Opleiding Duurzaam Gebouw:

Transcriptie

1 Opleiding Duurzaam Gebouw: Verlichting: ontwerp en regeling Leefmilieu Brussel VERLICHTING IN DE TERTIAIRE SECTOR: De technologie van kunstlicht en focus op led Didier DARIMONT ICEDD

2 Doelstellingen van de presentatie Technologie van de verlichting Bewustmaking voor energie Overzicht van de technologische vorderingen Verduidelijking van de led-technologie 2

3 Plan van de uiteenzetting Technologie van de verlichting 1. Energie-uitdagingen 2. Lampen en leds 3. Led-accessoires en -drivers 4. Armaturen en leds 3

4 1. Energie-uitdagingen Woningen Verlichting is goed voor 10 tot 20% van het gemiddelde elektriciteitsverbruik van de gezinnen Doeltreffende installatie het verbruik kan 2 tot 3 keer lager liggen Bron: pmp 4

5 1. Energie-uitdagingen Oud gebouw Tertiaire sector (kantoren, scholen, ) Verwarming Koeling Verlichting Ventilatie Hulpuitrustingen Primaire energie PEV Reglementair gebouw Hulpuitrustingen Verlichting Koeling Verwarming Verwarming Koeling Verlichting Ventilatie Hulpuitrustingen Passiefgebouw Hoger verbruik dan warmte en koude samen Verwarming Koeling Verlichting Ventilatie Hulpuitrustingen 5

6 1. Energie-uitdagingen Ondergrondse parking Audit van een parking met 18 autostaanplaatsen Het verbruik van de parking ligt heel hoog kwh/jaar Per wagen komt dit overeen met kwh/jaar 45% van het elektriciteitsverbruik van een zuinig gezin!!! 6

7 1. Energie-uitdagingen Ondergrondse parking Meting Elektriciteitsverbruik Jaarlijkse besparing Begin-nvestering ETT Bestaande toestand kwh Relamping Halogeen 20 W en 50 W door LED 4 W kwh ,7 jaar Relighting Ontladingslampen door fluorescentielampen kwh ,4 jaar Relighting + aanwezigheid 2760 kwh ,5 jaar Afschrijvingstabel Tableau d'amortissement Sitex Relamping Relighting Relighting + présence aanwezigheid Jaarlijkse besparing gelijk aan de productie van 180 m² fotovoltaïsche zonnepanelen jaren années

8 Lichstroom [Lumen] 1. Energie-uitdagingen: energieklassen Energieklasse Energie-efficiëntie Verbruikte elektriciteit [W] 8

9 1. Energie-uitdagingen: energieklassen Type Vermogen W Klasse E* Klasse E* Klasse E* Klasse C* Klasse B 25 W Klasse E* Klasse E* Klasse E* Klasse C* Klasse B Gloeilamp Helder 40 W Klasse E* Klasse E* Klasse E* Klasse C* Klasse B Tweede niveau 60 W Klasse E* Klasse E* Klasse C* Klasse C* van Klasse B Heronderzoek functionaliteitseisen 75 W Klasse E* Klasse C* Klasse C* Klasse C* Klasse B 100 W Klasse C* Klasse C* Klasse C* Klasse C* Klasse B Mat Klasse A Klasse A Klasse A Klasse A Klasse A Beschikbaarheid Onbeschikbaarheid * Klasse E voor fittingen 514, 515, 519 (linolite) 9

10 1. Energie-uitdagingen: energieklassen Type van lamp Type van fitting Vervanglamp Efficiëntie Halogeenlamp: C,D (winst van 30%) Klassieke gloeilamp (transparant of opaline) Schroeffitting E27 of E14 Halogeenlamp met infraroadcoating: B (winst van 50%) Fluocompactlamp met bolvormig omhulsel: A, B (winst van 75%) Fluocompactlamp: A (winst van +75%) 10

