Beleuchtung optimieren. Ing. Leopold Schwarz Energie- und Umweltagentur NÖ

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1 Beleuchtung optimieren Ing. Leopold Schwarz Energie- und Umweltagentur NÖ

2 Einführung 8 10% der Haushaltsstromes für Beleuchtung Glühlampenverbot EU Richtlinie für Mindestanforderungen Energie und CO2 Einsparung 9/09 Verbot: ab 80 W 9/10 Verbot: ab 75 W 9/11 Verbot: ab 60 W 9/12 Verbot: ab 25 W 9/16 mindestens Effizienzklasse B (oder C bei Halogen)

3 Historie 1881 Kohlenfadenlampe 1910 Glühlampe 1926 Leuchtstoffröhre 1984 Kompakt- LSR 1960 LED 1992 blaue (weiße) LED

4 Lichttechnische Grundlagen Lichtstrom [lm, lumen]: von einer Lichtquelle abgestrahlte Lichtleistung nur berechenbare Größe Beleuchtungsstärke [lx, lux]: Verhältnis der einfallenden Lichtleistung je Fläche (lm/m²) Empfängergröße Lichtstärke [cd, candela]: Strahlungsleistung (der Lichtstrom) je Raumwinkel (Steradiant) (lm/sr) Raumwinkel [sr]: Fläche auf Kugel / Radius²

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6 Lichttechnische Grundlagen Lichtfarbe, Farbtemperatur [K, Kelvin] Warmweiß K Neutralweiß 4000 K Kaltweiß (Tageslicht) K Bild:

7 Lichttechnische Grundlagen Lichtfarbe Warmweiß Gelblich - rot, warm, gemütlich, entspannend Neutralweiß Weiß, klar, neutral, konzentrationsfördernd Kaltweiß Bläulich, tageslicht-ähnlich, kühl, sachlich, technisch, anregend

8 Lichttechnische Grundlagen Farbwiedergabe, Lichtqualität [%] Auch CRI (color rendering index) oder Ra, bezeichnet die Farbwiedergabe unter Kunstlichtbedingungen Sonnenlicht und Glühlampe haben eine sehr gute Farbwiedergabe Wie erkennen wir Farben? Reflexionen Farben müssen im Spektrum vorhanden sein Fehlen Farben können sie auch nicht reflektiert werden

9 Lichttechnische Grundlagen Farbwiedergabe CRI

10 Lichttechnische Grundlagen Farbwiedergabe CRI Natriumdampf

11 Lichttechnische Grundlagen Farbwiedergabe CRI z.b. Energiesparlampe

12 Lichttechnische Grundlagen Farbwiedergabe CRI z.b. Energiesparlampe Deluxe

13 Lichttechnische Grundlagen Lichtqualität Kunstlicht in Wohnräumen sollte einen CRI > 80% aufweisen. Damit sind Farben gut erkenn- und unterscheidbar. Was bedeutet die Bezeichnung: 827, 840, 645? CRI > 80 % K Warmweiße Lampe mit (sehr) guter Farbwiedergabequalität

14 Sockelvielfalt 230 V Sockel Schraubsockel (Edisongewinde) E27 E14

15 Sockelvielfalt 230 V Sockel Stecksockel GU10 G9

16 Sockelvielfalt 230 V Sockel Leuchtstoffröhre G13 T8 (mit konv. Vorschaltgerät (Drossel)) ACHTUNG: Umbau nur durch Fachmann vornehmen lassen!!!!

17 Vorteile der LED Energieeffizient Lange Lebensdauer Kaum Wärmeentwicklung in Abstrahlrichtung Keine UV Strahlung, keine IR Strahlung Hohe Schaltfestigkeit Keine Einschaltverzögerung Stoß- und Vibrationsfest Kälteunempfindlich Quecksilberfrei

18 Weitere Eigenschaften der LED Hohe Anschaffungskosten Teilweise nicht dimmbar Wärmeempfindlich große Kühlkörper Haltbarkeit bis Stunden bei 70% der Leuchtkraft (Glühbirne: 1000h, Halogenlampe: h, Energiesparlampe: h) Energiebilanz: 20-50% Licht, 50-80% Wärme (Glühbirne: 95% Wärme, Halogen: 93% Wärme) Hohe Schaltfestigkeit Graue Energie (ca. 3,5 kwh Herstellung, kwh Betrieb) Elektromagnetische Felder

19 LED: Eigenschaften Energieeffizient Glühlampe 40 W 400 lm 10 lm/w Hochvolthalogen 20 W 200 lm 10 lm/w Niedervolthalogen 35 W 470 lm 13 lm/w Glühlampe 60 W 700 lm 12 lm/w Energiesparlampe 23 W 1370 lm 60 lm/w LED 7 W E lm 80 lm/w LED 5,8 W GU lm 60 lm/w

20 LED: Eigenschaften Hohe Anschaffungskosten LEDs rechnen sich trotz des hohen Preises Beispiel: 60 W Glühbirne (1000 h), (1 ) 7 W LED (30.000h), Stunden/Jahr, 0,2 /kwh 1. Jahr: LED: 24+2=26, Birne: 1+12=13 2. Jahr: LED: 26+2=28, Birne: =26 3. Jahr: LED: 28+2=30, Birne: =39 4. Jahr: LED: 30+2=32, Birne: =52 Betriebskosten: 60W*1000h=60kWh 60kWh*0,2 =12 /a 7W*1000h=7kWh 7kWh*0,2 2 /a

