Beleuchtungsersatz bei Zweckbauten

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1 Infoblatt Beleuchtungsersatz bei Zweckbauten Warum Beleuchtungen ersetzen? Gut ausgeleuchtete Räume haben für den Komfort und das Wohlbefinden eine grosse Bedeutung. Fühlt sich ein Mensch wohl, kann sich daraus eine Steigerung der Arbeitsproduktivität und Arbeitsqualität ergeben. Hält sich jedoch eine Person in einem schlecht ausgeleuchteten Raum auf, kann dies zu Ermüdungserscheinungen und erhöhten Fehlleistungen führen die allgemeine Unfallgefahr steigt. Ein Ersatz der Beleuchtung mit einer vorangehenden, professionellen Lichtplanung steigert somit die Raumqualität und senkt dabei auch den Elektrizitätsbedarf der Beleuchtung wesentlich. So sind Energieeinsparungen bis zu 70 % möglich. Der Kanton St. Gallen fördert finanziell den Ersatz von Beleuchtungsanlagen in Zweckbauten aus dem kantonalen Förderprogramm. Das Ziel dieses Infoblatts ist es, Eigentümerinnen und Eigentümer von Zweckbauten bei der Entscheidung eines Beleuchtungsersatzes zu unterstützen und Ihnen die notwendigen Informationen dazu zu liefern. 1 4 Energieagentur St.Gallen GmbH, Vadianstrasse 6, 9000 St.Gallen, Telefon , beratung@energieagentur-sg.ch,

2 Diverse Einflussfaktoren für eine energieeffiziente Beleuchtung Viele Faktoren beeinflussen den Elektrizitätsbedarf bei Beleuchtungen. Nachfolgend werden die wichtigsten zusammengefasst. Das Leuchtmittel Es gibt grundsätzlich drei verschiede Methoden, um das Licht für Leuchtmittel zu erzeugen: Temperaturstrahler (Halogenlampen), Entladungslampen (FL, Sparlampen) und Leuchtdioden (LED). Jeder der über 1000 verschiedenen am Markt erhältlichen Lampentypen lässt sich einer dieser drei Technologien zuordnen. Betrachtet man bei diesen drei Lampentypen die Lichtausbeute (lm/w) ergibt sich folgende Rangliste: 1. Leuchtdioden (LED) lm/w 2. Entladungslampen (FL, Sparlampen) lm/w 3. Temperaturstrahler (Halogenlampen) lm/w Hinzu kommt, dass die Entwicklung von Leuchtdioden (LED) noch nicht abgeschlossen ist. Es werden daher in Zukunft immer bessere und energieeffizientere LED-Lampen auf den Markt kommen. Bei den anderen beiden Leuchtmitteltypen ist jedoch keine Effizienzsteigerung mehr zu erwarten. grundsätzlich möglichst hoch sein, damit die Lichtausbeute [lm/w] ebenfalls hoch bleibt. Die Beleuchtungsstärke Die Norm SIA 380/4:2006; «Elektrische Energie im Hochbau», gibt vor, welche Beleuchtungsstärke [lux] in welchen Arbeitsbereichen vorhanden sein sollte. Eine zusätzliche Erhöhung der Beleuchtungsstärke führt zu einem höheren Elektrizitätsbedarf. Die Beleuchtung soll gemäss den Beleuchtungsstärken dieser Norm geplant werden. Der Raumwirkungsgrad Die Beschaffenheit des Raumes beeinflusst die Lichtausbeute ebenfalls. Dabei spielt der Reflexionsgrad aller Oberflächen, die Abmessung des Raumes und Lichtstärkeverteilung (LVK) der Leuchte eine Rolle. So können niedrige, quadratische Räume mit hellen Oberflächen effizienter beleuchtet werden als hohe, langgezogene Räume mit dunklen Oberflächen. Die Lichtstärkeverteilung Die Lichtstärkeverteilung soll so geplant werden, dass die zu beleuchtende Fläche, zum Beispiel ein Arbeitstisch, möglichst direkt angestrahlt wird. Tageslichtanteil Ein hoher Anteil von Tageslicht ist für eine energieeffiziente Beleuchtung sehr günstig. Die Höhe des Fenstersturzes, die äusseren Verschattungen und vor allem deren Farbgebung beeinflussen dabei den Ausnutzungsanteil des Tageslichts erheblich. Der Tageslichtanteil bildet als wesentlicher Faktor eine Basisgrösse der Beleuchtungsplanung. Die Leuchten Leuchten dienen zur Verteilung, Filterung und Umwandlung des von einer oder mehreren Lampen übertragenen Lichts. Form, Material und Farbe einer Leuchte sind wesentliche Einflussgrössen, durch die der Lichtstrom [lm] des Leuchtmittels unterschiedlich reduziert wird. Der Wirkungsgrad von Leuchten soll 2 4 Energieagentur St.Gallen GmbH Infoblatt Beleuchtungsersatz bei Zweckbauten

