LED-BELEUCHTUNG QUALITÄT, PLANUNG UND PRAKTISCHE UMSETZUNG H E R Z L I C H W I L L K O M M E N 10/2014 / 1 /

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1 LED-BELEUCHTUNG QUALITÄT, PLANUNG UND PRAKTISCHE UMSETZUNG H E R Z L I C H W I L L K O M M E N 10/2014 / 1 /

2 Informationen zum Referenten Jörg Minnerup, Dipl. Ing., TRILUX GmbH & Co. KG Leiter Strategie Lichttechnik Vors. Fachnormausschuss Lichttechnik im DIN Stellv. Vors. Lenkungsausschuss Technik im ZVEI Vorstandsmitglied der LiTG e.v. Mitglied Kommission Mittelstand KOMMIT Lenkungsgremium CEN TC 169 Licht und Beleuchtung CEN TC 169 WG 2 (Beleuchtung von Arbeitsplätzen) CEN TC 169 WG 12 (Straßenbleuchtung) Lenkungsgremium ISO TC 274 Licht und Beleuchtung LED Leitmarktinitiative DIN Lenkungsgremium EPBD DIN Ausschuss Gebäudeenergieeffizienz DIN Fachnormausschuss Aussenbeleuchtung DIN Fachnormausschuss Innenbeleuchtung Mitarbeit in diversen weiteren Gremien 10/2014 / 2 /

3 TRILUX SIMPLIFY YOUR LIGHT TRILUX - ZAHLEN & FAKTEN Gründungsjahr: 1912 Mitarbeiter weltweit: > Rechtsform: Gesellschaft mit beschränkter Haftung Der konsolidierte Umsatz für das Jahr 2013: 518 Mill. Euro Geschäftspartner und Tochterunternehmen: 34 and 12 Serviceniederlassungen: > 50 Länder 10/2014 / 3 /

4 TRILUX SIMPLIFY YOUR LIGHT IN ALLEN ANWENDUNGSBEREICHEN BIETET TRILUX PROFESSIONELLE LÖSUNGEN UND INNOVATIVE PRODUKTE 10/2014 / 4 /

5 AGENDA LED Beleuchtung Qualität Planung und Praktische Umsetzung 10/2014 / 5 /

6 QUALITÄT DER ERWEITERTE QUALITÄTSBEGRIFF Anwendung stellt das Anforderungsprofil an die Leuchte o Material, Elektrotechnik, Lichttechnik Qualität von LED-Leuchten o Auswahl LED / LED-Module o Binning o Optische Systeme o Thermomanagement o Flimmern o Nachweis licht- und elektrotechnische Daten Weitere Kriterien der Produktauswahl o Herstellerleistungen vor und nach Verkauf 10/2014 / 6 /

7 QUALITÄT - BINNING Hinweise: Lichtqualität und LED Binning von weißen LED (Lichtfarbe und Farbstich ) Die Qualität der Farbe und der Farbwiedergabe ist abhängig vom Binning! 10/2014 / 7 /

8 QUALITÄT - BINNING - FARBTOLLERANZ Auge nimmt Farbabweichungen verschiedener Farben unterschiedlich gut wahr Blau/Violett: kleine Unterscheidungen wahrnehmbar Grün: Unterscheidungsvermögen deutlich geringer Beschrieben durch: Mac Adam-Ellipsen in Schwellenwerteinheiten 10/2014 / 8 /

9 QUALITÄT - BEMESSUNGSWERTE FÜR LEUCHTEN Bemessungsleistung P (W) (Bezugsgröße) Neuwert der Wirkleistung Watt (W) eines Leuchtentyps bei 100 % Bemessungslichtstrom Leistungsaufnahme aller eingebauten Komponenten bei Bemessungsspannung und Bemessungstemperatur Konstantlichtstrom-Technologie: zusätzlich Wirkleistung zum Zeitpunkt der Bemessungslebensdauer angeben, z. B. nach h Mögliche Fehler in der Praxis: Leistung wird nur für eingesetzte LED bzw. LED-Module angegeben Konstantlichtstrom-Technologie: Leistung wird nur für den Neuzustand (und damit auf Dauer zu gering) angegeben P der Leuchte in Watt (bei 100 % Lichtstrom) 10/2014 / 9 /