11 1. Energie-uitdagingen: energieklassen Halogeen Type Vermogen Helder 12 V Helder 230 V 5 W Klasse E Klasse E Klasse E Klasse C Klasse B 10 W Klasse E Klasse E Klasse E Klasse C Klasse B 25 W Klasse E Klasse E Klasse E Klasse C Klasse B 40 W Klasse E Klasse E Klasse C Klasse C Klasse B 60 W Klasse E Klasse C Klasse C Klasse C Klasse B 75 W Klasse C Klasse C Klasse C Klasse C Klasse B 100 W Klasse C Klasse C Klasse C Klasse C Klasse B 25 W 40 W 60 W 75 W Klasse E Klasse E Klasse E Klasse C Klasse E Klasse E Klasse C Klasse C Klasse E Klasse C Klasse C Klasse C Klasse C Klasse C Klasse C Klasse C Tweede niveau van functio- Heronderzoek naliteits- eisen Klasse B** Klasse B** Klasse B** Klasse B** 100 W Klasse C Klasse C Klasse C Klasse C Klasse B** 200 W Klasse C Klasse C Klasse C Klasse C Klasse B** 300 W Klasse C Klasse C Klasse C Klasse C Klasse B** 500 W Klasse C Klasse C Klasse C Klasse C Klasse B** Mat Klasse A Klasse A Klasse A Klasse A Klasse A Beschikbaarheid Beperkte beschikbaarheid Onbeschikbaarheid ** Klasse voor fittingen G9 en R7 Uittreksel E+ 11

12 Lichstroom [Lumen] 1. Energie-uitdagingen: energieklassen C (winst van 30%) Halogeenspot 12V Fitting Halogeenspot 12V met infraroadcoating Energie-efficiëntie Verbruikte elektriciteit [W] Fitting B (winst van 30%) Capsulelamp 12V Halogeencapsulelamp 12V met infraroadcoating u 12

13 Lichstroom [Lumen] 1. Energie-uitdagingen: energieklassen Energie-efficiëntie Buislamp met infraroodcoating: E (winst van 30%) Buishalogeenlamp Lichte daling van de lichtstroom Fluocompactlamp R7s: A (winst van + 70%) Verbruikte elektriciteit [W] Daling van de lichtstroom, nietdimbaar, groot formaat 13

14 Lichteffiëntie [lm/w] 1. Energie-uitdagingen: energieklassen Klasse A Extern voorschakelapparaat Ingebouwd voorschakelapparaat Halogeen IRC 30W 21 lm/w Klasse B Fluocompact met omhulsel 15 W 47 lm/w Klasse B Klasse B Lichtstroomlimiet Klasse C Klasse D Klasse E Klasse F Klasse G Vermogen [W] 14

15 Plan van de uiteenzetting Technologie van de verlichting 1. Energie-uitdagingen 2. Lampen en leds 3. Led-accessoires en -drivers 4. Armaturen en leds 15

16 2. De lampen: gloei- en halogeenlamp Gloeilampen en halogeenlampen IRC 100 Lage lichtefficiëntie: 5 30 lm/w Korte levensduur: < uur Kleurtemperatuur: K gloeilamp en K halogeenlamp Fluorescentielampen IRC Goede lichtefficiëntie: lm/w Lange levensduur: > uur Kleurtemperatuur: tot K Fluocompactlampen IRC Goede lichtefficiëntie: lm/w Lange levensduur: > uur Kleurtemperatuur: tot K Zeer lange opwarmtijd voor de geïntegreerde ballasten Geïntegreerde ballast Externe ballastt 16

17 2. De lampen: ontladingslampen Halogenide of metaaljodide IRC Lage lichtefficiëntie : lm/w Lange levensduur: > uur Kleurtemperatuur : K tot K Lagedruknatriumdamp IRC - Zeer goede lichtefficiëntie : lm/w Lange levensduur: > uur Kleurtemperatuur : K 17

18 2. De lampen: leds IRC Lichtefficiëntie in constante evolutie (20 80 lm/w) Zeer lange levensduur (< uur) Kleurtemperatuur tot K Bron: Laborelec 18

19 2. De lampen: leds Kort theoretisch overzicht! Afhankelijk van de polariteit toegepast op de led, is er al dan niet emissie van fotonen. Afhankelijk van de onzuiverheden van de halfgeleiders van de led is de uitgestraalde kleur anders, maar monochromatisch. BronE+ 19

20 2. De lampen: leds Kort theoretisch overzicht! Hoe maak je wit licht? Door de combinatie van meerdere leds op een houder Door een blauwe led te bedekken met een +/- dichte fosforcoating kenmerkend geel uitzicht Blauw + Geel fosfor Blauwe piek Groene piek Rode piek Blauwe piek Geel fosfor Bron E+ 20

21 2. De lampen: leds Kort theoretisch overzicht! Binning voor een cluster leds met identieke kenmerken Curve van het zwarte lichaam Sortering volgens kleur Sortering volgens lichtstroom Sortering volgens directe spanning CCT Ellips van MacAdam 21

