Innovative Beleuchtung

Transkript

1 Xxx 1 Innovative Beleuchtung Technologien und Lösungen für Büros und andere Dienstleistungsgebäude

2 2 Innovative Beleuchtung Innovative Beleuchtung Technologien und Lösungen für größere Gebäude Das richtige Licht ist wichtig für Wohlbefinden und Geschäftserfolg in Büros, Handel und anderen Dienstleistungsgebäuden Beleuchtung ist ein wichtiger Teil des Gesamtsystems Gebäude. In Büros kann Beleuchtung bis zu 50 % des Stromverbrauchs ausmachen und die Qualität der Beleuchtung beeinflusst auch in hohem Maße die Qualität der geleisteten Arbeit. Effiziente Beleuchtung bedeutet niemals schlechtes Licht, im Gegenteil, mit modernen Lampen können Sie häufig bei besserem Beleuchtungskomfort Strom sparen. Inhalt Wichtige Begriffe....S 3 Gütemerkmale der Beleuchtung...S 4 Bereits durch einfache Maßnahmen, wie der Umstellung der Bürobeleuchtung von herkömmlichen Leuchtstofflampen mit elektromagnetischen Vorschaltgeräten auf moderne Leuchtstofflampen mit elektronischen Vorschaltgeräten kann eine Energieeinsparung von ca. 30 % realisiert werden. Durch den Einsatz von Präsenzmeldern und Lichtregelsystemen können die Einsparungen je nach Art der Räume und der Benutzungsfrequenz sogar noch einmal verdoppelt werden. Diese Broschüre gibt Ihnen einen Überblick über die technischen Möglichkeiten innovativer Beleuchtungslösungen, vor allem für größere Gebäude. Ziel ist es, qualitativ hochwertige Beleuchtung mit möglichst wenig Stromverbrauch zu erzielen. Lampen...S 6 Leuchten...S 11 Betriebsgeräte...S 14 Wirtschaftlichkeit...S 16 Beleuchtungsplanung...S 18 Lichtmanagement...S 20 Tageslichtnutzung...S 22 Außen- & Straßenbeleuchtung...S 24 Produktionsstätten...S 26 Beispiele...S 28 Normen & Fachausdrücke...S 31

3 Lichttechnische Grundgrößen 3 Wichtige Begriffe Lampe Die Lampe ist das Leuchtmittel, zum Beispiel die Glühlampe oder die Leuchtstofflampe, das sich in einer Leuchte befindet. Leuchte Ist ein Gerät, das zur Verteilung, Filterung oder Umformung des Lichtes von Lampen dient, einschließlich der zur Befestigung, zum Schutz und der Energieversorgung der Lampen notwendigen Bestandteile. Die Leuchte trägt das Leuchtmittel. Lichtstrom Die Einheit des Lichtstroms (Φ=phi) ist Lumen [lm]. Der Lichtstrom stellt die gesamte von einer Lichtquelle in den Raum abgegebene Strahlungsleistung dar. Eine Glühlampe (100 W) gibt in etwa einen Lichtstrom von lm ab, eine Energiesparlampe (20 W) mit eingebauten elektronischen Vorschaltgerät hat einen Lichtstrom von ca lm. Lichtstärke Ist Teil des Lichtstromes, der in eine bestimmte Richtung strahlt. Sie wird in Candela [cd] gemessen. Beleuchtungsstärke (E) Die Beleuchtungsstärke (E) gibt das Verhältnis des Lichtstroms an, der von einer Lichtquelle auf eine bestimmte Fläche trifft, die Einheit ist lux [lx]. Die Beleuchtungsstärke beträgt 1 lx, wenn ein Lichtstrom von 1 lm auf eine Fläche von 1 m 2 gleichmäßig auftrifft. Leuchtdichte Sie beschreibt den Helligkeitseindruck, den eine Lichtquelle oder eine beleuchtete Fläche dem Auge vermittelt. Die Leuchtdichte L wird in Lichtstärke pro Flächeneinheit angegeben. Für Lampen wird oft die Einheit Candela pro Quadratzentimeter (cd/cm 2 ) verwendet. Reflexionsgrad (ρ=rho) besagt, wie viel Prozent des auf eine Fläche auffallenden Lichtstroms reflektiert wird. Dunkle Flächen benötigen eine hohe, hellere eine geringe Beleuchtungsstärke, um den gleichen Helligkeitseindruck zu erzeugen. In der Straßenbeleuchtung ist auch die räumliche Verteilung des reflektierten Lichtes eine wichtige Planungsgröße. Lichtausbeute (η=eta) Die Lichtausbeute ist der Lichtstrom einer Lampe bezogen auf ihre elektrische Leistungsaufnahme und beschreibt, mit welcher Wirtschaftlichkeit die aufgenommene elektrische Leistung in Licht umgesetzt wird. Die Einheit der Lichtausbeute η ist Lumen pro Watt [lm/w]. Eine Glühlampe hat beispielsweise ca. 14 lm/w, eine Energiesparlampe ca. 60 lm/w. Lichtausbeute in lm/w Lichtausbeute verschiedener Lampen Lampenart 1 Allgebrauchsglühlampe 60 W 2 Halogenglühlampe 60 W, 230 V 3 IRC-Halogenglühlampe 50 W, 12 V 4 Hg-Dampf-Hochdrucklampe, elliptisch, 70 W, matt 5 Kompakt-Leuchtstofflampe 55 W, EVG 6 Na-Dampf-Hochdrucklampe Elliptisch, 70 W, matt 7 Stabförmige 3-Banden-Leuchtstoff-Lampe 58 W, T8, EVG 8 wie Lampe 7, 49 W, T5, EVG 9 Halogen-Metalldampflampe, Röhrenform, 70 W Erklärung: Φ: phi, η: eta, ρ: rho

4 4 Gütemerkmale der Beleuchtung Gütemerkmale der Beleuchtung Abhängig von den unterschiedlichen Tätigkeiten z.b. Bildschirmarbeit, Essen servieren, elektronische Bauteile montieren oder technische Zeichnungen erstellen unterscheiden sich auch die Sehaufgaben in ihren Anforderungen. Aus den Sehaufgaben und dem gemeinsamen Lichtklima leiten sich die Anforderungen an die Güte der Beleuchtung ab. Die Qualität der Planung und Ausführung ist maßgebend für die Güte der künstlichen Beleuchtung, die durch die folgenden Gütemerkmale beschrieben wird: Beleuchtungsniveau Blendungsbegrenzung Blendung beeinträchtigt das Wohlbefinden (psychologische Blendung), kann die Sehleistung merkbar herabsetzen (physiologische Blendung) und ist daher zu begrenzen. Lichtrichtung Schattigkeit Erkennen von Körperlichkeit und Oberflächenstrukturen Lichtfarbe farblicher Eindruck der Lampe bzw. deren Licht (Farbtemperatur), bestimmt die Raumstimmung harmonische Helligkeitsverteilung ausgewogenes Verhältnis der Leuchtdichten. Große Leuchtdichteunterschiede im Gesichtsfeld beeinträchtigen die Sehleistung sowie das Wohlbefinden und müssen daher vermieden werden. Farbwiedergabe Unterscheiden von Farben und naturgetreuer Farbwiedergabe Gewichtung der Gütemerkmale Je nach Nutzung und Erscheinungsbild eines Raumes kommt den Gütemerkmalen unterschiedliche Gewichtung zu. Sehkomfort Farbwiedergabe Harmonische Helligkeitsverteilung Beleuchtungsniveau Gute Beleuchtung Die Sehleistung wird durch Beleuchtungsniveau und Blendungsbegrenzung beeinflusst. Sehleistung Blendungsbegrenzung Der Sehkomfort wird durch Farbwiedergabe und harmonische Helligkeitsverteilung beeinflusst. Das visuelle Ambiente wird durch Lichtfarbe, Lichtrichtung und Schattigkeit beeinflusst. Schattigkeit Lichtfarbe Lichtrichtung Visuelles Ambiente

