Daglicht, gebouwen en mensen

Transcriptie

1 Daglicht, gebouwen en mensen NSVV Nationaal Lichtcongres 29 januari 2015 Prof. Dr.-Ing. A.L.P. Rosemann Dr. ir. M.B.C. Aries

2 Natuurlijke verlichting Gebouwen: beschutting voor weersomstandigheden Voorkeur voor daglicht en lucht van buiten Source: Google

3 Gezonde verlichting Licht dat zowel aan de visuele als niet visuele behoefte van mensen voldoet, zonder visueel discomfort te veroorzaken (Aries, 2005) Source: Google

4 Motivatie daglichtgebruik Verlichtings en psychologische aspecten Psychologische motivatie Uitzicht Comfortabele helderheid Gezondheidsaspecten / ergonomische aspecten / prestatie Energiebesparing Kostenbesparing / Built Environment

5 Principes gezonde verlichting Dagelijkse dosis in Westerse landen waarschijnlijk te laag Gezonde verlichting -> gezonde duisternis Biologische stimulering: voldoende golflengten in gebied gevoeligheid niet-visuele systeem Juiste lichtdosis: licht op het oog (direct via lichtbron of reflectie) Timing lichtblootstelling beïnvloedt effect dosis Natuurlijke verlichting = daglicht Veitch, J.A., (2004), Highlights of IE TC6-11 s Forthcoming Report, NRCC-46749

6 Vind de juiste balans

7 Motivatie Daglicht tijdens werktijd Lokale tijd in h 93 % Maanden

8 Parameters van invloed op lichtenergie Lampen Ballasten Type verlichting Aanwezigheidssensoren Electrische verlichting Armaturen Geometie Controle systemen Daglichtafhankelijke controle Ruimte Lichtreflecties Daglicht Klimaat, Locatie Buiten condities Gevel

9 Energiegebruik in een gebouw Totale vraag Deel 1 Air conditioning Deel 6 Ruimte vraag Deel 2 Ventilatie technieken Deel 3 Warm water Deel 8 Verlichting Deel 4 Grenswaarden Deel 10 Verwarming Deel 5 Gecombineerde generatoren Deel 9 Koeling Deel 7 Bron: DIN

10 Relatieve jaarlijkse bruikbare lichtdosis verlichtingssterkte H a,ut Onderhoudswaarde verlichtingssterkte t rel,a,ut tijd

11 System potentiaal H rel,a,bruik H rel,a,bruik t rel,a,bruik

12 Europese methodologie Geïnstalleerde electrische verlichting Gebruikstijd Daglicht zone/ Geen-daglicht zone Regelingen Aan- en afwezigheids sensoren Daglichtafhankelijke regeling

13 Canadese methodologie Geïnstalleerde electrische verlichting Gebruikstijd Daglicht zone/ Geen-daglicht zone Regelingen Aan- en afwezigheids sensoren Daglichtafhankelijke regeling Persoonlijke regeling

14 Persoonlijke regelingen Dimmingsregelingen voor individuele werkplekken Gebruikers hebben de mogelijkheid om het lichtniveau van hun werkplek aan te passen aan hun persoonlijke behoeften Studies hebben laten zien dat deze regelingen het energiegebruik met 10% kunnen reduceren

15 Energie voor verlichting Huidige standaardisatie activiteiten Nationaal Europese Noord-Amerkiaanse Internationaal Formatie van een Joint Technical Committee Energy Performance of Lighting in Buildings CIE TC 3-52 ISO TC 274 / Built Environment

16 Gebouwde omgeving Daglichtopening Energie Ghisi & Tinker (2005):

17 Gebouwde omgeving Daglichtopening Energie Gezondheid/comfort (Uitzicht) Comfort & gezondheid: randvoorwaarde voor energiebesparing! Ochoa et al. (2012):

18 Optimum Minste energie en hoogste comfort Oplossingsruimte Noord Visueel acceptabel Viseel niet acceptabel Minste energie Energieverspilling

19 Resultaten Aanbevolen openingsgrootte per orientatie: Noord 70% Zuid 60% Oost en west 60% Source: Google

20 Resultaten Aanvullende zon/helderheidswering nodig Kwaliteiten (dynamiek, spectrum, uitzicht, etc.) bewaren

21 Natuurlijke verlichting Kwaliteit van natuurlijke omgeving binnen brengen ± 80% informatie via het oog (uitzicht) Dynamisch Verlaging energiegebruik mogelijk Vol spectrum Source: Google