22 2. De lampen: leds Stelling: leds zijn koud van temperatuur! Zichtbaar licht Warmte Geleiding Convectie Infrarood Zichtbaar licht Warmte Er is een radiator nodig om de lamp af te koelen! Hoe krachtiger de led, hoe meer ze verwarmt! 22

23 Relatieve lichtstroom 2. De lampen: leds Stelling: een ledlamp heeft een levensduur van meer dan uur Exploitatieduur (u) 23

24 De lampen: leds Stelling: een ledlamp heeft een levensduur van meer dan uur Bron: ETAP 24

25 De lampen: leds Toepassingen: warmteafvoer noodzakelijk Het design van de lamp kan speciaal lijken Beperking wat de plaats van de lamp in de armatuur betreft Bron: Philips Radiator: efficiëntie indien kop onderaan? 25

26 2. De lampen: leds Toepassingen Armatuur met ledbuis 80 lm /W Levensduur (> uur) Rendement van de armatuur 100% Hogere onderhoudsfactuur (geen reflector die vuil wordt) Technologisch imago Dimbaar Opgelet bij relighting: vervanging van een fluorescentiebuis door een ledbuis kan het rendement en de fotometrie van de armatuur wijzigen Philips Lighting 26

27 2. De lampen: leds Toepassingen Spot Downlight Vervanging van fluocompactlampen Noodverlichting Buitenverlichting 27

28 2. De lampen: leds Rendabiliteit van de leds: vervanging van halogeenlampen door ledlampen Afschrijving Halogeen Aantal branduren uren Kosten van vervanging van een lamp 3 Elektriciteitstarief 0,15/kWh 28

29 Plan van de uiteenzetting Technologie van de verlichting 1. Energie-uitdagingen 2. Lampen en leds 3. Led-accessoires en -drivers 4. Armaturen en leds 29

30 3. De hulpuitrustingen: tl Ballast Bron: E+ Elektronisch <> Ferromagnetisch Minder verliezen ter hoogte van de ballast (daling met 20%) Langere levensduur van ballast en lamp Geen geflikker, geen stroboscoopeffect Dimbaar 30

31 3. De hulpuitrustingen: tl Classificatie van de ballast (bron CELMA) -20% T8 Mag niet worden verkocht EEI INDEX Description 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%) 31

32 3. De hulpuitrustingen: tl Classificatie van de ballast (bron CELMA) T8 T5 32

33 3. De hulpuitrustingen: led-drivers Kwaliteitscriterium Levensduur = levensduur van de led Rendement van de AC/DC-omvormer > 85% Cos φ het dichtst bij 1 Opgelet met harmonische stromen Wijze van aansturing Bron: E+ Spanning grote stroomschommelingen in de aansluiting = gevaar Stroom lichtstroom evenredig met de stroom Stroom makkelijke chromatische regeling 33

34 3. De hulpuitrustingen: led-drivers PWM-aansturing (Pulse Width Modulation) Led weinig gevoelig voor deze manier van aansturen Dimming is mogelijk De prestatie van de driver wordt beïnvloed door dimming Driver al dan niet ingebouwd in de lamp Opgelet met de warmteafvoer Bron: E+ Bron: Philips 34

35 Plan van de uiteenzetting Technologie van de verlichting 1. Energie-uitdagingen 2. Lampen en leds 3. Led-accessoires en -drivers 4. Armaturen en leds 35

36 4. De armatuur Classificatie van de armaturen door Rendement van de armatuur: η = F / PHIS Code lichtstroom N1 N2 N3 N4 N5 F = lichtstroom afgegeven door de armatuur PHIS = lichtstroom afgegeven door alle lampen van de armatuur Bron: WTCB 36

37 4. De armatuur Code lichtstroom Rendement van de armatuur.n5 = F / PHIS F = lichtstroom afgegeven door de armatuur PHIS = lichtstroom afgegeven door alle lampen van de armatuur Lichtstroom FC1 FC2 FC3 FC4 F Kegelhoek α 41, , Bron: WTCB 37

38 4. De armatuur Code lichtstroom Direct onderdeel van de lichtstroom N4 = FC4 / F FC4 = lichtstroom afgegeven door de armatuur in een hoek van 90 F = lichtstroom afgegeven door de armatuur Lichtstroom FC1 FC2 FC3 FC4 F Kegelhoek α 41, , Bron: WTCB 38

