Opleiding Duurzaam Gebouw : ENERGIE

Transcriptie

1 Opleiding Duurzaam Gebouw : ENERGIE Leefmilieu Brussel KUNSTLICHT - Theoretische inleiding Thomas GOETGHEBUER MATRIciel sa

2 Plan van de uiteenzetting Basisbegrip fotometrie Doelwaarden Doelstelling(en) van de presentatie Uitdagingen Theoretische begrippen Lampen hulpmiddelen - verlichtingstoestellen Berekende voorbeeld 3

3 Uitdagingen Woning Verlichting in de orde van 10 tot 20% van het gemiddelde elektriciteitsverbruik van de gezinnen Efficiënte installatie mogelijkheid om het verbruik te delen door 2 of 3 Bureau Verbruik hoger dan de warmte en koude bij elkaar Standaard gebouw Reglementaire nieuwbouw Passief gebouw Warm Koud Verlichting Ventilatie Hulpmiddelen 3

4 Uitdagingen Ervaring van de audit - Ondergrondse parking (18 auto's) Het verbruik van de parking is zeer hoog kwh/jaar Per auto is dat kwh/jaar 45% van het elektriciteitsverbruik van een zuinig gezin!!! 4

5 Uitdagingen Ervaring van de audit - Ondergrondse parking (18 auto's) maatregel Bestaande situatie Relamping Halogeenlampen 20W en 50W door LED 4W Relighting Gasontladingslampen door fluorescerende lampen Elektrisch verbruik kwh Jaarlijkse besparing Oorspronkelijke investering GTT kwh ,7 jaar kwh ,4 jaar Relighting + aanwezigheid 2760 kwh ,5 jaar Afschrijvingstabel Tableau d'amortissement Sitex Relamping Relighting Relighting + présence Jaarlijkse besparing gelijk aan de productie van 180 m² PV zonnepanelen années Jaren

6 Theoretische begrippen Lichtstroom (F) uitgedrukt in lumen (Lm) Lichtefficiëntie of lichtrendement (h) uitgedrukt in lm/w P 60 W 710 lm hetzij 11,8 lm/w 15 W 825 lm hetzij 55 lm/w 6

7 Theoretische begrippen Lichtintensiteit uitgedrukt in candela (cd) 1 cd = lm/steradiaal Dichroïsche spot 35 W en openingshoek van cd Dichroïsche spot 35 W en openingshoek van cd 7

8 Theoretische begrippen Energieklasse 8

9 Theoretische begrippen Lamptype Soort fitting Vervanglamp Efficiëntie Halogeenlamp: C,D (30% winst) Klassieke gloeilamp (doorschijnend of mat) schroeffitting E27 of E14 Halogeenlamp met infraroodbekleding: 100 W 70 W 75 W 53 W 60 W 42 W 40 W 28 W h h B (50% winst) 60 W 30 W 40 W 20 W h h Fluocompacte lamp met ballon A,B (75% winst) 100 W 23 W 75 W 18 W 60 W 15 W 40 W 10 W h h Fluocompacte lamp : A (75% winst) 100 W 21 W 75 W 18 W 60 W 13 W 40 W 9 W h h 9

10 Theoretische begrippen Lamptype Soort fitting Vervanglamp Efficiëntie Halogeenspot 12V Fitting GU5, 3, GU4 Halogeenspot 12V met infraroodbekleding C(30% winst) 50 W 35 W 35 W W h h Capsule lamp 12V Fitting Gy6, 35, G4 Halogeen capsule lamp 12V met infraroodbekleding B (30% winst) 75 W W 50 W W 35 W W h h 10

11 Theoretische begrippen Lamptype Soort fitting Vervanglamp Efficiëntie Halogeenbuislamp 230 V Fitting R7S Buislamp met infraroodbekleding: E (30% winst) 500 W 350 W 300 W 200 W Kleine daling van de lichtstroom h h Lineair? Fluocompacte lamp R7S: A (70% winst) 150 W 25 W 25 W 7 W Daling van de lichtstroom, niet gradeerbaar, groot h h 11

12 Efficiëntie (W) Theoretische begrippen Klasse A Externe ballast Geïntegreerde ballast Halogeen IRC 30W 21 lm / W klasse B Fluocompact met ballon 15 W 47 lm / W klasse B Klasse B Stroomlimiet > 6500 lm Klasse c Klasse d Klasse E Klasse F Klasse G Vermogen (W) 12

