led 100 lm/w L 80 = u 37,7 W 0,75 39,9 W 0,64 46,8 W 0,56 53,7 W led 100 lm/w L 97 = u 0,88 34,1 W 0,87 34,4 W 0,85 35,2 W 0,84 35,9 W led 125 lm/w L80 = u 30,2 W 0,75 31,9 W 0,64 37,5 W 0,56 43,0 W De waarde bovenaan is de maintenance factor MF = LLMF x RSMF x LMF. De waarde onderaan is het vermogen voor 3000 behouden lumen. 33

33 Onderhoudsfactor bij led-armaturen MF (depreciatie) Vermogen voor 3000 behouden lumen 1 shift 5 dag/week 10 jaar 1 shift 5 dag/week 15 jaar 2 shift 6 dag/week 15 jaar Continu 12 jaar u u u u armatuur T5-fluo 85 lm/w 43,9 W 43,9 W 43,9 W 43,9 W led 100 lm/w L 80 = u 37,7 W 0,75 39,9 W 0,64 46,8 W 0,56 53,7 W led 100 lm/w L 97 = u 0,88 34,1 W 0,87 34,4 W 0,85 35,2 W 0,84 35,9 W led 125 lm/w L 80 = u 30,2 W 0,75 31,9 W 0,64 37,5 W 0,56 43,0 W De waarde bovenaan is de maintenance factor MF = LLMF x RSMF x LMF. De waarde onderaan is het vermogen voor 3000 behouden lumen. 34

34 Klaslokaal als voorbeeld Voorbeeld klaslokaal met inbouw led-verlichtingstoestellen - 9m*9m 500 lx Gebruiksduur van 1400u/jaar (scholen) 25 jaar LMF (vervuiling toestel) 0,95 RSMF (vervuiling lokaal) 0,94 voor onderhoudsintervallen van 1 6 jaar LSF (defecten) = 1 En de LLMF? Bij toestel L 80 =50.000u => LLMF=0,86 na 25 jaar (35000u) MF=0.77 Initieel ontwerpen op 650 lx (t.o.v. 500 lx) Bij toestel L 97 =50.000u => LLMF=0,98 na 25 jaar (35000u) MF=0.88 Initieel ontwerpen op 568 lx (t.o.v. 500 lx) 35

35 LLMF voor led-verlichtingstoestellen Afhankelijk van gebruiksduur Exponentiele curve (IES TM-21, TM-28) Afhankelijk van omgevingstemperatuur 36

36 Meer lezen? 37

37 Conclusies Verlichtingsontwerp: meer dan energiebesparing, lux, terugverdientijd, Lichtstudies: nodig om lichtconcept af te toetsen Veel inputparameters die een schijnbaar beter resultaat opleveren Gebruiksduur versus levensduur bij ledverlichting 38

38 Bedankt voor jullie aandacht! Encon on energy 22 maart 2016 Relighting en Esco: Slim investeren in besparing en comfort Wouter Ryckaert KU Leuven Technologiecampus Gent Laboratorium voor Lichttechnologie Gebr. De Smetstraat 1, 9000 Gent Wouter.Ryckaert@kuleuven.be