39 4. De armatuur Code lichtstroom Direct onderdeel van de lichtstroom N2 = FC2 / FC4 FC2 = lichtstroom afgegeven door de armatuur in een hoek van 60 FC4 = lichtstroom afgegeven door de armatuur in een hoek van 90 Lichtstroom FC1 FC2 FC3 FC4 F Kegelhoek α 41, , Bron: WTCB 39

40 4. De armatuur Code lichtstroom Bron: WTCB 40

41 4. De armatuur Rendement van de armatuur? Glad polycarbonaatoppervlak Oppervlak met microstructuur in plexiglas Oppervlak met microstructuur in plexiglas uitsprong 10 mm Parabolische optieken Curve van de lichtsterktes Curve van de lichtsterktes Curve van de lichtsterktes Curve van de lichtsterktes +57 % +35 % η = 54 % η = 60 % η = 73 % η = 85% 41

42 4. De armatuur lichtverdeling? Direct - 14% Direct - 38% Direct - 66% Direct - 100% Afbeeldingen gemaakt met behulp van de Dialux-software 42

43 4. De armatuur lichtverdeling? 43

44 4. De ledarmatuur Led <> ledlamp <> ledarmatuur Ledchip Ledlamp (selectie door binning) Ledmodule (selectie door binning) Ledarmatuur (selectie door binning) Criterium van een goede armatuur Zelfde ledeigenschappen Aantrekkelijk ontwerp Efficiënte warmteafvoer Lange levensduur 44

45 4. De lampen: leds Toepassing: het is de combinatie van de led en de armatuur die efficiënt is 45

46 Levensduur (x uur) Efficiëntie (lm/w) 4. De ledarmatuur Kenmerken van de ledlampen en de ledarmaturen Levensduur kan verschillen naargelang van de omgeving Ledlamp en ledarmatuur (binnen) Ledarmatuur (buiten) Ledlamp en ledarmatuur (binnen) Ledarmatuur (buiten) Jaar Jaar 46

47 4. De ledarmatuur Kenmerken van de ledlampen en de ledarmaturen Veelbelovende efficiëntie (lm/w) Bron: E+ 47

48 4. De ledarmatuur Kenmerken van de ledlampen en ledarmaturen Optisch aspect: de leds zijn zeer klein combinatie met lens, diffusor en reflector om de klassieke armatuurgamma s te kunnen bestrijken (intensief, extensief, ) Risico van verblinding (aanvaardbaar: tussen 1 en Cd/m² gezien vanuit een hoek > 65 ) Type van lamp Luminantie (Cd/m²) Lineaire fluo T Lineaire fluo T Compact fluo Naakte led Zon

49 4. De ledarmatuur Kenmerken van de ledlampen en ledarmaturen Led Vermindering van de luminantie door een lens Zachte lichtspreiding 49

50 Te onthouden uit de uiteenzetting Het verbruik voor verlichting kan een zware post betekenen voor performante gebouwen belang van een goed ontwerp en een goede keuze van de verlichtingssystemen (5-6 W/m²) De evolutie naar led is niet te stoppen Op dit moment 80 lm/w Levensduur uur Hoog aantal aanschakelingen Weinig koudegevoelig Opgelet: door de komst van de led blijft de armatuur een verlichtingssysteem, en niet louter een elektronisch systeem Bij relighting moet er rekening mee worden gehouden dat de lichtstroom en de fotometrie anders zijn bij ledlampen dan bij tl-lampen 50

51 Interessante tools, websites, enz.: Adviesgids voor het energiebewust en duurzaam ontwerp van collectieve huisvesting voor de opdrachtgever, Leefmilieu Brussel, Een analysestudie van de levenscyclus van verschillende lampen: Verlichting vergeleken, CE Delft, mei De website Energie+ of een hulpmiddel voor beslissingen m.b.t. energie: Publicatie van het WTCB : Websites van fabrikanten met informatie over de prestaties van lampen, hulpuitrustingen, armaturen, 51

52 Referenties Gids Duurzame Gebouwen en andere bronnen: Gids Duurzame Gebouwen: Info fiche energie ENE01- Optimaal gebruik van kunstlicht 52

53 Contact Didier DARIMONT Functie(s): Projectverantwoordelijke ICEDD - Boulevard Frère ORBAN, NAMUR : [email protected] 53