13 Theoretische begrippen Verlichting = hoeveelheid lichtstroom ontvangen per oppervlakte, uitgedrukt in lux (W) Voorbeeld: 1 lx = lm/m² werkoppervlak in een kantoor: 300 tot lux grond buiten bij bewolkte hemel: tot lux grond buiten bij heldere hemel: 7000 tot lux oppervlak loodrecht op de zomerzon: lx Norm NBN EN Bureau: 500 lx Gangen: 100 lx Trap: 150 lx 13

14 Theoretische begrippen 1 lx = lm/m² Inkomhal Gang en verkeer Trap Lokaal en activiteit Inkomhal en gangen Sanitair Kamerverlichting Verlichting van spiegel en wastafel Toiletten Keuken Kamerverlichting Verlichting van het werkblad Living salon Gemiddelde verlichting (lx) Zeer grote variatie Bron: ECLOS Etude et diminution des consommations d EClairage dans les LOgements Sociaux Rustzone (fauteuil, ) Lezen Algemene verlichting Verlichting van de tafel Algemene verlichting Leeszone (hoofd bed) Eetkamer Slaapkamer Berghok, washok, kelders, garage, Algemene verlichting Werkzone (strijken)

15 Theoretische begrippen Kleurtemperatuur De kleurtemperatuur, uitgedrukt in kelvin, bepaalt de (werkelijke of "virtuele") temperatuur van een lichtbron op basis van zijn kleur. De kleur van een lichtbron wordt vergeleken met die van een theoretische zwart lichaam verwarmd tussen de en K, die in het gebied van het zichtbare licht een emissiespectrum zou hebben die vergelijkbaar is met de desbetreffende kleur Neutraal wit 4000 K Warm wit 3000 K Kaars K Daglicht (heldere hemel in het noorden overdag) Daglicht (bewolkte hemel) Zonlicht (op de middag) Zonlicht (2 uur na zonsopgang) Zonlicht (1 uur na zonsopgang) Zonlicht (30 minuten na zonsopgang) 15

16 Lichtsterkte (lux) Theoretische begrippen Kleurtemperatuur Zone A: warme sfeer Zone B: neutrale sfeer Zone C: koude sfeer Kleurtemperatuur ( K) 16

17 Theoretische begrippen Kleurtemperatuur Warme bron Koude bron 17

18 Theoretische begrippen De kleurweergave (CRI) Vermogen van een lamp om ons alle kleuren van het object dat ze verlicht te laten zien 18

19 Theoretische begrippen CRIkleurweergaveindex Kleurtemperatuur (kleur in het licht) oranjeachtig wit zeer warm wit warm wit Daglicht warm wit daglicht 19

20 Lampen Gloei- en halogeenlampen CRI 100 Lage lichtopbrengst: 5 30 lm/w Korte gebruiksduur: < uur Kleurtemperatuur: K gloeilampen en K halogeenlampen Fluorescerende lampen CRI Goede lichtopbrengst: lm/w Lange gebruiksduur: > uur Kleurtemperatuur: tot K Fluocompacte lampen CRI Goede lichtopbrengst: lm/w Lange gebruiksduur: > 6000 uur Geïntegreerde ballast Externe ballast Kleurtemperatuur: tot K Komt zeer traag op temperatuur voor de geïntegreerde ballast 20

21 Lampen Leds CRI Voortdurend veranderende lichtefficiëntie (20-80 lm/w) Zeer lange gebruiksduur (< uur) Kleurtemperatuur K Bron: Laborelec 21

22 Lampen Bevestiging: leds zijn koud 15% 12% 5% 83% 85% Chaleur Warmte Zichtbaar Visible IR Er is een radiator nodig om de lamp af te koelen! Hoe krachtiger de led, hoe meer ze opwarmt! 22

23 Lampen Bevestiging: de gebruikduur van een LED is meer dan uren Afname van de lichtstroom in functie van de verbindingstemperatuur 23

24 Les lampes Bevestiging: de gebruikduur van een LED is meer dan uren 24

25 Lampen LED: applicatie De gebruiksduur zal niet van uren zijn 25

26 Prestaties Lampen led: precies de combinatie van de led en het verlichtingstoestel is efficiënt Positie Halogeen/CDM 26

27 Lampen led: toepassingen Spot Downlight Vervangt fluocompacte lampen Veiligheidsverlichting Buitenverlichting 27

28 Lampen led: toepassingen Nieuw: Tl-buizen 80 lm/w Gebruiksduur Rendement van de lamp 100% Hogere onderhoudsfactor (geen reflector die vuil wordt) Technologisch imago dimbaar 28

29 Lampen rentabiliteit van de leds Demping Halogeen 35W jaar Aantal uur dat ze branden 2500 uur Kostprijs om een lamp te vervangen 3 Elektriciteitstarief 0,15 /kwh 29

