Energiebesparing met daglichtregeling in schoolgebouwen: resultaten van de monitoringcampagne. Projectmedewerkers: Ludwig Stroobant, Ruben Delvaeye

Transcriptie

1 NZEB Symposium Energiebesparing met daglichtregeling in schoolgebouwen: resultaten van de monitoringcampagne IWT-TETRA-project: Impact van daglichtregelsystemen op ontwerp en renovatie van schoolgebouwen Ruben Delvaeye Projectmedewerkers: Ludwig Stroobant, Ruben Delvaeye Projectsupervisie: Wouter Ryckaert (Laboratorium voor Lichttechnologie) Hilde Breesch, Ralf Klein (Onderzoeksgroep Duurzaam Bouwen) KU Leuven Technologiecampus Gent

2 Aandeel verlichting in elektriciteitsverbruik scholen: tot 70%! Studie VITO Energiegebruik en energiebesparingspotentieel in de basis- en secundaire scholen in Vlaanderen 1 e stap: voorzien van energie-efficiënte verlichtingstoestellen die aan alle comforteisen cfr. NBN EN voldoen Geïnstalleerd vermogen < 1,8 W/(m².100lx) Verouderde verlichtingsinstallaties: - OF Veel te weinig licht - OF Risico op verblinding - Niet energiezuinig - Nauwelijks regelbaar 2/45

3 2 e stap: aanpassing sturing/regeling verlichting Opsplitsing in zones Aan-/afwezigheidsdetectie Tijdsgestuurde regeling Manuele dimming Daglichtregeling Het automatisch regelen (dimmen of schakelen) van de lichtstroom uit de verlichtingstoestellen in functie van de beschikbare hoeveelheid daglicht. 3/45

4 2 e stap: aanpassing sturing/regeling verlichting Opsplitsing Daglichtregeling in zones voor lichtsturing Aanwezigheidsdetectie Toepassing lijkt vooralsnog beperkt, namelijk: Tijdsgestuurde - Besparingspotentieel regeling afhankelijk van veel parameters Manuele - Praktijkvoorbeelden dimming met concrete cijfers ontbreken Daglichtregeling Besparingspotentieel daglichtregelsysteem? IWT-TETRA -project Impact van daglichtregelsystemen op ontwerp en renovatie van schoolgebouwen ( ) Doelstellingen Inschatten van besparingspotentieel van daglichtregelsystemen, toegepast in scholen door monitoring Nagaan van invloed van beïnvloedende parameters en koppelen aan ontwerprichtlijnen 4/45

5 5/45 IWT-TETRA-project

6 Inhoud Monitoring in klaslokalen: wat, hoe, waar? Casestudie Don Bosco Haacht Casestudie Heilig-Hart & College Halle 6/45

7 Monitoring in klaslokalen Lichtregelsystemen 10-tal schoolvoorbeelden van theorieklaslokalen die zijn uitgerust met goede verlichting en lichtregelsystemen, op vlak van zowel energiezuinigheid als comfort Uitgerust met lichtregelsystemen: Dimbare daglichtregelsystemen Afwezigheidsdetectie (manueel aan / automatisch uit) 7/45

8 Keuze van het daglichtregelsysteem Closed loop vs. Open loop - Gericht naar taakoppervlak - Meting van zowel dag- als kunstlicht - Wel feedback - Gericht op buitenomgeving - Meting van enkel daglicht - Geen feedback 8/45

9 Keuze van het daglichtregelsysteem Closed loop vs. Open loop 9/45

10 Monitoring in klaslokalen Invloedsfactoren op besparingspotentieel Daglichtregelsysteem heel veel invloedsparameters! Gebouw en omgeving Locatie Geometrie (diepte!) + reflectiecoëfficiënten Oriëntatie + grootte ramen ; LT-factor glas Type + sturing zonwering Externe obstructies Weersomstandigheden Afstelling lichtregelsysteem Moment van afstellen? Afgesteld luxniveau Manier van afstellen! 10/45 Verlichting & lichtregelsysteem Geïnstalleerd vermogen verlichting Armaturenconfiguratie in ruimte Aantal gedimde armatuurrijen Type daglichtregelsysteem Verbruik lichtregelsysteem Gebruiker Bezettingsduur + bezettingsperiode Gebruik verlichting + zonwering (= actieve vs. passieve gebruiker) Gebruik beamer?