5 Farbwiedergabe 5 Farbwiedergabe Die Farbwiedergabe einer Lampe kennzeichnet die farbliche Wirkung, die ihr Licht auf farbigen Gegenständen oder Personen hervorruft. Sie wird mit dem allgemeinen Farbwiedergabe-Index R a bewertet. Er gibt an, wie natürlich Farben im Licht einer Lampe wiedergegeben werden. R a = 100 steht für den besten Wert: je niedriger der Index, umso schlechter sind die Farbwiedergabeeigenschaften. Lampen mit einem Ra-Index kleiner als 80 dürfen in Innenräumen, in denen Menschen für längere Zeit arbeiten oder sich aufhalten, nicht verwendet werden. R a -Skala R a -Bereich Beispiel typischer Lampen und höher Leuchtstofflampen de Luxe, Glühlampen 80 bis 89 Dreibanden- und Kompaktleuchtstofflampen 70 bis 79 Standard-Leuchtstofflampen Universalweiß 60 bis bis 49 Standard-Leuchtstofflampen Hellweiß, Metall-Halogendampflampe Standard-Leuchtstoflampen Warmton, Quecksilberdampf-Hochdrucklampen 20 bis 39 Natriumdampf-Hochdrucklampen unter 20 Natriumdampf-Niederdrucklampen Farbwirkung Drei Ziffern kennzeichnen die Farbwirkung von Leuchtstoff- und Kompaktleuchtstofflampen. Die Lichtfarbe wird herstellerübergreifend mit der internationalen Farbbezeichnung angegeben, die aus einer Ziffernfolge besteht, zum Beispiel 930. Sie finden diese z.b. auf der Verpackung oder auf der Lampe selbst Licht hat eine sehr gute Farbwiedergabe Die erste Ziffer dieses Codes informiert über die Farbwiedergabeeigenschaft der Lampe, also über die farbliche Wirkung, die ihr Licht auf farbigen Gegenständen hervorruft. Hierfür wird der Farbwiedergabe-Index R a herangezogen: die 9 steht für die beste Farbwiedergabe im R a -Bereich zwischen 90 und Licht wirkt warm Die zweite und dritte Ziffer des Codes informieren über die Farbtemperatur (in K = Kelvin) und damit zugleich über die eigentliche Lichtfarbe: Hat das Licht weniger als K, ist es warmweiß, neutralweißes Licht hat eine Farbtemperatur zwischen K und K, tageslichtweißes Licht über K. Die beiden ersten Ziffern der Kelvin-Zahl werden in die Farbbezeichnung aufgenommen. Zum Beispiel: 27 steht für Glühlampenähnlich (2.700 K), 30 für Warmton (3.000 K), 40 für Neutralweiß (4.000 K), 65 für Tageslichtweiß (6.500 K).

6 6 Lampen Lampen Grundsätzlich erzeugen Lampen das Licht entweder durch Temperaturstrahlung (Glühlampen, Halogen-Glühlampen) oder durch Gasentladung (Leuchtstofflampen). Bei den Entladungslampen wird je nach Gasfüllung entweder sichtbares Licht abgestrahlt oder UV-Strahlung durch Leuchtstoffe in sichtbares Licht umgewandelt. Entladungslampen benötigen zum Betrieb ein Vorschaltgerät, zur Zündung sind bei herkömmlicher Vorschaltgerätetechnik (KVG) Starter oder Zündgeräte erforderlich. Für die verschiedenen Lampen-Arten sind jeweils Lampen in verschiedenen Qualitätsstufen am Markt erhältlich. Lampen für den professionellen Anwendungsbereich haben zum Beispiel im Regelfall im Vergleich zu Lampen für den privaten Einsatzbereich eine wesentlich längere Lebensdauer. Trotz höherer Anschaffungskosten rechnen sich effiziente Lampen über die Lebensdauer. Glühlampen Die herkömmliche Glühlampe ist ein Temperaturstrahler, in dem ein Wolframdraht erhitzt wird. Nur ca. 5 % der elektrischen Energie wird in sichtbares Licht verwandelt, der Rest ist Wärme. Die Lichtausbeute beträgt nur 9-19 lm/w, die mittlere Lebensdauer liegt bei ca h. Mögliche Einsatzbereiche: nur empfehlenswert, wo Energiesparlampen nicht geeignet sind. Halogen-Glühlampen Halogen-Glühlampen sind im Aufbau und in der Wirkungsweise mit Glühlampen vergleichbar. Zusätzlich enthalten sie Halogengas (Brom, Chlor, Fluor oder Jod). Mit Hilfe dieser Zusätze ist es möglich, innerhalb einer bestimmten Temperaturspanne den Lichtstrom über die gesamte Lebensdauer konstant zu halten und Abschwärzungen im Lampenkolben wie bei Glühlampen zu vermeiden. Die wesentlichen Vorteile der Halogen- Glühlampe sind eine höhere Lichtausbeute von % gegenüber Glühlampen, die längere Lebensdauer von bis zu 5000 Stunden, konstanter Lichtstrom, weiße Lichtfarbe und kleine Abmessungen. Halogenlampen sind für den direkten Betrieb an der Netzspannung geeignet und können problemlos gedimmt werden.

7 Lampen 7 Man unterscheidet zwischen Hochvolt-Halogen-Glühlampen, die bei 230 V betrieben werden und Niedervolt-Halogen-Glühlampen (6, 12 oder 24 V Spannung). Letztere benötigen zum Betrieb einen Transformator, der die Spannung reduziert. Niedervolt-Halogen-Glühlampen Gleicher Lichtstrom bei weniger Leistung Niedervolt- Halogen Die neueste Generation der Niedervolt-Halogen-Glühlampen sind sogenannte Infra-Red-Coated (IRC) Niedervolt-Halogen-Glühlampen. Die infrarotreflektierende Beschichtung des Lampenkolbens von IRC- Halogen-Glühlampen bewirkt eine signifikante Erhöhung der Lichtausbeute, bis zu einer Verdoppelung der mittleren Lebensdauer gegenüber herkömmlichen Niedervolt-Halogenglühlampen und eine 40 % geringere Wärmeentwicklung. Niedervolt-Halogen- IRC-Lampen 35 Watt entsprechen 20 Watt 50 Watt entsprechen 35 Watt 75 Watt entsprechen 50 Watt (IRC-Halogen-Glühlampen als Ersatz für Niedervolt-Halogen-Glühlampen mit etwa gleichem Lichtstrom) Aus energetischen Gesichtspunkten sollten daher Niedervolt-Halogenglühlampen durch die effizienteren IRC-Halogen-Glühlampen und wenn möglich, Hochvolt- Halogen-Glühlampen durch Energiesparlampen ersetzt werden. Mögliche Einsatzbereiche: Shopbeleuchtung, Flur, Lobby, Restaurant, Bar, Gästezimmer, Badezimmer, Privathaushalt Leuchtstofflampen Leuchtstofflampen sind Quecksilberdampf-Niederdrucklampen, bei denen die im Entladungsraum erzeugte, für das menschliche Auge unsichtbare, UV-Strahlung mit Hilfe von Leuchtstoffen in sichtbare Strahlung umgewandelt wird. Bei Verwendung von elektronischen Vorschaltgeräten (EVG) erhöht sich die Lichtausbeute und die Lebensdauer der Lampen. Leuchtstofflampen erreichen ihre volle Helligkeit verzögert, denn erst nach einer sogenannten Anlaufzeit stellt sich die optimale Betriebstemperatur ein. EVG s verfügen zudem über eine Vorheizphase, die die Schaltfestigkeit und somit die Lebensdauer der Lampe erhöht. Generell nimmt der Lichtstrom von Leuchtstofflampen im Laufe des Betriebs ab, da der Leuchtstoff altert und so die UV-Strahlung weniger effizient in sichtbares Licht umgewandelt wird. Leuchtstofflampen sind in unterschiedlichen Formen erhältlich, und zwar als stab-, ring- und U-förmige Lampen sowie als Kompakt-Leuchtstofflampen. T8- und T5-Lampen Die Rohrdurchmesser von Leuchtstofflampen werden häufig in Achtel-Zoll angegeben (z.b. T5 = 5/8 = ca. 16 mm). Neben den nach wie vor verbreiteten Leuchtstofflampen mit 26 mm Durchmesser (T8-Lampen, T26) setzten sich zunehmend Leuchtstofflampen mit einem Durchmesser von 16 mm (T5-Lampen, T16) mit folgenden verbesserten Eigenschaften durch: höhere Lichtausbeute (insbesondere im Bereich niedriger Leistung) höherer Leuchtenbetriebswirkungsgrad infolge des geringeren Rohrdurchmessers Beispiel für 1m 2 Bürofläche: Vergleich Systemlichtausbeute und elektrischer Leistungsbedarf in Watt pro m 2 Fläche TL-D 58 W/830 KVG TL-D 58 W/830 EVG T16-35W/830 EVG-25 C Lampenlichtstrom (lm) Systemleistung=Lampenleistung+Verlustleistung VG (W) Systemlichtausbeute (lm/w) 73,2 90,9 84,6 Elektischer Leistungsbedarf (W/m 2 ) 13, ,8