10 QUALITÄT - BEMESSUNGSWERTE FÜR LEUCHTEN Bemessungslichtstrom F v (lm) (Bezugsgröße) Neuwert des Lichtstroms (lm) eines Leuchtentyps Lichtstrom, der aus der Leuchte abgestrahlt wird bezieht sich immer auf die festgelegten Betriebsbedingungen der LED in der Leuchte bei Bemessungstemperatur Mögliche Fehler in der Praxis: Lichtstrom wird für eingesetzte LED bzw. LED-Module angegeben (und ist damit höher als der tatsächliche Lichtstrom aus der Leuchte) Lichtströme werden für alle Bemessungstemperaturen verwendet Ф v der Leuchte in Lumen (Neuwert) 10/2014 / 10 /

11 QUALITÄT - BEMESSUNGSWERTE FÜR LEUCHTEN Lichtausbeute h v (lm/w) Verhältnis Bemessungslichtstrom zur Bemessungseingangsleistung η v = Ф v der Leuchte in Lumen P der Leuchte in Watt Ф v Mögliche Fehler in der Praxis: Lichtausbeute bezieht sich auf 25 C Datenblattwerte der in der Leuchte eingesetzten LED bzw. LED-Module statt auf die Bemessungstemperatur der LED-Leuchte Vielfacher Fehler: falsche Temperatur Lichtstrom in der Leuchte; P Leistung evtl. nur auf LED bezogen ohne Berücksichtigung des Vorschaltgeräts Lichtausbeute wird als alleiniges Kriterium für Energieeffizienz genutzt 10/2014 / 11 /

12 QUALITÄT - BEMESSUNGSWERTE FÜR LEUCHTEN Lichtausbeute h v (lm/w) - Mögliche Fehler in der Praxis: Lichtausbeute wird als alleiniges Kriterium für Energieeffizienz genutzt Breitstrahlend η v = 126 lm/w E m = 454 lx, E min /E m = 0.70 doppelt asymmetrisch η v = 128 lm/w E m = 434 lx, E min /E m = /2014 / 12 / 12

13 QUALITÄT - BEMESSUNGSWERTE FÜR LEUCHTEN Beispiel: LED-Flächenstrahler für hohe Räume, Hallen, Lager, usw. LED-System 9 LED-Segmente mit je 33/66 Mid-Power-LED in 3 Reihen Leuchtenlichtstrom lm Anschlussleistung 225 Watt Lichtausbeute Leuchte 104 lm/w Lichtfarbe neutralweiß (nw), Farbtemperatur 4000 K Farbwiedergabeindex Ra > 80 zulässige Umgebungstemperatur (t ambient ) -30 C C LED-Lebensdauer: L 80 / B 10 o h bei t quality = 25 C o h bei t quality = 45 C 10/2014 / 13 /

14 QUALITÄT - LEBENSDAUERKRITERIEN LED-PRODUKTE LED-Leuchten Lichtstrom- Degradation (L x B y ) Totalausfall (L 0 C z ) Quelle: ZVEI 10/2014 / 14 /

15 QUALITÄT - FEHLERSITUATIONEN EINER LED-LEUCHTE Quelle: ZVEI 10/2014 / 15 /

16 QUALITÄT - LEBENSDAUERANGABEN IM MARKT ZU LED-LEUCHTEN Ein Vergleich von h L h L 80 B h L 70 B h und Fragen: Was ist was? L 80 B h Womit muss ich planen? Wie sind L 80 B 10 / L 80 B 50 / L 70 B 50 zu bewerten? Welche Wartungsfaktoren gelten für mich? 10/2014 / 16 /

17 QUALITÄT - BEMESSUNGSLEBENSDAUER L x Relativer Lichtstrom Ø / % Bemessungslebensdauer L x : Zeit, zu der ein Bemessungslichtstrom x % (von L x ) bewertet wird, z. B. 70 % oder 80 % nach h L 80, h L 70, h 50 ~ Betriebsdauer in Stunden t / h 10/2014 / 17 /