22 Dynamiek Kennis over daglichtritmes zullen grotere daglichtbenutting in gebouwen mogelijk maken Inzicht in de dynamiek van het daglicht in relatie tot menselijke behoeften Source: Google

23 Synergie effecten Kwaliteit van de ruimte Conventionele systeme Innovatieve daglicht systemen Gebruikersacceptatie Controle systemen voor electrische verlichting, daglicht en zonnestraling Integrale systemen gebaseerd op gebruikers eisen Energiebesparing

24 VOORBEELDEN / Built Environment

25 LESO auto-adaptieve regelingen Project: LESO- BP (Solar Energy Research Institute) Foto: David Lindeloef - Licht- en zonweringssystemen met auto-adaptieve regelingen en manuele overruling

26 Studie met thermochrome beglazing Project: Onderzoeksproject aan de Technische universiteit van München (1999) Project manager: Helge Hartwig Foto's: Helge Hartwig, TU Munich

27 National Art Gallery, Ottawa, ON Heldere hemel Bewolkte hemel Project: National Art Gallery, Ottawa, Canada (1988) Architect: Moshe Safdie Foto s: A. Rosemann

28 ARTHELIO Project: Demonstratie project in het Semperlux gebouw, Berlijn, Duitsland (2000) Project management: Technische Universiteit Berlin Foto s : A. Rosemann Integratie van daglicht en kunstverlichting (sulfur lamp)

29 Verplaatsbare test Faciliteit op het UN World Urban Forum 2006

30 UBC Solar Canopy Illumination System Verlichtingsconditie: Buiten - zonnig Light pipe - uit Geen raam Raam open

31 UBC Solar Canopy Illumination System Verlichtingsconditie: Buiten - zonnig Light pipe - zon Geen raam Raam open

32 UBC Solar Canopy Illumination System Verlichtingsconditie: Buiten - zonnig Light pipe - elektrisch Geen raam Raam open

33 Meetkop voor een adaptieve RGB-regeling Kleursensor Sensor electronicia Microcontroller Driving electronicia RGB-armatuur

34 Implementatie Kunstverlichtingsinstallatie Aanwezigheidssensor en verlichtingssterktesensor Daglichtsysteem

35 Daglichtafhankelijke lichtregeling Zone voor visuele taak Energetische aspecten Daglicht aanbod Taak verlichting Verblindingseffecten Aanwezigheid Taak Gebruikersaspecten: Visueel comfort Gezondheid

36 100% 90% 80% 70% 60% 50% X-Achse 40% 40% 30% 50% Daglichtontwerp Y-Achse Materiaal Meting van materiaaleigenschappen Simulatie van daglichtsystemen Design Tool Daglicht ontwerp Daglichtsysteem Meting van systeemeigenschappen Verlichtingssterkte Verdeling over het werkvlak Luminantie Verdeling over het daglichtsysteem Daglichtsysteem Metingen in een testruimte Resultaten Beleuchtungsstärke in lx 1,20E+05 1,00E+05 8,00E+04 6,00E+04 4,00E+04 2,00E+04 Daglicht data 1,20E+03 1,00E+03 8,00E+02 6,00E+02 4,00E+02 2,00E+02 Bestrahlungsstärke in W/m2 Evg Evg_West Evg_Süd Evg_Ost Evg_Nord Eeg 0,00E+00 03:35 04:25 05:15 06:05 06:55 07:45 08:35 09:25 10:15 11:05 11:55 12:45 13:35 14:25 15:15 16:05 16:55 17:45 18:35 19:25 20:15 Ees 0,00E+00 Zeit (WOZ)

37 Conclusies Meerdere criteria Alleen energiebesparing geen visueel comfort en aandacht voor gezondheid Alleen visueel comfort en aandacht voor gezondheid energieverspilling Source: Google

38 Conclusies De mens is geevolueerd met het daglicht Daglicht is dynamisch Dynamisch daglicht essentieel voor mensen (in gebouwen) Gezond en comfortabel daglicht in gebouwen begint bij een goed ontwerp voor de daglichtopening (en voorkomt energieverspilling!) Source: Google

39 Conclusies Daglicht verrijkt: Overdag is het gratis Overdag houdt het je actief Source: Google en dan kun je s nachts dus slapend rijk worden!

40 Dank u voor uw aandacht Daglicht, gebouwen en mensen NSVV Nationaal Lichtcongres 29 januari 2015 Prof. Dr.-Ing. A.L.P. Rosemann Dr. ir. M.B.C. Aries Source: Google