8 8 Lampen maximaler Lichtstrom bei einer Umgebungstemperatur von 35 C, wie sie üblicherweise in Leuchten existiert geringeres Verpackungsvolumen Diese verbesserten T5-Lampen können nur mit elektronischen Vorschaltgeräten betrieben werden. Häufig ist daher ein Leuchtentausch empfehlenswert, bei einer Nachrüstung ist jedenfalls zu beachen, dass das Beleuchtungsniveau nicht verschlechtert und das Gesamtsystem Leuchte/Lampe nicht negativ beeinflusst wird. Weiters unterscheidet man bei Leuchtstofflampen zwischen Standard- und Dreibanden-Leuchtstofflampen. Dreibanden-Leuchtstofflampen setzen die durch die Quecksilberentladung erzeugte UV-Strahlung besonders effektiv in Licht um. Sie haben sich wegen ihrer 25 bis 45 % höheren Lichtausbeute und des geringeren Lichtstromrückgangs während der Betriebszeit gegenüber den Standardlampen durchgesetzt. Zusätzlich haben diese Lampen sehr gute Farbwiedergabe-Eigenschaften. Dreibanden-Leuchtstofflampen mit elektronischem Vorschaltgerät haben die besten energetischen Werte und sollten daher bevorzugt für die Modernisierung von Beleuchtungsanlagen in Arbeitsstätten eingesetzt werden. Leuchtstofflampen mit den besten Farbwiedergabeeigenschaften, die auch als de Luxe-Lampen bezeichnet werden, weisen gegenüber Dreibanden-Leuchtstofflampen eine um etwa 30 % reduzierte Lichtausbeute und einen stärkeren Lichtstromrückgang auf. Diese sollten daher solchen Beleuchtungsaufgaben vorbehalten bleiben, bei denen eine sehr genaue Farberkennung notwendig ist (z.b. Farbmusterungen in der Textil- und Druckindustrie). Mögliche Einsatzbereiche: Büro, Flur, Lobby, Küchen Energiesparlampe Energiesparlampen sind Kompakt-Leuchtstofflampen mit Schraubsockel. In den niedrigen Leistungsstufen von 5 bis 27 W mit eingebautem meist elektronischem Vorschaltgerät und mit Sockel E 14 bzw. E 27 sind sie ein sehr wirtschaftlicher Ersatz für Glühlampen. Wegen der rund 5 12-fachen Lebensdauer und der in diesem Leistungsbereich rund 5-fachen Lichtausbeute gegenüber Glühlampen werden sie als Energiesparlampen bezeichnet. Energiesparlampen existieren in verschiedenen Formen und sind in allen Lichtfarben erhältlich, sodass ein Austausch von Glühlampen durch Energiesparlampen in vielen Bereichen möglich ist. Neue Modelle sind auch auf bis zu 10 % ihrer Ausgangsleistung dimmbar, Notstrom geeignet und schaltfest, d.h. die Lebensdauer hängt kaum mehr vom Ein-/Ausschaltzyklus ab. Moderne Energiesparlampen haben im Unterschied zu früheren Energiesparlampen auch eine wesentlich verkürzte Anlaufzeit, sie erreichen die volle Helligkeit doppelt so schnell wie frühere Modelle und die Lichtausbeute bleibt über die gesamte Lebensdauer im Wesentlichen konstant. Gleicher Lichtstrom bei weniger Leistung Glühlampe Energiesparlampe 25 Watt entsprechen 5 Watt 40 Watt entsprechen 7 Watt 60 Watt entsprechen 11 Watt 75 Watt entsprechen 15 Watt 100 Watt entsprechen 20 Watt 120 Watt entsprechen 23 Watt (Kompakt-Leuchtstofflampen mit eingebautem elektronischem Vorschaltgerät als Ersatz für Glühlampen mit etwa gleichem Lichtstrom) Bei Energiesparlampen gibt es auch große Qualitätsunterschiede und es sind sehr unterschiedliche Lampentypen für verschiedene Einsatzbereiche erhältlich. Mögliche Einsatzbereiche: je nach Typ fast überall als direkter Ersatz für Glühlampen möglich

9 Lampen 9 Leuchtdioden (LED) Leuchtdioden (LED-Module)basieren auf Halbleiterverbindungen, die in Umkehrung des Prinzips der Diode elektrischen Strom in Licht umwandeln. Leuchtdioden haben derzeit mit bis zu 55 lm/w eine deutlich höhere Lichtausbeute als Glühlampen, erreichen aber noch nicht die Effizienz von Leuchtstofflampen. LEDs sind extrem klein, äußerst robust und geben weder UV- noch IR-Strahlung ab, zu ihren wichtigsten Vorteilen gehören die geringe Größe, die lange Lebensdauer (bis zu h) und eine niedrige Ausfallsrate. Vor allem farbige LEDs weisen eine hohe Energieeffizienz auf (der Lichtstrom sinkt bei steigender Temperatur). LEDs sind auch dimmbar und schaltfest. Neben den herkömmlichen, anorganischen LEDs gibt es auch sogenannte OLEDs organische LEDs. Der Vorteil der OLEDs liegt in der sehr guten Farbwiedergabe, der geringen Einbautiefe und den vielfältigen Einsatzmöglichkeiten für die Allgemeinbeleuchtung. LEDs sind in ständiger Weiterentwicklung, derzeit beschränkt sich der Einsatzbereich noch auf Spezialgebiete, wie Ampeln, Markierungsbeleuchtung, Großbildschirme, Orientierungs- und Effektbeleuchtung etc., sie dürften in der zukünftigen Beleuchtung aber eine große Rolle spielen. Mögliche Einsatzbereiche: KfZ, Ampelanlagen, Effektbeleuchtung, Allgemeinbeleuchtung Gasentladungslampen Gasentladungslampen haben im Vergleich zu Glühlampen eine deutlich höhere Lichtausbeute und Lebensdauer. Sie benötigen bis zum Erreichen des vollen Lichtstroms bis zu 10 Min. und nach dem Abschalten eine Abkühl- und Wiederzündzeit von einigen Minuten. Allerdings gibt es (aufwändige) Betriebsgeräte, die das sofortige Wiederzünden ermöglichen. Die meisten Hochdrucklampen benötigen neben Vorschaltgeräten auch Zündgeräte. Zur Gruppe der Gasentladungslampen gehören Quecksilberdampflampen Quecksilberdampflampen benötigen als einzige Hochdrucklampe kein Zündgerät. Sie haben im Vergleich zu anderen Entladungslampen nur eine mäßige Lichtausbeute und Farbwiedergabe (R a =40 bis 49). Metall-Halogendampflampen Halogen-Metalldampflampen sind weiterentwickelte Quecksilber-Dampf-Hochdruck-Lampen mit signifikant verbesserter Lichtausbeute und Farbwiedergabe. Bei sehr guter Farbwiedergabe (R a = 80 bis 89) wird von einigen Modellen eine Lichtausbeute von100 lm/w und mehr erreicht. Natriumdampf-Hochdrucklampen Na-Dampf-Hochdrucklampen übertreffen mit einer Lichtausbeute von bis zu 150 lm/w alle anderen Hochdruck-Entladungslampen. Da aber die Farbwiedergabe (R a = 20 bis 39) eher gering ist, finden diese Lampen hauptsächlich in der Außenbeleuchtung und in hohen Industriehallen Anwendung. Natriumdampf-Niederdrucklampen Natriumdampf-Niederdrucklampen haben eine extrem hohe Lichtausbeute von 200 lm/w. Sie werden wegen ihrer monochromatischen gelben Lichtfarbe und der fehlenden Farbwiedergabe hauptsächlich in der Straßenbeleuchtung eingesetzt. Bei der Vielfalt der am Markt vorhandenen Lampen (Marken und Typen) sollte immer der Einsatzbereich überlegt werden. So gibt es von den meisten Lampen Typen, die speziell für einen professionellen Einsatz erzeugt wurden und sich vor allem durch eine längere Lebensdauer (seltener Lampentausch!) und größere Robustheit auszeichnen. Mögliche Einsatzbereiche: Straßenbeleuchtung, Industriehallen