18 QUALITÄT - BEMESSUNGSLEBENSDAUER L x Relativer Lichtstrom Ø / % Bemessungslebensdauer L x : Zeit, zu der ein Bemessungslichtstrom x % (von L x ) bewertet wird, z. B. 70 % oder 80 % nach h L 80, h L 90, h L 70, h L 60, h 50 ~ L 70, h Betriebsdauer in Stunden t / h 10/2014 / 18 /

19 QUALITÄT - BEMESSUNGSLEBENSDAUER L x Relativer Lichtstrom Ø / % Bemessungslebensdauer L x : Zeit, zu der ein Bemessungslichtstrom x % (von L x ) bewertet wird, z. B. 70 % oder 80 % nach h L 80, h L 90, h L 70, h L 60, h 50 ~ L 70, h L 90, h L 80, h L 60, h Betriebsdauer in Stunden t / h 10/2014 / 19 /

20 QUALITÄT - BEMESSUNGSLEBENSDAUER L x Relativer Lichtstrom Ø / % Bemessungslebensdauer L x : Zeit, zu der ein Bemessungslichtstrom x % (von L x ) bewertet wird, z. B. 70 % oder 80 % nach h L 80, h L 90, h L 70, h L 60, h L 50, h 50 ~ L 70, h L 90, h L 80, h L 60, h Betriebsdauer in Stunden t / h 10/2014 / 20 /

21 VERGLEICH VON LEBENSDAUERANGABEN: Lebensdauerkriterien Vergleich der Angaben, Beispiel Innenbeleuchtung Lebensdauerkriterien Vergleich der Angaben, Beispiel Aussenbeleuchtung Lebensdauer ist nicht gleich Lebensdauer. Um sie zu vergleichen sind Angaben zur LED Leuchtenklassifikation gemäß L x und B y notwendig! 10/2014 / 21 /

22 UMRECHNUNGSMÖGLICHKEITEN L x B y SOWIE t a BZW. t q In Kürze verfügbar: Umrechnungstool zum Vergleich von Angaben zu LED Leuchten und zur Bestimmung des Wartungsfaktors: Lx mit x und Stundenangabe By bezüglich der Verteilung tq bezüglich Temperatur Leuchtmittel Lichtstromrückgang Leuchtmittel Überlebensfaktor Leuchtenverschmutzung Raum bzw. Oberflächenverschmutzung 10/2014 / 22 /

23 QUALITÄT ENEC PLUS: Produktinformationen, publiziert in Datenblättern, Anweisungen oder Web Europäische Sicherheitszeichen Bemessungseingangsleistung (W) Bemessungslichtstrom (lm) Bemessungslebensdauer L x (h) mit Lichtstromrückgang zukünftiges Qualitätszeichen Prozent. Ausfallanteil (B y ) nach Bemessungslebensdauer Lichtstromwartungsfaktorcode Farbkoordinaten bei t = 0 h und t = x h Farbtemperatur (CCT in K) Bemessungsfarbwiedergabeindex (CRI) Umgebungstemperatur t q der Leuchte Bemessungslichtausbeute der LED Leuchte (lm/w) 10/2014 / 23 /

24 QUALITÄT LEUCHTEN ERWEITERTER QUALITÄTSBEGRIFF Dienstleistung vor dem Verkauf Beratung Planung Schulung Dienstleistung nach dem Verkauf Lange Nachlieferungssicherheit für Leuchten und Bauteile langfristige Ersatzteilversorgung, auch nach Auslaufen der Modelle Hotline für Montagehilfen und Fachberatung Gewährleistung meist länger als für elektrotechnische Produkte üblich Flexibilität bei Reklamationen 10/2014 / 24 / 2

25 AGENDA LED Beleuchtung Qualität Planung und praktische Umsetzung 10/2014 / 25 /

26 PLANUNG Der Wartungsfaktor ist bei Planung einer energieeffizienten Beleuchtungsanlage der maßgebliche Einflussfaktor! Je höher der Wartungsfaktor, desto niedriger ist der Energiebedarf! Kosten-Aufwandsanalyse vorzunehmen, um praktikable Wartungszyklen zu erreichen! L x B y (ggf. auch C z ) sind notwendig zur Bestimmung des Wartungsfaktors Der Planer muss den Wartungsfaktor und alle Annahmen zur Bestimmung angeben! die Beleuchtungsanlage entsprechend der Einsatzumgebung festlegen! einen umfassenden Wartungsplan erstellen! 10/2014 / 26 /