11 Monitoring in klaslokalen Wat monitoren? Elektrisch verbruik (E ; P ; I ; U) Aanwezigheid Stand zonwering Gebruik beamer Globale irradiantie 11/45

12 Monitoring in klaslokalen Geselecteerde scholen 12/45

13 Casestudie Don Bosco Haacht Nieuwbouw (2008) Monitoring van 3 klaslokalen Oriëntatie ramen: N à NW Geen externe obstructies Verlichting vernieuwd + installatie lichtregelsystemen 13/45

14 Casestudie Don Bosco Haacht Eigenschappen lokaal Geometrie (L*B*H): 9,15 m * 7,80 m * 2,85 m WWR / WFR (lokaalniveau): 0,44 / 0,16 Diepte lokaal/hoogte raamlatei: 3 LT-factor beglazing: 0,78 Zonwering: lichtondoorlatende gordijnen 14/45

15 Casestudie Don Bosco Haacht Daglichtpenetratiediepte = ± 2 * lateihoogte van raam

16 Casestudie Don Bosco Haacht Eigenschappen verlichting & lichtregeling 2 apart stuurbare groepen: algemene verlichting - bordverlichting Algemene verlichting: 3 rijen van 3 armaturen Dimbare daglichtregelsystemen Alle 3 de armatuurrijen dimbaar Ingesteld luxniveau: ± 500 lx (afstelling uitgevoerd door fabrikant daglichtregelsysteem) Afwezigheidsdetectie (manueel aan / automatisch uit) Nalooptijd: 10 min 16/45

17 Casestudie Don Bosco Haacht Eigenschappen verlichting & lichtregeling 3 klaslokalen, 3 verschillende types daglichtregelsystemen Daglichtsensor per armatuur (closed loop) Centrale daglichtsensor (afwezigheidsdetector met geïntegreerde daglichtsensor) (closed loop) Naar buiten gerichte daglichtsensor (open loop) 17/45

18 Casestudie Don Bosco Haacht Er zijn inderdaad heel veel gelijkenissen tussen de 3 klaslokalen Maar zijn toch nog steeds enkele verschillen : Type daglichtregelsysteem Afstelling van het daglichtregelsysteem Aantal verschillende dimsignalen (opdeling in dimgroepen) Resultaten monitoring: per armatuurrij Aantal gebruiksuren van de klaslokalen Aanwezigheid Branduren verlichting Beamergebruik ~ gedrag van de gebruiker 18/45

19 Casestudie Don Bosco Haacht Berekening van de energiebesparing E % = V zonder DLR V met DLR V zonder DLR * 100 met: E % : procentuele energiebesparing ten gevolge van de installatie van het daglichtregelsysteem (%) V zonder DLR : energieverbruik zonder daglichtregelsysteem (kwh) V met DLR : energieverbruik met daglichtregelsysteem (kwh) Voor een bepaalde groep armaturen over een bepaalde periode 19/45

20 Casestudie Don Bosco Haacht Algemeen cijfer voor energiebesparing 20/45

21 Casestudie Don Bosco Haacht Cijfers voor energiebesparing per groep 21/45

22 Casestudie Don Bosco Haacht Energiebesparing opgedeeld Opdeling energiebesparing t.g.v. initiële terugdimming energiebesparing t.g.v. daglicht Ingesteld luxniveau: ± 500 lx, uniform over het werkvlak. Energiebesparing t.g.v. initiële terugdimming Grens voor opdeling: Gemiddelde waarde voor het actief vermogen per armatuurrij bij open gordijnen gedurende de nacht 22/45

23 Casestudie Don Bosco Haacht Energiebesparing opgedeeld Opdeling energiebesparing t.g.v. initiële terugdimming energiebesparing t.g.v. daglicht E % = E % initeel + E % daglicht = V zonder DLR X grens Light ON Time V zonder DLR + X grens Light ON Time V met DLR V zonder DLR * 100 X grens? Gemiddelde waarde voor het actief vermogen per armatuurrij bij open gordijnen gedurende de nacht. 23/45

24 Casestudie Don Bosco Haacht Energiebesparing opgedeeld Verschil impact initiële terugdimming bij 2 of 3 armatuurrijen! 24/45

25 Casestudie Don Bosco Haacht Energiebesparing opgedeeld 25/45

26 Casestudie Don Bosco Haacht Energiebesparing opgedeeld Relevantie resultaten kritisch bekijken! 26/45

27 Casestudie Don Bosco Haacht Dimming daglichtregelsysteem: sensor per armatuur 27/45

28 Casestudie Don Bosco Haacht Dimming daglichtregelsysteem: centrale sensor 28/45

29 Casestudie Don Bosco Haacht Verlichtingssterkte in het klaslokaal: kortstondige meting: Sensor per armatuur Enkel kunstlicht (gordijnen gesloten) Kunstlicht + daglicht (gordijnen open) 18h30 19h00 Metingen: 25/09 26/09 29/45

30 Casestudie Don Bosco Haacht Verlichtingssterkte in het klaslokaal: kortstondige meting: Centrale sensor Enkel kunstlicht (gordijnen gesloten) Kunstlicht + daglicht (gordijnen open) 18h30 19h00 Metingen: 25/09 26/09 30/45

31 Casestudie Don Bosco Haacht Verlichtingssterkte in het klaslokaal: kortstondige meting: Naar buiten gerichte sensor Enkel kunstlicht (gordijnen gesloten) Kunstlicht + daglicht (gordijnen open) 18h30 19h00 Grp uit Metingen: 25/09 26/09 31/45

