Mehr Effizienz bei der Beleuchtung SIA-Norm 387/4

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1 Mehr Effizienz bei der Beleuchtung SIA-Norm 387/4 EnergiePraxis-Seminar 2017, Rotkreuz Institut für Gebäudetechnik und Energie (IGE) Prof. Björn Schrader Hauptamtlicher Dozent und Leitung T direkt Horw, 30. Mai 2017 Skyfall 2012 Kamera: Roger Deakins Regie: Sam Mendes 1

2 Licht Was sind die aktuellen Themen? Was sind die aktuellen Themen? LED Licht-Revolution 2.0 abgeschlossen Facts LED ist DIE Lichtquelle 2017 und für die Zukunft!! Leuchtenhersteller entwickeln ausschliesslich* LED-Leuchten Konventionelle Lampen werden mittelfristig nur noch eine untergeordnete Rolle spielen Früher - Lampentechnologie je nach Einsatz: Glühlampe, Halogenlampe (Privathaushalte, Restaurant, Hotel) - Leuchtstofflampen (Büro, Industrie) - Hochdrucklampen (Shop- und Strassenbeleuchtung) LED kann alles!? und es gelten die Gesetze der Halbleiterindustrie Foto: Reto Häfliger 2

3 HCL (HumanCentricLighting) Das «richtige» Licht zur «richtigen» Zeit Facts Beeinflussung des Wach-Schlafrhythmus durch Kunstlicht Biologische Wirkung von Licht (Schnittstelle zu Gesundheit und Medizin) Industrie ist die treibende Kraft Wissenschaftliche Grundlagen sind kaum vorhanden!! Tageslicht ist Vorbild, spielt eine aber ein untergeordnete Rolle. International erhält Tageslicht aber wieder mehr Bedeutung! pren17037 Was macht die Schweiz? Energie Energieverbrauch & Licht Ein Gewerk mit Vorbildfunktion Veränderung Elektrizitätsverbrauch Total Privat-haushalte Dienstleitung und Landwirtschaft 186,9 206,2 PJ +10,3% Facts Energie = Leistung * Zeit Industrie 57,5 Erreichen 64,4 der PJ Energiestrategie 53,5 62,62050 PJ des Bundes 66,3 67,8 PJ Energieeffizienz +12,0% ist ein wichtiger +16,9% Pfeiler +2,3% Anteil der Beleuchtung am Elektrizitätsverbrauch (2015) Veränderung Elektrizitätsverbrauch (Bel.) Prognos, Infras, & TEP Energy. (2016). Analyse des schweizerischen Energieverbrauchs nach Verwendungszwecken. Bundesamt für Energie (BFE) Energieeffizienz wird im Bereich der Beleuchtung durch die SIA 380/4 seit 2006!!! geregelt 12.2% hat 6,3% sich in der Schweiz bewährt 24% und ist in der 8,8% Gesetzgebung verankert 25,0 25,1 PJ +0,2% Bestrebungen gingen in den letzten Jahren in Richtung Reduzierung 5,7 4,1 PJ Leistung 13,9 durch 15,0 effizientere PJ Leuchten 5,3 6,0 (LED) PJ -28,9% +7,8% +12,0% Reduzierung der Energie durch Faktor Zeit (Tageslicht und Sensorik) verlor an Bedeutung -> Dominator LED Einfluss Glühlampenverbot und überzeugender Ersatz in Form von LED Hohes Potential!! 3

4 Effizient beleuchten mit SIA 387/4 Dank an Stefan Gasser für die Bereitstellung diversere Unterlagen und seinen Einsatz für die sia 387/4 Die neue Norm Das neue Gesetz Der neue Standard Das neue Kurskonzept Das neue Nachweistool Die neuen Förderprogramme Revision SIA 380/4 Historie, Inhalte und Neuerungen in SIA 387/4 Historie Erstpublikation: SIA 380/4: Revision: SIA 380/4: Revision: NEU SIA 387/4: 2017 (gültig ab ca. Juni 2017) Inhalt der Norm Ziele und Definitionen Vorgehen und Zusammenarbeit Berechnung des Elektrizitätsbedarfs Definition von Anforderungen (Grenz- und Zielwerte) Revision und wichtigste Änderungen Anpassung an den Stand der Technik (LED) Vereinfachungen wo möglich Präzisierungen wo nötig (Sonnenschutz, Lichtregelung) Verschärfung der Anforderungen Ausnahmen für Pflege, Restaurants und Hotellerie 4

5 Revision SIA 380/4 Aufteilung der SIA-Norm 380/4 in drei thematische Nomen SIA 380/4 Elektrische Energie im Hochbau (2006) SIA 387/4 Elektrizität im Gebäude Beleuchtung (2017) SIA 2056 Elektrizität im Gebäude Leistungs- und Energiebedarf (2017) SIA 382/2 / SIA 2044 Klimatisierte Gebäude Leistungs- und Energiebedarf (2011) SIA 380/4 und 387/4 Zusammenarbeit und Vorgehen bei SIA 387/4 (wie bisher SIA 380/4) Bauherrschaft Architekt Projektteam Fachplaner Lieferant Energienachweis: 1. Definition der Nutzungen 2. Energiebedarf berechnen 3. Vergleich mit Anforderungen Nein: optimieren Anforderungen erfüllt? Ja: Planung fortsetzen 5

6 Neu bei SIA 387/4 Anpassung bei den Vorgaben für die Leuchten- Lichtstromausbeute - Auswirkung auf Einflussgrösse Leistung Leuchten-Licht-Ausbeute [lm/w] Beleuchtungsstärke [lx] Zielwert 387/4 neu Grenzwert 387/4 neu Zielwert 380/4 bisher Grenzwert 380/4 bisher Neu bei SIA 387/4 Entwicklung der Leuchten-Lichtstromausbeute von Minergie-Leuchten 160 lm/w 140 lm/w Beste Leuchten Leuchten-Lichtstromausbeute 120 lm/w 100 lm/w Mittel 80 lm/w 60 lm/w Anforderung Minergie 40 lm/w 20 lm/w 0 lm/w Jahr 6