30 Lampen rentabiliteit van de leds Demping Halogeen 35W jaar Aantal uur dat ze branden 1000 uur Kostprijs om een lamp te vervangen 3 Elektriciteitstarief 0,15 /kwh 30

31 Hulpmiddelen Ballast Halogeentransformator lage spanning Neonbuis Neonbuis Ferromagnetisch Elektronisch Minder verliezen op het vlak van ballast Gebruiksduur van de ballast en de lamp Geen flikkering, stroboscopisch effect Mogelijkheid tot dimmen 31

32 Hulpmiddelen Classificatie van de ballast (Bron CELMA) -20% T8 Mag niet verkocht worden EEI INDEX Beschrijving Total System Power B2 magnetic ballasts with low losses <= 43 W B1 magnetic ballasts with very low losses <= 41 W A3 electronic ballasts <= 38 W A2 electronic ballasts with reduced losses <= 36 W A1 dimmable electronic ballasts 38/19 W (at 100% - 25%) 32

33 Hulpmiddelen Classificatie van de ballast (Bron CELMA) T8 T5 33

34 Verlichtingstoestel Rendement verlichtingstoestel : η = F / PHIS Code flux N1 N2 N3 N4 N5 F = flux émis par le luminaire PHIS = flux émis par l ensemble des verlichtingstoestel lampen 34

35 Verlichtingstoestel Fluxcodes Rendement verlichtingstoestel.n5 = F / PHIS F = flux émis verlichtingstoestel PHIS = flux émis par l ensemble des verlichtingstoestel lampen Flux lumineux FC1 FC2 FC3 FC4 F Angle du cône α 41, ,

36 Verlichtingstoestel Fluxcodes Composant directe du flux lumineux N4 = FC4 / F FC4 = flux émis par le verlichtingstoestel dans angle de 90 F = flux émis par le luminaire Flux lumineux FC1 FC2 FC3 FC4 F Angle du cône α 41, ,

37 Verlichtingstoestel Fluxcodes Composant directe du flux lumineux N2 = FC2 / FC4 FC2 = flux émis par verlichtingstoestel dans angle de 60 FC4 = flux émis par verlichtingstoestel dans angle de 90 Flux lumineux FC1 FC2 FC3 FC4 F Angle du cône α 41, ,

38 Verlichtingstoestel Fluxcodes 38

39 Verlichtingstoestel Rendement verlichtingstoestel? Surface lisse en polycarbonate Surface microstructurée en plexiglas Surface microstructurée en plexiglas saillie 10 mm Optiques paraboliques +57 % +35 % η = 54 % η = 60 % η = 73 % η = 85% 39

40 Verlichtingstoestel lichtverdeling? Direct - 14% Direct - 38% Direct - 66% Direct - 100% Images réalisées à l aide du logiciel Dialux 40

41 Verlichtingstoestel lichtverdeling? 41

42 Evaluatie van het verlichtingsverbruik Verbruik (kwh) = Geïnstalleerd vermogen (kw) x gebruiksduur (uur) Geïnstalleerd vermogen Lampen Hulpmiddelen (ballast transformator) Gebruiksduur Klok - aanwezigheidsdetectors Lichtsterktesonde Jaarlijks verbruik per m² 42

43 Mogelijke maatregel Aan/Uitzetten Lokalen met grote afmetingen meerdere circuits om een gedifferentieerde verlichting in functie van de behoeften mogelijk te maken Gradatie Vrij klein energiebelang Efficiëntie (lm/w) van de lamp in functie van de temperatuur van draad vereist een dimbare elektronische ballast 43

44 Mogelijke maatregel Geautomatiseerde tijdsbeheer - Aan/Afwezigheiddetectie Liefst een systeem met manuele aanschakeling afwezigheiddetectie Let op de vertragingstermijn Bijvoorbeeld: escalier de secours noodtrap Aanwezigheidsdetector en/of ingebouwde lichtdetector in de lamp: maakt aanzetten/uitschakelen per niveau mogelijk - Detectie daglicht - Sonde schemerdonker(on-off) - Sonde de luminosité (nécessite des luminaires graduable) 44

45 Uitdagingen Woning Verlichting in de orde van 10 tot 20% van het gemiddelde elektriciteitsverbruik van de gezinnen Efficiënte installatie mogelijkheid om het verbruik te delen door 2 of 3 Bureau Verbruik hoger dan de warmte en koude bij elkaar Standaard gebouw Reglementaire nieuwbouw Passief gebouw Warm Koud Verlichting Ventilatie Hulpmiddelen 45