27 PLANUNG WARTUNGSFAKTOR MF: Maintenance Factor (Wartungsfaktor) LLMF: Lamp Lumen Mainten. Factor (Lampenlichtstromwartungsfaktor) = x (L x ) / 100 (bei B50) LSF: Lamp Survival Factor (Lampenüberlebensfaktor) = 1 z (C z ) / 100 LMF: Luminaire Maintenance Factor (Leuchtenwartungsfaktor) RMF: Room Maintenance Factor (Innenbeleuchtung; Raumwartungsfaktor) SMF: Surface Maintenance Factor (Aussenbeleuchtung; Oberflächenwartungsfaktor, kann ggf. entfallen) Produkt einzelner Teil-Wartungsfaktoren ergibt Wartungsfaktor MF Innenbeleuchtung: Innen: MF = (LLMF x LSF) x LMF x RMF Aussen: MF = (LLMF x LSF) x LMF x (SMF) Nachfolgend wird nur LLMF und LSF betrachtet, da Leuchten, Raum und ggf. Oberflächenverschmutzung für verschiedene Leuchtenklassifizierungen L x B y identisch sind! 10/2014 / 27 /

28 PLANUNG WARTUNGSFAKTOREN - PRAXISBEISPIELE Büro mit Lichtmanagement (nach EnEV 2014): 500 lx am Arbeitsplatz Nutzungsdauer: Nutzungstage: 10/2014 / 28 / h/tag 250 Tage/a Nutzungszeit ges.: 2750 h/a Nutzungszeit 1250 h/a (mit Lichtmanagement) Lebensdauer: Betriebsdauer: ausgewählte LED-Leuchte: h ca. 20 Jahre Nutzdauer Leuchten: h sehr sauberes Nichtraucherbüro, direkt strahlende LED- Leuchte, unempfindlich gegen Verschmutzung Bewertung Produkt 1 Produkt 2 Produkt 3 Leuchtenklassifikation/Lebensdauer L 80 B h L 80 B h L 70 B h Lampenlichtstomwartungsfaktor LLMF (25 t h)??? Lampenüberlebensfaktor (25 t h)??? Leuchtenwartungsfaktor (3 jährliche Reinigung*) Raumwartungsfaktor (3 jährliche Auffrischung*) Wartungsfaktor MF??? * betrachtete Verschmutzung über 2 Jahre, da zuletzt nur 2 Jahre Betrieb

29 PLANUNG WARTUNGSFAKTORTABELLE (Quelle TRILUX-Akademie) 10/2014 / 29 /

30 PLANUNG WARTUNGSFAKTOREN - PRAXISBEISPIELE Büro mit Lichtmanagement (nach EnEV 2014): 500 lx am Arbeitsplatz Nutzungsdauer: Nutzungstage: 10/2014 / 30 / h/tag 250 Tage/a Nutzungszeit ges.: 2750 h/a Nutzungszeit 1250 h/a (mit Lichtmanagement) Lebensdauer: Betriebsdauer: ausgewählte LED-Leuchte: h ca. 20 Jahre Nutzdauer Leuchten: h sehr sauberes Nichtraucherbüro, direkt strahlende LED- Leuchte, unempfindlich gegen Verschmutzung Bewertung Produkt 1 Produkt 2 Produkt 3 Leuchtenklassifikation/Lebensdauer L 80 B h L 80 B h L 70 B h Lampenlichtstomwartungsfaktor LLMF (25 t h) Lampenüberlebensfaktor (25 t h) Leuchtenwartungsfaktor (3 jährliche Reinigung*) Raumwartungsfaktor (3 jährliche Auffrischung*) Wartungsfaktor MF * betrachtete Verschmutzung über 2 Jahre, da zuletzt nur 2 Jahre Betrieb