10 10 Lampen Lampentausch Steigen Sie auf höherwertige Lampen um! herkömmliche Lampen energieeffiziente Lampen Anwendungsbereich: Privathaushalt Glühlampe Energiesparlampe (direkter Wechsel) Niedervolt-Halogenglühlampe (IRC) (Leuchtentausch erforderlich) Niedervolt-Halogen Niedervolt-Halogenglühlampe (IRC) (direkter Wechsel) Anwendungsbereich: Büro Standard-Leuchtstofflampe Dreibanden-Leuchtstofflampe (direkter Wechsel) T8-Leuchtstofflampe T5-Leuchtstofflampe (Leuchtentausch erforderlich) Anwendungsbereich: Handel, Hotels & Gastronomie Glühlampe Energiesparlampe (direkter Wechsel) Niedervolt-Halogen Niedervolt-Halogenglühlampe (IRC) (direkter Wechsel) Hochvolt-Halogen Energiesparlampe (direkter Wechsel manchmal möglich) Quarzmetallhalogendampflampen Metall-Halogendampflampe mit Keramikbrenner (direkter Wechsel) Anwendungsbereich: Straßenbeleuchtung Quecksilberdampf- Hochdrucklampen Vergleich verschiedener Lampentypen Lampe Lichtausbeute (lm/w) Natriumdampf-Hochdrucklampe (Leuchtentausch erforderlich) Metall-Halogendampflampe (Leuchtentausch erforderlich) Mittlere Lebensdauer (h) Farbwiedergabe Einsatzbereiche Glühlampe nicht empfehlenswert, nur wo Energiesparlampe nicht geeignet ist Shopbeleuchtung, Flur, Lobby, Restaurant, Bar, Gästezimmer, Badezimmer, Privathaushalt Halogen- Glühlampe Niedervolt- Halogenglühlampe (IRC) Standard-Leuchtstofflampe (T8) T5 Leuchtstofflampe Energiesparlampe (Kompakt-Leuchtstofflampe) Natriumdampf- Niederdrucklampen Natriumdampf- Hochdrucklampen Quecksilberdampf- Hochdrucklampen Metall-Halogendampflampen * Nutzlebensdauer nicht empfehlenswert, nur wo Niedervolt-IRC Halogen-Glühlampe nicht möglich ist * > 90 nicht empfehlenswert, nur wo keine effizientere Lampe möglich * > Büro, Flur, Lobby, Küchen je nach Typ fast überall als direkter Ersatz für Glühlampen möglich ist * 220 Straßenbeleuchtung * 25 Straßenbeleuchtung, Industriehallen * Straßenbeleuchtung, Industriehallen > 80 Eingangsbereiche, Flur, Shopbeleuchtung, Auslagenbeleuchtung, Industriehallen, Sportanlagen (Flutlicht), Anstrahlungen (Altstadt), Straßenbeleuchtung (Fußgängerzone), Parkplätze Lampen müssen ordnungsgemäß entsorgt werden. Während herkömmliche Glühbirnen zum Restmüll gehören, müssen alte Energiesparlampen, Leuchtstoffröhren, Quecksilber- und Natriumdampflampen getrennt gesammelt und entsorgt werden.

11 Leuchten 11 Leuchten Die Leuchte dient zur Verteilung, Filterung oder Umformung des Lichtes von Lampen. Die Leuchte trägt die Lampe und umfasst die zur Befestigung, zum Schutz und der Energieversorgung der Lampen notwendigen Bestandteile. Im Alltag werden Leuchten oft fachsprachlich falsch als Lampen bezeichnet. Die Lampe ist das Leuchtmittel (Glühlampe, Energiesparlampe), die Leuchte trägt die Lampe. Leuchten gibt es in verschiedenen Bauarten wie Deckenleuchten, Wandleuchten, Schreibtischleuchten usw., sie können fest installiert oder mobil sein. Der Verbrauch von elektrischer Energie von Leuchten wird hauptsächlich durch die Lampe und deren Betriebsgerät verursacht. Auswahl von Leuchten Leuchten werden ausgewählt: nach dem Verwendungszweck Innen- oder Außenleuchte, nach der Art und Anzahl der Lampen Glühlampe, Niederdruck- oder Hochdruck- Entladungslampe, nach der Bauart offene oder geschlossene Leuchte, nach der Art der Montage Einbau-, Anbau- oder Hängeleuchte, nach lichttechnischen Eigenschaften wie Lichtstromverteilung, Lichtstärkeverteilung, Leuchtdichteverteilung und Leuchtenbetriebswirkungsgrad, nach elektronischen Eigenschaften einschließlich der zum Betrieb der Lampen notwendigen Bauteile, elektrische Sicherheit, Schutzklasse, Funkentstörung, Vorschaltgeräte, Zünd- und Starteinrichtungen, nach mechanischen Eigenschaften mechanische Sicherheit, Schutzart, Brandschutzverhalten, Ballwurfsicherheit, Materialbeschaffenheit, nach Größe, Bauform und Design.

12 12 Leuchten Welche Leuchte für welchen Einsatzbereich? Bürogebäude Moderne Spiegelrasterleuchten oder hochdurchlässige Abdeckung, um Blendwirkung auszuschließen Lichttechnische Baustoffe Um den Lichtstrom der Lampe in eine gewollte Richtung zu lenken, zu verteilen oder zu filtern, werden zwei Arten von lichttechnischen Materialien verwendet: reflektierende Materialien und lichtdurchlässige, transmittierende Materialien. Hotels & Gastronomie Holzbe- & verarbeitung Papierverarbeitende Industrie Metallbe- & verarbeitung Baustellenbeleuchtung Raster-Einbauleuchten, Pendelleuchten, Stromschienen mit Strahler, (Wandfluter-)Einbauleuchten, Wandleuchten Einlampige breit- oder asymmetrische Reflektor-, Spiegelreflektorleuchten und Wannenleuchten für Leuchtstofflampen als Einzelleuchten oder als Lichtband Einlampige Reflektor- oder Spiegelreflektorleuchten mit Rasterabdeckung, Spiegelrasterleuchten, Wannenleuchten mit Spiegelreflektor. Zur Farbkontrolle werden beim Mehrfarbendruck zusätzliche Leuchten (1500 lx) mit einem R a > 90 verwendet (de Luxe Lampe) Lichtbandsysteme mit lichtlenkenden Bauteilen (Spiegelraster- und Rasterleuchten). In bestimmten Bereichen (Schweißen) muss die Leuchte ein Sicherheitsglas aufweisen. Für kleinere Baustellen kommen für kurze Zeit Scheinwerfer für Halogenglühlampen zum Einsatz. Für große Baustellen werden v.a. Scheinwerfer für Hochdrucklampen eingesetzt. Je nach Art der Reflexion unterscheidet man: gerichtete Reflexion z. B. Spiegelreflektoren und raster aus hochglanzeloxiertem Aluminium; zusammen mit exakten Spiegelformen werden genaue Lichtstärkeverteilungen und Leuchtdichtebegrenzungen erzielt. gemischte Reflexion z. B. seidenmatte Spiegelraster; im Gegensatz zu matten Materialien besitzt diese Oberfläche eine stärker gerichtete Komponente für definierte Abschirmbedingungen. gestreute Reflexion z. B. matte Spiegelraster oder Reflektoren und Raster mit Lackoberflächen. Gerichtet lichtdurchlässige Baustoffe (wie Glas und Kunststoffe) werden gleichfalls zur Lichtlenkung eingesetzt, wobei die Brechung und die Totalreflexion des Lichtes angewendet werden. Dringt ein Lichtstrahl aus einem Medium in ein anderes optisches Medium ein, so ändert er seine Richtung in Abhängigkeit vom Einfallswinkel und eine Lichtlenkung wird erreicht. Leuchtenbetriebswirkungsgrad Zur energiewirtschaftlichen Beurteilung einer Leuchte und für die lichttechnischen Berechnungen ist der Leuchtenbetriebswirkungsgrad eine wichtige Größe. Er ist das unter bestimmten Bedingungen ermittelte Verhältnis des aus der Leuchte austretenden Lichtstroms zur Summe der Lichtströme der einzelnen Lampen.