46 Verlichtingsconcept - casestudies Totale flexibiliteit Lamp 46

47 Verlichtingsconcept - casestudies Totale flexibiliteit Geïnstalleerd vermogen 6 x 1x28 W 9,05 W./m² bruto Beheer van de verlichting Moeilijke zonage: Aanwezigheidsdetector om de xx modules? 47

48 Vooruitgang Verlichtingsconcept - casestudies Beredeneerde flexibiliteit Lamp Ritme 48

49 Verlichtingsconcept - casestudies Beredeneerde flexibiliteit Lamp 49

50 Verlichtingsconcept - casestudies Beredeneerde flexibiliteit Geïnstalleerd vermogen 2 x 1x49 W 5,22 W/m² bruto Beheer van de verlichting Gemakkelijkere zonage 1 aanwezigheidsdetector voor 3 modules Draadloze bediening Manual on / auto off 50

51 Verlichtingsconcept - casestudies Geïnstalleerd vermogen Performante uniforme verlichting Gelokaliseerde verlichting Beheer van de verlichting Aanwezigheidsdetector 6 x 1x28W = 9,5 W/m² 2 x 1x49W = 5,5 W/m² Lichtsterktesonde Voldoet niet aan de norm NBN D

52 Verlichtingsconcept - casestudies 40 kwh/an 35 kwh/an 30 kwh/an 25 kwh/an 20 kwh/an 15 kwh/an 10 kwh/an 5 kwh/an 0 kwh/an Geïnstalleerd vermogen Equivalent werkingsuur Beheer Consommation annuelle (kwh électrique par an) 35 kwh/an 26 kwh/an 23 kwh/an 11 kwh/an 8 kwh/an 12,80 W/m² 9,50 W/m² 9,50 W/m² 5,50 W/m² 5,50 W/m² h/an h/an h/an h/an h/an Pas de zonage Pas de zonage Zonage + détection de présence + sonde de luminosité 52

53 Verlichtingsconcept - casestudies 100 kwh/an 90 kwh/an 80 kwh/an 70 kwh/an 60 kwh/an 50 kwh/an 40 kwh/an 30 kwh/an 20 kwh/an 10 kwh/an 0 kwh/an Consommation annuelle (kwh primaire par an) 88 kwh/an 65 kwh/an 57 kwh/an 26 kwh/an 20 kwh/an 12,80 W/m² 9,50 W/m² 9,50 W/m² 5,50 W/m² 5,50 W/m² Geïnstalleerd vermogen Equivalent h/an h/an h/an h/an h/an werkingsuur Beheer Pas de zonage Pas de zonage Zonage + détection de présence 62 kwh/jaar + sonde de luminosité Bij wijze van vergelijking bedraagt de koudebehoefte van een passiefgebouw 15 kwh/m² 53

54 Verlichtingsconcept - casestudies Afschrijvingstabel Tableau voor d'amortissement een module van 3,60m x 5,80m Oorspronkelijke investering Oorspronkelijke investering + lasten op 25 jaar Gewone terugverdientijd 4 jaar ans 35 kwh/an 26 kwh/an 23 kwh/an 11 kwh/an 8 kwh/an 54

55 Verlichtingsconcept - casestudies 55

56 Interessante tools, websites, enz.: Adviesgids voor het energie- en duurzame ontwerp van gemeenschappelijke woningen - voor de bouwheer, Leefmilieu Brussel, 2006 Adviesgids voor het energie- en duurzame ontwerp van gemeenschappelijke woningen - voor de ontwerper, Leefmilieu Brussel, 2006 M. Bodart, A. De Herde, Hulpgids bij het gebruik van kunstlicht als aanvulling op natuurlijk licht voor een beter visueel comfort en een aanzienlijke energiebesparing, Ministerie van het Waalse Gewest, DGTRE, Divisie Energie, 1999 beschikbaar bij het Waals Gewest. Infofiche energie ELEC01 beschikbaar op de site van Leefmilieu Brussel (opzoeking via het documentatiecentrum) Een analysestudie van de levenscyclus van verschillende lampen: Verlichting vergeleken, CE Delft, mei Prof. Georges ZISSIS, Universiteit van Toulouse, Les Nouvelles technologies pour l'éclairage, IBE-BIV, 3 november

57 Referenties Praktische Gids voor Duurzaam Bouwen: Fiche ENE01: DE KEUZES VAN EFFICIËNTE ELEKTRISCHE UITRUSTING EN VERLICHTING BEVORDEREN 57

58 Om te onthouden van de presentatie Elektriciteit voor verlichting kan een belangrijke post zijn in energie-efficiënte gebouwen 58

59 Contact Thomas GOETGHEBUER MATRIciel sa Projectbeheerder Place de l Université, Louvain-la-Neuve : 010/ goetghebuer@matriciel.be 59