3 Regulierung Eine Beleuchtungsanlage lässt sich grundsätzlich auf vier Arten regeln: manuelle oder zeitgesteuerte Ein- und Ausschaltung, Tageslichtsteuerung sowie Präsenzmeldesteuerung. Diese Regelarten lassen sich kombinieren und sind je nach Anforderungen in unterschiedlicher Kombination sinnvoll. Beleuchtungsmythen Über energieeffiziente Leuchtmittel kursieren immer noch Mythen und Unwahrheiten. Die wichtigsten sind: «Leuchtstofflampen flimmern» Fakt ist: Die heutigen elektronischen Vorschaltgeräte bringen die FL-Röhren mit einer Frequenz von Hertz zum Leuchten. Das menschliche Auge nimmt Frequenzen über 100 Hertz nicht wahr. Alte FL-Röhren mit konventionellen Vorschaltgeräten flimmern dagegen mit 50 Hertz, was für den Menschen tatsächlich eine Zumutung ist. «Niedervolt-Halogenlampen sind Sparlampen» Lichtregelungen können unter optimalen Bedingungen hohe Energieeinsparungen bringen. In vielen Fällen sind die Rahmenbedingungen aber nicht optimal: Zu wenig nutzbares Tageslicht, falsche Platzierung und ungenügende Einregulierung von Sensoren führen zu einem überhöhten elektrischen Eigenverbrauch der Regelung. Messungen zeigen, dass einfache Regelungen meist grössere Energieeinsparungen bringen als komplexe Systeme. Gesetzliche Vorschriften Bei Neubauten, Umbauten und Umnutzungen von Nicht-Wohnbauten mit einer Energiebezugsfläche (EBF) von über 1000 m 2 müssen die energiegesetzlichen Anforderungen zur Beleuchtung eingehalten werden. Bei Umbauten und Umnutzungen zählt diejenige EBF, bei welcher die Beleuchtung ersetzt oder geändert wird. Die Grundlage bildet die Energieverordnung des Kantons St. Gallen im Anhang 3, Punkt 1 und 2. Zudem gelten die Bestimmungen der Norm SIA 380/4:2006; «Elektrische Energie im Hochbau». Es kann zwischen dem Einzelnachweis und dem Systemnachweis gewählt werden. Der Systemnachweis geht dabei mehr in die Tiefe als der Einzelnachweis. Dafür müssen aber beim einfacheren Einzelnachweis die strengeren Zielwerte erreicht werden. Fakt ist: Die geringere Spannung verlangt nach grösseren Stromstärken. Eine 50-Watt- Halogenlampe hat zwar eine um 50 % bessere Lichtausbeute als eine Glühlampe, sie ist aber um den Faktor 3 schlechter bezüglich Lichtausbeute als eine kompakte Leuchtstofflampe. «LED erzeugen kaltes, schlechtes Licht» Fakt ist: Das Qualitätsspektrum der LED- Technik ist riesig. Die besten LED haben eine Lichtqualität, die mit Halogenlicht vergleichbar ist. Kaltes und minderwertiges LED-Licht kennen wir von Taschenlampen und Velolichtern. «LED erzeugen Elektrosmog wie Sparlampen» Fakt ist: LED benötigen ein Vorschaltgerät, ähnlich wie Sparlampen. Im Gegensatz zu Sparlampen benötigen LED aber (fast) strahlungsfreien Gleichstrom; die Sparlampe hochfrequenten Wechselstrom. Messungen der ETH Zürich belegen, dass LED-Lampen so strahlungsarm sind wie Glühlampen. 3 4 Energieagentur St.Gallen GmbH Infoblatt Beleuchtungsersatz bei Zweckbauten