13 Leuchten 13 Arten von Leuchten Für die vielfältigen Aufgaben in den jeweiligen Einsatzbereichen gibt es eine Vielzahl von Leuchten. Im Folgenden nur eine kleine Auswahl an Leuchten: Rasterleuchten gängige Form der Bürobeleuchtung, Einbau- und Anbau möglich 2 Lichtbandysteme, Lichtleisten vielfältige Ausführungen erhältlich, für Leuchtstofflampen 3 Strahlerleuchten Akzentbeleuchtung, Wand-/Deckenfluter Stromschienen mit Strahler 5 Downlights 6 Pendelleuchten mit Direkt-/ Indirektlichtverteilung 7 7 Schreibtisch-, Stehleuchte 8 LED-Leuchten 9 Hinweisleuchten 10 Außenleuchten 11 vielfältige Sonderleuchten für verschiedene Einsatzbereiche

14 14 Leuchten Betriebsgeräte Vorschaltgeräte Für den Betrieb von Entladungslampen sind Vorschaltgeräte erforderlich. Sie dienen zur Strombegrenzung und zum Zünden der Lampen in Verbindung mit z. B. Startern. Energieeffizienz-Bemühungen haben bei Vorschaltgeräten für Leuchtstofflampen zu technischen Weiterentwicklungen geführt: dem (induktiven) verlustarmen Vorschaltgerät (VVG) als Nachfolger des konventionellen Gerätes (KVG) und dem energiesparenden elektronischen Vorschaltgerät (EVG). Das elektronische Vorschaltgerät wandelt die Netzspannung 230V/50Hz in eine hochfrequente Wechselspannung von 25 bis 40 khz um, wodurch sich bei fast gleichem Lichtstrom die Leistungsaufnahme reduziert. Bereits heute sind über 40 % der neuen bzw. umgerüsteten Beleuchtungsanlagen mit Leuchtstofflampen einschl. Kompaktleuchtstofflampen mit EVG ausgerüstet. Neben den beträchtlichen Energie-Einsparungen, die zu kurzen Amortisationszeiten von wenigen Jahren für die elektronischen Vorschaltgeräte führen, bringt der Hochfrequenzbetrieb von Leuchtstofflampen und zunehmend auch der von anderen Entladungslampen weitere Vorteile: Vorteile elektronischer Vorschaltgeräte (EVG) geringe Verluste höhere Lichtausbeute der Lampe bestmögliches Umsetzen elektrischer Leistung in Licht geringere Betriebskosten reduzierte Klimatisierungsleistung kein Starter, kein Kompensationskondensator Einsatz bei Wechsel- oder Gleichspannung konstante Lampenleistung über weiten Spannungsbereich geeignet für Sicherheitsbeleuchtung kein flackerndes Licht erhöhte Schaltfestigkeit Abschalten bei defekten Lampen ca. 50 % verlängerte Lampenlebensdauer Erhöhung des Beleuchtungskomforts und der Beleuchtungsqualität Dimmen möglich Um den Energieverbrauch des Systems Vorschaltgerät/Lampe zu verdeutlichen, wurde europaweit die Energieklassifizierung eingeführt (Richtlinie 2000/55/EG über Energieeffizienzanforderungen an Vorschaltgeräte für Leuchtstofflampen). Der EEI (Energy Efficiency Index) unterscheidet sieben Vorschaltgeräte- Klassen, wobei die Klassen C und D nicht mehr zulässig sind: A1 Dimmbare elektronische Vorschaltgeräte (EVG) A2 Elektronische Vorschaltgeräte (EVG) mit reduzierten Verlusten A3 Elektronische Vorschaltgeräte (EVG) B1 Magnetische Vorschaltgeräte mit sehr geringen Verlusten (VVG) B2 Magnetische Vorschaltgeräte mit geringen Verlusten (VVG)

15 Betriebsgeräte 15 Starter und Zündgeräte Starter für Leuchtstofflampen schließen bzw. öffnen den Vorheizstromkreis einer Leuchtstofflampe und leiten damit den Zündvorgang ein. Unterschieden wird zwischen den Universal- und Sicherungs-Schnellstartern. EVG benötigen keine Starter. Metall-Halogendampflampen und Natriumdampf-Hochdrucklampen benötigen Startspannungsimpulse in der Größenordnung von 1 bis 5 kv. Zum Zünden von Hochdruck-Entladungslampen werden Zündgeräte mit speziellen elektronischen Schaltungen eingesetzt. Zum sofortigen Heißwiederzünden von erloschenen Metall-Halogendampflampen oder Natriumdampf-Hochdrucklampen sind Zündgeräte mit erheblich höheren Spannungen als 5 kv erforderlich. Kompensations-Kondensatoren Zur Kompensation der induktiven Blindleistung von konventionellen Vorschaltgeräten wird bei Leuchtstofflampen ein Kondensator parallel zum Netzanschluss geschaltet. Kompensations-Kondensatoren müssen die Kennzeichnung F (flammsicher) oder FP (flamm- und platzsicher) in Verbindung mit dem Prüfzeichen einer anerkannten Prüfstelle tragen und mit einem Entladewiderstand ausgestattet sein. Vorteile elektronischer Transformatoren kompakte Bauform geringes Gewicht geringe Verlustleistung geringer Innenwiderstand keine Geräuschentwicklung hoher Wirkungsgrad Überlast- und Übertemperaturschutz durch angepasste Leistungsrückregelung ohne Abschalten der Lampen im Fehlerfall reparierbar, da nicht vergossen Softstart keine Stromspitzen beim Einschalten elektronischer Kurzschlussschutz Niedervolt-Installationen stellen aufgrund der geringen Spannungen zwar keine direkten Gefahren für den Menschen dar, jedoch ist zu beachten, dass durch die heruntertransformierte Spannung sehr hohe Ströme fließen. Diese hohen Ströme können bei einer ungenügenden Dimensionierung von Kabeln, Kontakten, Klemmstellen und Schaltern zu deren Überlastung führen. Um daraus resultierende mögliche Brandgefahren zu vermeiden, sind besondere Installationsbedingungen zu berücksichtigen. Für eine fachgerechte Installation haben sich NV-Stecksysteme mit Steckern, Kupplungen und Kabeln bewährt. Elektronische Vorschaltgeräte benötigen keine Kompensations-Kondensatoren. Transformatoren Für den Betrieb von Niedervolt (NV)-Halogenglühlampen werden Transformatoren mit einer Ausgangsspannung von 6 V, 12 V oder 24 V benötigt. Wichtig ist, dass der Transformator auf der Primärseite den Schalter hat, da sonst permanent die Leerlaufverluste zu einem Stand-by-Stromverbrauch führen und das ohne Nutzen. Zusätzlichen Komfort bieten elektronische Transformatoren z. B. durch Leerlaufabschaltung, Kurzschlussfestigkeit und lampenschonendes Einschalten.