21 LED: Eigenschaften Hohe Anschaffungskosten Beispiel: 20 W Halogen (2000 h), 1 4 W LED (25.000h), Stunden/Jahr, 0,2 /kwh 1. Jahr: LED: 16+1=17, Spot: 1+4=5 2. Jahr: LED: 17+1=18, Spot: 5+4=9 3. Jahr: LED: 18+1=19, Spot: 9+4+1=14 4. Jahr: LED: 19+1=20, Spot: 14+4=18 5. Jahr: LED: 20+1=21, Spot: =23 Betriebskosten: 20W*1000h=20kWh 20kWh*0,2 =4 /a 4W*1000h = 4kWh 4kWh*0,2 1 /a

22 Nicht nur Lampen Flexible Leuchtbänder Leuchtbalken Strahler Bodeneinbauleuchten Weihnachtsbeleuchtung

23 Wann lohnt sich ein Tausch? Lichtplanung (Kostenlose Software Dialux, Relux) Bei langer Brenndauer (ab 30 Minuten / Tag) Glühbirnen Hochvolt-Halogen Niedervolt-Halogen hier sind oft viele Lampen verbaut Häufiges Ein- und Ausschalten Schaltfestigkeit und sofortige Helligkeit Punktuelle Ausleuchtung Zu hohe Lichtleistung im Einsatz Bei thermischen Problemen

24 Lichtsteuerung und Lichtmanagement Manuelle Bedienung (Ein- und Ausschaltung mit/ohne Dimmen) Bewegungs- /Helligkeitsaktivierte Regelung und Schaltung (Präsenzschalter und Dämmerungsschalter) Tageslichtabhängige Steuerung Quelle: Energieeffiziente Beleuchtungssysteme, klimaaktiv, S.9

25 Praxisbeispiel: enu Hollabrunn Vorher : 12x (2x58W+KVG) 1500 W (Überbeleuchtung) Nachher: 8 x 56W 450 W (Tageslichtsteuerung) Brenndauer: 2500 h Vorher : 3750 kwh/a ( 750,-) Nachher : 1125 kwh/a ( 225,-) Weniger Wartung/Austausch Weniger Reinigung Konstante Intensität Amortisation Leuchten: 4 Jahre

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27 Straßenbeleuchtung Großer Kostenfaktor in den Gemeinen Kann die Hälfte des Gesamtbudgets ausmachen Mittlerweile ist das Einsparungspotential bekannt und wird genutzt Komplett Umstellung Sukzessive Erneuerung der ältesten Anlagen Ausphasen ineffizienter Leuchtmittel ist in der ErP-Richtlinie 2009/125/EG geregelt: 2 Sockel bzw. U- T12, T8 Leuchtstoffröhren, Quecksilberdampf Erhöhte Anforderungen an Natrium- und Metalldampf Nur mehr elektronische Vorschaltgeräte

28 Anlassfall Kenntnis des Ist-Zustandes der Anlange Anlagenbuch Gesetze, Normen, Verordnungen Keine Beleuchtungspflicht, wenn vorhanden dann muss sie auch eingeschaltet sein Ziel: normgerechte Beleuchtung aufgrund Verkehrssituation; Bei Sanierung: große Lichtpunktabstände, Erfüllung der Norm schwierig Wille zur Verbesserung erkennbar

29 Schritt für Schritt Bestandsaufnahme Lichtpunkterhebung (Anzahl, Kategorie, Konfliktzonen, Alter, Zustand, ) Verteiler, Kabel (Anzahl, Zustand, Alter,.) Synergien Nutzung ( Kanal, Post, Strom, Straßenarbeiten ) Beratungsangebot der EBNÖ nutzen Bis 4 Stunden, Voraussetzung für Förderung Klärung gemeinde-spezifischer Fragen

30 Schritt für Schritt Rahmenbedingungen abklären Rechtlich (wo ist unbedingter Handlungsbedarf ) Finanziell (Förderungen, Contracting..) Intern (Akzeptanz in Bevölkerung, Bemusterung ) Zertifizierten Lichtplaner hinzu ziehen Liste auf Beleuchtungskonzept Referenzprojekte geben Sicherheit Gesamtkosten entscheidend (Installationskosten, aber auch Betriebs- und Wartungskosten berücksichtigen)

31 Leuchten und Lampen - Kosten Material 4 % Produktion 5 % Entsorgung 3 % Betrieb 88 %

32 Schlechte Effizienz Streuverluste Schlechte Lichtlenkung nur ein Teil kommt auf die Straße Betriebsverluste Alte Lampen, konventionelle Vorschaltmittel, Verschmutzung, Vergilbung, Planungsverluste Falsche Mastabstände

33 Qualitätskriterien Leuchten Lampen korrosionsgeschütztes Metall Alu Druckguss Schutzart IP 65/IP 66 Lichtoptik für Lichtlenkung Werkzeugloses Öffnen Prüfzeichen ÖVE, CE,.. Preis Lebensdauer Lichtausbeute/Effizienz Degradation Überspannungsschutz Thermomanagement Effiziente Vorschaltgeräte

34 Betrieb Anlagenbuch Alle Änderungen/Modifikationen festhalten Für sich, Nachfolger, bzw. als Nachweis bei Haftungsfragen Wiederkehrende Prüfungen Elektrotechnischer Befund (alle 5 Jahre) Schutz von Personen und Nutztieren Standsicherheit (sehr empfehlenswert) Erstprüfung < 15 Jahre, danach < 5 Jahre Energiebuchhaltung Betriebs und Erfolgskontrolle, Erkennen von Zustandsänderungen Betriebskosten Erfassen aller laufenden Kosten

35 Weitere Informationen Seminar Straßenbeleuchtung 21. April, Schwarzenbach, 15:00 20:00 Anmeldung: 02742/21919