32 Casestudie Heilig-Hart & College Halle Nieuwbouw (2012) Gecombineerd gebouw voor kleuter-, basis-, en secundair onderwijs, en voorzien van theaterzaal Gebouwbeheer via KNX Oriëntatie ramen: ZO LT-factor beglazing: 0,78 Zonwering: geperforeerde screens aan de buitenzijde (automatisch gestuurd) Externe obstructies: bomenkruinen (afstand: ± 15m) 32/45

33 Casestudie Heilig-Hart & College Halle Eigenschappen lokaal Geometrie (L*B*H): 9,2 m * 6,4 m * 2,95 m Reflectiecoëfficiënten van de samenstellende wanden: Plafond: 0,68 Muren: 0,48 // 0,84 Vloer: 0,04 WWR / WFR (lokaalniveau): 0,57 / 0,26 Diepte lokaal/hoogte raamlatei: 2,1 Whiteboard en beamer voorzien 33/45

34 Casestudie Heilig-Hart & College Halle Eigenschappen verlichting & lichtregeling Geïnstalleerd vermogen: 512 W (verdeeld over 8 armaturen) Gemiddelde praktijkverlichtingssterkte: 529 lx (zonder randzone) Specifiek vermogen: 1,64 W/(m².100lx) Type systeem: centrale daglichtsensor (afwezigheidsdetector met geïntegreerde daglichtsensor) Communicatie: KNX-DALI 1 van de 2 armatuurrijen gedimd Aantal verschillende dimsignalen: 1 Ingesteld luxniveau: ± 500 lx Nalooptijd afwezigheidsdetectie: 15 min 34/45

35 35/45 Casestudie Heilig-Hart & College Halle

36 Casestudie Heilig-Hart & College Halle Energiebesparing gedimde armatuurrij t.o.v. niet-gedimde armatuurrij Periode: 17/09/ /02/ /45

37 Casestudie Heilig-Hart & College Halle Evolutie actief vermogen bij variërende globale irradiantie Sreens hele dag open 37/45

38 Casestudie Heilig-Hart & College Halle 1/ lx 500 lx 38/45

39 Casestudie Heilig-Hart & College Halle Energiebesparing gedimde armatuurrij t.o.v. niet-gedimde armatuurrij Periode: 17/09/ /10/ /45

40 Casestudie Heilig-Hart & College Halle Controle afregeling/werking daglichtregelsysteem! Bepalend voor zowel energiebesparing als voor visueel comfort (hoeveelheid licht)! Initieel: - aanstellen van verantwoordelijke - definiëren van de opdracht Langdurig: - belang van onderhoud - voordeel van monitoring via gebouwenautomatisatie - opvolging van de resultaten (!) 40/45

41 Casestudie Heilig-Hart & College Halle Procentuele verdeling energieverbruik verlichting (armatuurrijen 1 + 2): Periode: 01/10/ /09/2014 Totaal energieverbruik verlichting: 273 kwh/a Totaal aantal branduren verlichting: 601h/a Totaal aantal uren aanwezigheid: 838h/a 41/45

42 Samenvattende conclusies Mogelijks sterke variatie van het besparingspotentieel van type systeem tot systeem Groot besparingspotentieel voor de armatuurrij aan de raamzijde Belang van afregeling en opvolging van de werking (!!!) (zowel naar visueel comfort als naar energiebesparing toe) Niet alleen procentuele energiebesparing, maar ook brandtijd verlichting van groot belang (voor scholen is deze doorgaans erg beperkt) 42/45

43 Afsluitende studienamiddag TETRA-project Daglichtregeling in klaslokalen gewikt en gewogen Datum: Vrijdag 5 december 2014 (namiddag) Locatie: KU Leuven Technologiecampus Gent Gebroeders De Smetstraat Gent Deelname aan de studiedag is gratis, maar de plaatsen zijn beperkt! Inschrijven mogelijk via onderstaande website: 43/45

44 Contactgegevens Delvaeye Ruben KU Leuven Technologiecampus Gent Tel: 09/ E-post: (t.e.m. 31/12/2014) Stroobant Ludwig KU Leuven Technologiecampus Gent Tel: 09/ E-post: (t.e.m. 31/12/2014) KU Leuven Technologiecampus Gent Gebroeders De Smetstraat 1 B Gent Ryckaert Wouter Laboratorium voor Lichttechnologie & Groen Licht Vlaanderen KU Leuven Technologiecampus Gent Tel: 09/ E-post: wouter.ryckaert@kuleuven.be Breesch Hilde Onderzoeksgroep Duurzaam Bouwen KU Leuven Technologiecampus Gent Tel: 09/ E-post : hilde.breesch@kuleuven.be Klein Ralf Onderzoeksgroep Duurzaam Bouwen KU Leuven Technologiecampus Gent Tel: 09/ E-post : ralf.klein@kuleuven.be Mariën Jan / Kondratenko Irena Passiefhuis-Platform vzw (PHP) Tel: 03/ E-post : jan.marien@passiefhuisplatform.be 44/45

45 45/45