16 16 Wirtschaftlichkeit Wirtschaftlichkeit In eine aussagekräftige Wirtschaftlichkeitsbetrachtung sollten neben den Anschaffungskosten und den jährlichen Stromkosten auch noch die Lebensdauer und die Kosten für den Lampenwechsel einfließen. So weisen zum Beispiel Glühlampen eine mittlere Lebensdauer von nur Stunden auf, Energiesparlampen gibt es mit bis zu Stunden mittlerer Lebensdauer. Bei größeren Gebäuden sind vor allem auch die höheren Lampenwechselkosten ineffizienter Lampen mit kürzerer Lebensdauer zu berücksichtigen. Andere Nebenkosten, die durch ineffiziente Lampen entstehen, sind vor allem der Lichtstromrückgang (das Altern der Leuchtmittel und damit vorzeitiger Austausch der Lampen vor Ablauf der Lebensdauer) und höhere Wärmeeinträge. Ein immer wichtiger werdender Faktor ist die sommerliche Überhitzung, zu der die Beleuchtung wesentlich beitragen kann. So hat ein Raum mit 10 Glühlampen je 60 Watt im Unterschied zu 10 Energiesparlampen je 11 Watt eine zusätzliche Kühllast von 490 Watt, was je nach Brenndauer der Lampen zu hohen Wärmeeinträgen führt. Eine moderne IRC-Halogenglühlampe hat im Vergleich zu herkömmlichen Niedervolt-Halogenlampen einen 40 % geringere Wärmeentwicklung. Im Wesentlichen hängen die Gesamtbetriebskosten einer Beleuchtungsanlage von folgenden 3 Faktoren ab: Lampenkosten Energiekosten Kosten für Lampentausch Lampenkosten pro Jahr = Kaufpreis der Lampe x Betriebsstunden/Jahr Lebensdauer Energiekosten pro Jahr = Preis/kWh x Wattleistung der Lampe x Betriebsstunden/Jahr 1000 Kosten für Lampentausch pro Jahr = Wartungskosten für Austausch einer Lampe x Betriebsstunden der Lampe/Jahr Gruppenwechselintervall

17 Wirtschaftlichkeit 17 Beispiele für die Kostenvorteile energieeffizienter Lampen Ersatz von 10 Halogenlampen durch energieeffiziente IRC-Halogenlampen * Einsparungsbeispiel ( ) Kaltlichtspiegellampe 50 W Kaltlichtspiegellampe IRC 35 W Lampenkosten pro Jahr 62, 81,60 Energiekosten pro Jahr 260, 182, Gesamtkosten pro Jahr 322, 263,60 Jährliche Einsparung: 58,40 Ersatz von 10 konventionellen Glühlampen 75 W durch Energiesparlampen 15 W** Einsparungsbeispiel ( ) Glühlampe 75 W Energiesparlampe 15 W Lampenkosten pro Jahr 24, 30,13 Energiekosten pro Jahr 390, 78, Gesamtkosten pro Jahr 414, 108,13 Jährliche Einsparung: 305,87 * Beispiel: 10 OSRAM Kaltlichtspiegellampen IRC, Betriebsstunden pro Jahr, Strompreis 0,13 pro kwh, Lebensdauer: h bzw h (IRC), Lampenpreis: 6,20 (o. MWSt.) bzw. 10,20 (o. MWSt., IRC) ** Beispiel: PHILIPS MASTER PL-E, 15 W, Betriebsstunden pro Jahr, Strompreis 0,13 pro kwh, Lebensdauer: 1000 h (Glühlampe) bzw h (Energiesparlampe), Lampenpreis: 0,60 (o. MWSt., Glühlampe) bzw. 11,30 (o. MWSt., Energiesparlampe, inkl. Entsorgungskosten) Lampenkosten pro Jahr = Kaufpreis x Betriebsstunden Lebensdauer Bei größeren Gebäuden müssten noch die Lampenwechselkosten berücksichtigt werden. Ersatz von 100 Stück Glühlampen (60 W) durch Energiesparlampen (11 W): Wirtschaftlichkeitsberechnung Glühlampe 60 W Energiesparlampen (11 W) Anzahl Lampen 100 Stück 100 Stück Energieverbrauch 60 Watt 11 Watt Betriebsstunden pro Jahr Stunden Stunden Energiekosten pro kwh 0,15 Euro 0,15 Euro Mittlere Lebensdauer Stunden Stunden Lampenpreis (o.mwst.) 0,60 Euro 10,60 Euro Gesetzl. Entsorgungskosten/Lampe 0,22 Euro Wechselkosten pro Lampen 3,00 Euro 3,00 Euro Kosten pro Lampe/Jahr Energiekosten pro Jahr 27,00 Euro 4,95 Euro Lampenkosten pro Jahr 1,80 Euro 2,16 Euro Lampenwechselkosten pro Jahr 9,00 Euro 0,60 Euro Gesamtkosten pro Lampe und Jahr 37,80 Euro 7,71 Euro Einsparung pro Lampe und Jahr 30,09 Quelle: Schiffler Licht

18 18 Beleuchtungsplanung Beleuchtungsplanung Gründe für eine gute Beleuchtung Behaglichkeit und Gesundheit: Beleuchtung hat einen wesentlichen Einfluss auf die Behaglichkeit und damit auf die Leistungsfähigkeit und Motivation von Mitarbeiter/innen, sowie das Wohlbefinden von Kund/innen. Geringere Stromkosten: Effiziente Lampen sparen bis zu 80 % Stromkosten. Geringe Klimatisierungskosten: Jede in den Raum eingetragene kwh Wärme muss bei vollklimatisierten Räumen im Sommer durch eine Klimaanlage weggekühlt werden. Als Faustregel gilt: jede kwh Energieeintrag verursacht einen Kühlaufwand von 1 8 kwh. Durch Lampen erzeugte Wärme ist auch im Winter nicht willkommen, da diese Wärme rund 3x so teuer als die von der Heizanlage erzeugte Wärme ist. Attraktivität der Räume: Die Beleuchtung beeinflusst in hohem Maß den Eindruck den Kund/innen bekommen. Entscheidend sind hier vor allem die Lichtmenge und Verteilung, um Räume und Objekte ins rechte Licht zu rücken. Es lohnt sich also, über eine gute Beleuchtungsplanung nachzudenken. Je früher die Beleuchtung in den Planungsprozess eines Gebäudes oder Raumes einfließt, desto effizienter, günstiger und eleganter kann sie gestaltet werden. Wege zu einer effizienten Beleuchtung 1. Ist-Analyse: Die tatsächlichen Kosten für die Beleuchtung sind in den meisten Fällen unbekannt, nur wer aber seine Stromkosten für Beleuchtung kennt, kann an ihrer Senkung arbeiten. Dazu werden die Leuchten eines jeden Raumes erfasst und mit Leistung, Brenndauer etc. dokumentiert. 2. Bedarfsmittelerhebung: Was ist für mein Unternehmen, mein Büro erforderlich? Brauche ich exzellente Farbwiedergabe oder ist Gemütlichkeit wichtiger? Ein guter Lichtberater stellt die richtigen Fragen, um Ihr Nutzungsprofil herauszufinden. 3. Konzept: Im Konzept werden Details behandelt, wie z.b. welches Verhältnis von Grund- und Akzentbeleuchtung ist für meine Situation ideal, möchte ich verschiedene Lichtsituationen haben (z.b. Schaufensterbeleuchtung für Tag und Nacht), soll die Bürobeleuchtung selbstregelnd sein und automatisch dimmen, etc. Wichtig ist auch zu überlegen, ob und wie eine Zonierung erfolgen kann. Meist ist es nicht erforderlich, dass überall die gleiche Lichtstärke zur Verfügung steht. Entsprechende Lichtsteuerung und -regelung sollte gut geplant werden. Oft muss auch die grundsätzliche Entscheidung getroffen werden, ob eine raum- oder arbeitsbereichbezogene Beleuchtung installiert werden soll. Grundsätzlich ist eine raumbezogene Beleuchtung eher zu empfehlen, wenn die örtliche Zuordnung und die räumliche Ausdehnung der Arbeitsbereiche noch unbekannt ist, im ganzen Raum gleiche Sehbedingungen vorherrschen sollen und eine örtlich variable Anordnung der Arbeitsplätze vorgesehen ist. Umgekehrt wird eher eine arbeitsbereichbezogene Beleuchtung empfohlen, wenn eine örtlich feste Anordnung der Arbeitsplätze bzw. Arbeitsbereiche oder Arbeitsplätze mit unterschiedlichen Aufgaben vorgesehen sind. Beleuchtungsplanung fließt auch in die anderen Bereiche der Gebäudeausstattung ein, so reduziert z.b. ein heller Boden die erforderliche Beleuchtungsstärke. Wenn es für die Finanzierung günstiger ist, kann das Konzept eventuell auch in Stufen umgesetzt werden. Angesichts der langen Nutzungszeit einer Beleuchtungsanlage rentieren sich die Kosten für eine solide Planung in jedem Fall. 4. Umsetzung: Damit Sanierungsprojekte nicht in der Planungsphase stecken bleiben, ist es wichtig, die vordringlichsten Maßnahmen zu definieren. Oft lassen sich 80 % des Ergebnisses bereits mit 20 % des Aufwandes erreichen vorausgesetzt man kennt die richtigen 20 %!