31 PLANUNG WARTUNGSFAKTOREN - PRAXISBEISPIELE Büro mit Lichtmanagement : Auswirkungen der Auswahl einer Leuchte nach Leuchtenklassifizierung: L 80 B 10 L 70 B 50 : Anlagen - Wartungsfaktoren: o Produkt 1 (L 80 B h): 0.86 Neuwertfaktor: 1.16 Eneu: 580 lx P = 100 % o Produkt 2 (L 80 B h): 0.83 Neuwertfaktor: 1.20 Eneu: 600 lx P = 103 % o Produkt 3 (L 70 B h): 0.76 Neuwertfaktor: 1.32 Eneu: 658 lx P = 113 % Unterschied zwischen L 80 B 10 und L 80 B 50 ist vorhanden, jedoch überschaubar. L 70 B 50 -Leuchten mit identischen Lebensdauerangaben müssen deutlich höhere Lichtströme (13 %) zur Verfügung stellen, alternativ sind höhere Stückzahlen notwendig, um gleiche Beleuchtungsaufgaben zu verwirklichen Je höher der Wartungsfaktor, desto niedriger ist der Energie-Bedarf! 10/2014 / 31 /

32 PLANUNG AUSWIRKUNGEN AUF AUSSCHREIBUNGEN Lebensdauer ist nicht gleich Lebensdauer daher in Ausschreibungen Lebensdauerangaben und Randbedingungen berücksichtigen, um vergleichen zu können: o L x mit x und Stundenangabe, z. B. L 80 oder L 70 Empfehlung L 80 o B y mit y, z. B. B 10 oder B 50 bei fehlender Angabe gilt B 50 o C z mit z, z. B. C 0, C 1, spielt bei guten Produkten quasi keine Rolle da während L x < 1 % o tq Umgebungstemperatur, für die die technischen Angaben gelten, z. B. Lebensdauer, Bemessungsleistung und Bmessungslichtstrom Hinweis: Die Größen L x, B y und C z werden ausschließlich auf die LED, nicht jedoch auf weitere elektrische Bauteile bezogen. Diese Größen dienen ausschließlich zur lichttechnischen Bewertung von LED-Beleuchtungsanlagen und können nicht für Garantiebetrachtungen herangezogen werden. 10/2014 / 32 /

33 LED DEFINITIONEN UND AUSWIRKUNGEN AUF AUSSCHREIBUNGEN Hinweis Garantie: nach angegebener Lebensdauer fällt die LED-Leuchte nicht komplett aus Garantie bezieht sich auf Erfüllung der Kenndaten, z. B. Lichtstrom und Leistung 10/2014 / 33 /

34 LED DEFINITIONEN FAZIT Äpfel mit Äpfeln vergleichen! 10/2014 / 34 /

35 LEBENSDAUERDEFINITIONEN AUSWIRKUNGEN AUF DIE AUSSCHREIBUNG Inhalte sind wo zu finden? Planungssicherheit in der LED Beleuchtung.aspx 10/2014 / 35 /

36 VIELEN DANK! 10/2014 / 36 / JÖRG MINNERUP

37 LEBENSDAUERDEFINITIONEN AUSWIRKUNGEN AUF DIE AUSSCHREIBUNG Inhalte sind wo zu finden? 10/2014 / 37 /

38 ENEV 2014 HINTERGRÜNDE ZUM ENERGIEBEDARF DER BELEUCHTUNG CO 2 VERMEIDUNGSTECHNOLOGIEN UNTER 80 /T MIT BEZUG AUF IHRE FINANZIELLE WIRKSAMKEIT Beispiel LED-Lighting: negative Vermeidungskosten ermöglichen neben dem Gewinn für das Klima auch einen wirtschaftlichen Gewinn. Beispiel Solar-PV: Quelle: Energiekonzept der Bundesregierung positive Vermeidungskosten bringen Gewinn für das Klima verursachen jedoch wirtschaftlich höhere Kosten ohne tatsächlichen ROI Fazit: LED-Lighting mit den geringsten CO 2 -Vermeidungskosten ist eine low hanging fruit und muss bei Investitionen in Klima- und Wirtschaftlichkeit eine Technologie der 1. Wahl sein! Quelle: McKinsey Studie: Impact of the financial crisis on carbon economics: Version 2.1 of the global greenhouse gas abatement cost curve August /2014 / 38 /