4 Fazit Soll eine Beleuchtung ersetzt werden, lohnt es sich, die neue Beleuchtung zuerst detailliert zu planen. Dabei sind alle möglichen Parameter miteinzubeziehen, damit der Elektrizitätsbedarf markant sinkt. Die wichtigsten Kriterien dabei sind: Ein Leuchtmittel mit hoher Lichtausbeute wählen. Die Platzierung und Ausrichtung der Leuchten auf die Situation anpassen. Einen möglichst grossen Anteil an Tageslicht einplanen. Eine einfache und zweckmässige Beleuchtungsregulierung wählen und einbauen. Helle Oberflächen dunkleren vorziehen. Weiterführende Informationen «Licht im Haus Energieeffiziente Beleuchtung», Fachbuch Minergie-Leuchten und Informationen über energieeffiziente Beleuchtungen «Förderung von Beleuchtungsersatz in Zweckbauten», Infoblatt «LED Das Leuchtmittel von heute für morgen», Infoblatt Energienachweis-Formular EN-12 inkl. dazugehöriger Vollzugshilfe Energieagentur St.Gallen GmbH Infoblatt Beleuchtungsersatz bei Zweckbauten

5 Projektbeispiel Beleuchtungsersatz bei Zweckbauten Das Beispiel beschreibt eine Produktionshalle mit Arbeitsplätzen sowohl für grobe wie auch für feine Arbeiten, ein in der Produktionshalle integriertes Lager und einen abgetrennten Bürobereich. Die bestehende Beleuchtung ist gleichmässig verteilt über den ganzen Produktions- und Lagerbereich installiert. Die unterschiedlichen Arbeitsplatzanforderungen bezüglich der Beleuchtungsstärken sind nicht berücksichtigt. Im Büro sind FL-Aufbauleuchten mit opalen Abdeckungen und in der Produktionshalle Leuchtenbänder mit 1-flammigen FL-Reflektorleuchten installiert. Raum pro Leuchte Anzahl Leuchten Spez. elektr. Volllaststunden/a Spez. Elektrizitätsbedarf/a Produktion Lager FL 65 W 93 Stk W/m h kwh/m 2 Büro FL 65 W 15 Stk W/m h kwh/m 2 Gesamt 796 m W/m kwh/m Energieagentur St.Gallen GmbH, Vadianstrasse 6, 9000 St.Gallen, Telefon , beratung@energieagentur-sg.ch,

6 Neue Beleuchtung Das Konzept der neuen Beleuchtung berücksichtigt nun die Nutzung der verschiedenen Bereiche. Die Beleuchtungsstärken für die verschiedenen Arbeitsplatzanforderungen werden entsprechend angepasst. Die Beleuchtungsstärken in allen Bereichen entsprechen den geforderten Werten der Norm SIA 380/4:2006; «Elektrische Energie im Hochbau». Im Produktions- und Lagerbereich werden LED- Leuchten eingesetzt. Die unterschiedlichen Beleuchtungsniveaus werden durch die Anzahl und die der eingesetzten Leuchten definiert. Der Lagerbereich wird über Präsenzmelder mit automatischer on/off Funktion betrieben. Im Büro sorgen direkt und indirekt strahlende FL-Leuchten mit einem Spiegelraster für eine geringe Blendung und eine angenehme Ausleuchtung des Raumes. Raum pro Leuchte Anzahl Leuchten Spez. elektr. Volllaststunden/a Spez. Elektrizitätsbedarf/a Produktion 1 LED 37 W 30 Stk W/m h kwh/m 2 Produktion 2 LED 66 W 21 Stk W/m h kwh/m 2 Lager LED 37 W 16 Stk W/m h x 0.8* 8.34 kwh/m 2 Büro FL 54 W 12 Stk W/m h kwh/m 2 Verkehrsfläche Gesamt 796 m W/m kwh/m 2 * Korrekturfaktor für Präsenzmelder Vergleich und Fazit Durch den Ersatz der Beleuchtung resultiert eine Reduktion des Elektrizitätsbedarfs von ursprünglich kwh/m 2 auf kwh/m 2, also ca. 50 %. Damit werden rund Franken Energiekosten pro Jahr eingespart. Die Arbeitsbereiche sind zudem optimal ausgeleuchtet, was einen positiven Einfluss auf die Behaglichkeit, Sicherheit und die Arbeitsproduktivität hat. Bei grossen Fensterflächen kann die Einsparung durch den Einsatz von Sensoren mit automatischer Abschaltung nochmals um rund 30 % gesteigert werden. Dabei ist es wichtig, die richtigen Leuchten in den entsprechenden Schaltkreis zu integrieren und die Schaltkreise optimal zusammenzufassen. 2 2 Energieagentur St.Gallen GmbH, Vadianstrasse 6, 9000 St.Gallen, Telefon , beratung@energieagentur-sg.ch,