19 Beleuchtungsplanung 19 Auch Einzelmaßnahmen bringen was Falls Sie eine umfassende Beleuchtungsplanung und Sanierung noch nicht jetzt angehen wollen, können Sie trotzdem mit Einzelmaßnahmen Strom sparen. Ersatz von einzelnen Leuchtmitteln: Achten Sie beim Neukauf auf energieeffiziente Systeme, die Energiekennzeichnung, das Pickerl, gibt Auskunft über die Energieeffizienz (Klasse A ist am besten). In vielen Fällen ist ein direkter Ersatz (ohne Wechsel der Leuchte möglich) ineffizienter Lampen durch stromsparende Lampen möglich, wie z.b. Glühlampen durch Energiesparlampen ersetzen Niedervolt-Halogenlampen durch IRC -Halogenlampen ersetzen Standard-Leuchtstofflampe durch Dreibanden-Leuchtstofflampe ersetzen Nachrüstung: Nachrüstsätze gibt es für viele Leuchtenarten und Anwendungsfälle, einige Beispiele: Reflektoren, die das Licht der Leuchtstofflampe auf die Nutzfläche lenken, damit lässt sich die Zahl der erforderlichen Lampen um 30 % verringern Nachrüstset z.b. für Pflanzenleuchten zur Reduzierung der Leistung von 80 auf 20 Watt Manchmal kann der nachträgliche Einbau von elektronischen Vorschaltgeräten sinnvoll sein. Auch eine nachträgliche Integration von Bewegungsmeldern oder Dimmern ist möglich. Bei der Nachrüstung ist zu beachten, dass das Beleuchtungsniveau nicht verschlechtert wird und dass Adapterlösungen für Lampen das Gesamtsystem Leuchte/Lampe nicht negativ beeinflussen. Häufig tritt die Frage auf, ob es sinnvoll ist, T5-Adapter für T8-Leuchten einzusetzen und damit Strom zu sparen. T5-Leuchtstofflampen sind wesentlich effizienter als T8-Lampen, können aber nur mit elektronischen Vorschaltgeräten betrieben werden. Daher gibt es für vorhandene Leuchten mit T8-Lampen mit magnetischen Vorschaltgeräten die Möglichkeit, durch Einbau von T5-Lampenadaptern, diese alten Leuchten mit den effizienteren T5-Lampen zu betreiben. Zu beachten ist dabei aber, dass durch den Umbau die Verantwortung vom Hersteller auf den Betreiber übergeht und jegliche sicherheitstechnische Zertifizierungen ebenso wie de CE-Kennzeichnung verloren gehen. Auch wird die Beleuchtungsstärke wesentlich reduziert. Bei der Methode, die Spannung abzusenken und damit Strom einzusparen, ist zu beachten, dass die erforderliche Beleuchtungsstärke eingehalten werden muss. Sinnvoll kann diese Maßnahme unter Umständen bei älteren, überdimensionierten Anlagen sein.

20 20 Lichtmanagement Lichtmanagement Das Regeln und Steuern der Beleuchtung ist ein fester Bestandteil moderner Gebäudetechnik. Neben der Energieeinsparung spielen der Steuerungskomfort und die bessere Motivation bei dynamischem Licht eine bedeutende Rolle. Die Steuerung des Lichts kann in Abhängigkeit von der Menge des natürlichen Lichts oder des Sonnenstandes, von der Nutzung eines Raums oder von einer erwünschten Lichtstimmung erfolgen. So gibt es im Wesentlichen folgende Möglichkeiten der Lichtregelung: manuelle Bedienung bewegungsaktivierte Regelung und Schaltung (Bewegungsmelder) tageslichtabhängige automatische Regelung (Lichtsensoren) zentrale Lichtsteuerung Wichtig ist in jedem Fall eine gute Planung und Abstimmung der verschiedenen Lichtregelelemente aufeinander. Beim Neubau kommen immer häufiger Einzelraumregelungen zum Einsatz. Zu beachten ist dabei, dass die Beleuchtung nicht unabhängig von der Verschattung betrachtet werden kann und eine regeltechnische Verbindung der beiden Systeme empfehlenswert ist. 1. Manuelle Bedienung Das Dimmen von Glühlampen und Halogenlampen, die mit Netzspannung betrieben werden (230 bzw. 240 V Hochvolt-Halogenlampen) ist im Allgemeinen unproblematisch. Niedervolt-Halogenlampen (12 V) benötigen spezielle Dimmer. Dies gilt auch für die effizienten IRC Halogenlampen. Dimmbare Leuchten mit EVGs reduzieren den Stromverbrauch entsprechend der Verringerung des Lichtstroms. Moderne Energiesparlampen für den professionellen Einsatzbereich lassen sich auf bis zu 10 % der Ausgangsleistung dimmen. 2. Bewegungsaktivierte Regelung und Schaltung (Bewegungsmelder) Das manuelle Zu- und Abschalten der Beleuchtung kann durch den Einsatz von Zusatzgeräten, wie Bewegungsmelder, Präsenzmelder, Dämmerungsschalter, Treppenhausautomatik, Zeitschaltuhren, ersetzt werden. Sie werden vor allem in wenig oder sehr unterschiedlich frequentierten Räumen oder für bedarfsabhängige Schaltung der Außenbeleuchtung eingesetzt. Bewegungsmelder registrieren die Anwesenheit/Abwesenheit von Personen mit Hilfe eines Infrarotsensors. Präsenzmelder weisen eine höhere Empfindlichkeit als Bewegungsmelder auf und erkennen auch Personen bei sitzender Tätigkeit. Wird in einer bestimmten Zeit keine Bewegung registriert, so schalten die Melder die Beleuchtungsanlage ab. Die Länge der Nachlaufzeit wird durch das Bewegungsverhalten der Personen bestimmt und laufend nachgeregelt. Leuchtstoff- und Kompaktleuchtstofflampen, die mit Bewegungsmeldern kombiniert werden, müssen bei erhöhter Schalthäufigkeit mit Warmstart-EVGs betrieben werden. Zeitschaltuhren sind vor allem für zeitweise stärker frequentierte Bereiche ideal. Mit ihnen wird für fest eingestellte Nutzungszeiten die Beleuchtungsanlage oder die Steuerung der Anlage aktiviert. Bei der Treppenhausautomatik wird bei manuellem Einschalten der Beleuchtung gleichzeitig ein Zeitrelais aktiviert, das nach Ablauf der eingestellten Zeit die Beleuchtung wieder ausschaltet. Leuchtstofflampen können mit steuerbaren EVGs stufenlos und flackerfrei bis zu 1 % des Lichtstroms gedimmt werden. Möglichkeiten der Energieeinsparung durch Lichtregelung Konventionelles Voschaltgerät (KVG) Elektronisches Vorschaltgerät (EVG, nur schalten) EVG Tageslichtreglung (einfach) EVG Tageslichtregelung (Top-Version) Energieverbrauch 100 % 80 % ca. 50 % ca. 30 %

21 Lichtmanagement Tageslichtabhängige, automatische Regelung (Lichtsensoren) Eine Form der Tageslichtnutzung in Gebäuden ist die tageslichtabhängige Kontrolle (Steuerung oder Regelung) von Kunst- und Tageslichtsystemen. Aufeinander abgestimmte integrierte Systeme aus Kunstlichtkontrolle und Tageslichtsystem führen zu entsprechender Einsparung elektrischer Energie für das Kunstlicht. Die tageslichtabhängige, gebäudeweite Kunstlichtkontrolle ist über einen zentralen Sensor auf dem Gebäude möglich. Zu beachten ist aber, dass sich nicht alle Lampentypen für die tageslichtabhängige Regelung eignen. Registriert der Sensor im Raum ungenügende Beleuchtungsstärke, schaltet er die Beleuchtung ein bzw. umgekehrt geht die Beleuchtung aus, wenn genügend Licht vorhanden ist. Eine Grundvoraussetzung für den Einsparerfolg durch Lichtsensoren ist die gute Planung und richtige Anbringung der Sensoren. So sollte z.b. vermieden werden, dass andere Beleuchtungselemente im Raum Lichtsensoren beeinflussen und darauf geachtet werden, dass Sensoren richtig eingeregelt sind. Eine optimale Lichtsteuerung ist die stufenlose Tageslichtregelung. Dabei wird das künstliche Licht stufenlos mit dem zur Verfügung stehenden Tageslicht abgeglichen. Auf der Arbeitsfläche herrscht also stets dieselbe Beleuchtungsstärke. In Räumen mit viel Tageslicht kann durch die Kombination von Präsenz- und Tageslichtsensoren, eine wesentliche Effizienzsteigerung erreicht werden. Vor allem beim Einsatz von Lichtsensoren ist der Einsatz von anderen Steuerungselementen (Zeitschaltuhren, Bewegungsmelder, etc.) kritisch zu überprüfen und abzustimmen. Eine kostengünstige Alternative, den Tageslichtanteil zu nutzen, ist eine Stufenschaltung, d.h. durch eine gezielte Abschaltung von Lampengruppen in Abhängigkeit vom Tageslicht einen ähnlichen Einspareffekt zu erzielen. 4. Zentrale Lichtsteuerung Bei einem Neubau sollte als Alternative zur manuellen Bedienung der Einbau einer zentralen Steuerung überlegt werden. Auch für einzelne Räume, wie Konferenzund Besprechungsräume, kann eine zentrale Lichtsteuerung sinnvoll sein. In bestehenden Gebäuden lohnt sich der Einbau nur, wenn er technisch unproblematisch machbar ist. Es gibt eine Reihe von verschiedenen Systemen, u.a. solche, die das vorhandene Stromnetz zur Datenübertragung nutzen und nach Bedarf auch für andere Steuerungsaufgaben, wie Jalousien oder Heizung, verwendet werden können. Digitale Lichtregelung Digitale Vorschaltgeräte können über eine Schnittstelle von einem Computer aus bedient werden. Mit einer entsprechenden Software kann die Beleuchtungsanlage gesteuert werden. Das DALI-System (digital adressable lighting interface) ist ein standardisiertes, digitales Protokoll für dimmbare EVGs. Hinter DALI stehen führende europäische Hersteller, die eine entsprechende Software zum Downloaden auf ihren Websites anbieten. Nach der Installation muss das System programmiert werden. Mit einer Fernbedienung (per Funk oder IR-Licht) kann die Beleuchtung dann gesteuert werden. Leuchten benötigen dafür einen besonderen Steuerkreis, ältere Lichtregelungssysteme lassen sich mit spezieller Schnittstellen in das DALI-System integrieren. Zentrale Leittechnik BUS-Systeme Die immer komplexer werdenden Abläufe in der Gebäudetechnik und die Steuerung und Überwachung der Funktionen und Zustände der einzelnen Installations- und Einrichtungssysteme wie Heizung, Klimaanlage, Melde- und Überwachungssystem, Beleuchtung, Jalousiensteuerung etc. erfordern ein neues Gebäudemanagement, also die Einbeziehung aller Einzelsysteme und damit auch der Beleuchtungsanlage, in eine intelligente Gebäudesystemtechnik. Unter der Nutzung der Mikroelektronik und der Datenübertragung ist es möglich, alle notwendigen System-Gruppen miteinander über ein gemeinsames BUS-Netz zu verbinden. Informationen von Sensoren werden über das BUS-System weitergeleitet und Steuerungen und Regelungen lassen sich in vielfältigen Funktionen programmieren.

22 22 Tageslichtnutzung Tageslichtnutzung Der Anteil der Tageslichtnutzung ist für den Stromverbrauch der Beleuchtung von entscheidender Bedeutung. Ziel sollte sein, ein Optimum an Tageslichtnutzung und damit größtmögliche Stromeinsparung zu erreichen und gleichzeitig Blendung und sommerliche Überhitzung durch zuviel Tageslicht zu vermeiden. In klimatisierten Gebäuden erhöht die Abwärmeproduktion der Beleuchtung zusätzlich die interne Wärmelast und damit den Kühlbedarf. Umgekehrt sollte z.b. ein Sonnenschutz nicht automatisch dazu führen, dass die Beleuchtung eingeschaltet werden muss. Zusätzlicher Vorteil eines hohen Tageslichtanteils ist ein erhöhter visueller Komfort. Die Tageslichtversorgung wird bestimmt von: Besonnungszeit Einstrahlungswinkel Grundrissgestaltung (z. B. Beziehung Sonnenlichteintrag/Raumtiefe) Größe der verglasten Fläche: bei zu großen Fensterflächen besteht das Problem der sommerlichen Überhitzung. Ideal ist es, außenliegenden Sonnenschutz zu verwenden, der Sonnenund Blendschutz bei gleichzeitiger Tageslichtnutzung mittels Lichtlenkung ermöglicht (z.b. Jalousien mit verstellbaren Lamellen). Glasqualität: Transmissionsgrad Verschattung/Verschmutzung Verhältnis Glas-/Rahmenanteil Anordnung/Lage der transparenten Fläche: je höher, desto raumtiefer der Lichteinfall; Anhaltspunkt ist die Größe des Himmelsausschnitts, der von der Arbeitsfläche sichtbar ist. Dieser Faktor ist nicht nur von der Fenstergröße und der Raumtiefe abhängig, sondern auch von Verschattungselementen und gegenüberliegenden Gebäuden. Exakt lässt sich das mittels Simulationsprogramm bestimmen. Lichtlenkung Einstrahlungswinkel/Gundrissgestaltung Inwieweit in einem Gebäude Tageslicht genutzt werden kann, wird vorrangig durch die Entfernung von der Tages- Lichtquelle sowie der Höhe des Lichteinfalls bestimmt. Entscheidend sind die Lichtverhältnisse auf der Arbeitsfläche. Die Raumtiefen sollten max. 4 5 m betragen. Als Regel gilt: Eine ausreichende Tageslichtversorgung wird nur bis zu einer Entfernung der doppelten Höhe von der Oberkante der Verglasung gewährleistet (z. B. Verglasungsoberkante 2,30 m, Tageslichtversorgung bis max. 4,60 m Raumtiefe).