7 Neu bei SIA 387/4 Anpassung bei der der Berechnung der Volllaststunden Auswirkung auf die Einflussgrösse Zeit Oberlichter Rot: Änderungen SIA 387/4 Fenster- zu Bodenfläche Lichtregulierung Sturz Balkon Raumwirkungsgrad: Reflexionsgrade und Raumindex Fenster Sonnenschutz: Art und Regelung Verschattung Neu bei SIA 387/4 Anpassung bei der Verschattung und Sturz Auswirkung auf Einflussgrösse Zeit (Volllaststunden) Verschattung Bisher: Neu: Berechnung des Winkels für die Horizontverschattung Drei Standorttypen 1 1 k sur = Δ h 1-0,35 tgα 1-0,35 d Freie Wiese, optimale Tageslichtnutzung möglich Innerstädtische Lage: Energiebedarf + 40% Alles dazwischen, Energiebedarf + 20% Sturz Bisher: Neu: Formel berücksichtigte bislang nur Raumhöhen bis zu 3m, was zu Einschränkung bei der Tageslichtnutzung führte Formel wurde angepasst, volle Nutzung des Tageslichts 7

8 Neu bei SIA 387/4 Anpassung bei der Art der Sonnenschutzes Auswirkung auf die Einflussgrösse Zeit (Volllaststunden) Volllaststunden + Energiebedarf Bisher: gut mittel schlecht Lamellen Reflexionsgrad Stoffbehang Transmissionsgra d Umlenksystem optimal Min. 70% - ja + 10% Min. 70% - nein + 20% Min. 50% Min. 30% nein + 30% Min. 30% Min. 15% nein + 40% - < 15% nein Neu bei SIA 387/4 Anpassung bei der Art der Sonnenschutzes - Hintergrund Untersuchung von Standardsonnenschutzsystemen zur Optimierung der SIA 380/4 Stoff/hell Stoff/grau Rafflamelle /silber/0 Rafflamelle /schwarz/0 Stoff/dunkel Rafflamelle /weiss/0 Rafflamelle /silber/perf./0 Rafflamelle /silber/perf./90 8

9 Neu bei SIA 387/4 Anpassung bei der Art der Sonnenschutzes - Hintergrund LichtMessContainer auf dem Campus in Horw (BFE-Projekt SADLESS) Referenzraum Abmessungen: 6 x 2,6 x 2,8 m (l x b x h) Reflexionsgrade*: 70% / 50% / 20% (Decke / Wände /Boden) Brüstung*: Sturz*: 70 cm 25 cm *wurden für das Projekt speziell angepasst! Neu bei SIA 387/4 Anpassung bei der Art der Sonnenschutzes - Hintergrund Lamellenwinkel

10 Neu bei SIA 387/4 Anpassung bei der Art der Sonnenschutzes - Hintergrund Tageslichtnutzung und Ausblick bei horizontaler Lamellenstellung / ges. Stoffstoren Stoff weiss Lamelle weiss Stoff hellgrau Lamelle silber Stoff dunkelgrau Lamelle schwarz Neu bei SIA 387/4 Anpassung bei der Art der Sonnenschutzes - Hintergrund Wann ist der Sonnenschutz aus thermischen Gründen geschlossen? Vorgaben nach SIA380/1 Gv: 150W/m 2 Gv: 200W/m 2 Einfluss Sonnenschutz über Winkeleinstellung Einfluss Sonnenschutz Lichttransmission bei geschlossenem System 10

11 Neu bei SIA 387/4 Anpassung bei der Regelung des Sonnenschutzes Auswirkung auf die Einflussgrösse Zeit (Volllaststunden) Volllaststunden + Energiebedarf Regelstrategie optimal Automatische Steuerung und Lamellennachführung: immer die optimale Position der Lamellen + 10% Automatische Steuerung mit Arbeitsposition: Die Lamellen gehen in Arbeitsposition 45 und werden mehr geschlossen, wenn Direktstrahlung eindringen würde. + 20% Halbautomatische Steuerung mit Arbeitsposition: Die Lamellen gehen in Arbeitsposition 45 und werden mehr geschlossen, wenn Direktstrahlung eindringen würde. Sie werden nicht mehr zurückgestellt, wenn sie mehr geschlossen sind. + 30% manueller Steuerung (Motorbetrieben) + 40% manuelle Betätigung Neu bei SIA 387/4 Anpassung bei der Berücksichtigung der Präsenzmelder Auswirkung auf die Einflussgrösse Zeit (Volllaststunden) 100% Einfluss nach Nutzung, Betriebsmodus und Ausschaltverzögerung 80% 60% 40% 20% 0% Hauptnutzflächen (automatisch ein-aus) Hauptnutzflächen (halb-automatisch) 15 Minuten 5 Minuten 2 Minuten Verkehrsflächen (automatisch ein-aus) 11

12 Neu bei SIA 387/4 Anforderungen SIA 380/4 und SIA 387/4 im Vergleich (spezifischen Leistung) Einzelbüro -22%, -30% Schulzimmer Verkehrsfläche -21%, -28% -50%, -49% Zielwert (neu) Lagerhalle Verkauf Restauant Bettenzimmer Hotelzimmer -37%, -41% -31%, -22% -16%, -16% + 51%, +47% + 157%, +175% Grenzwert (neu) Zielwert (bisher) Grenzwert (bisher) Installierte Leistung in W/m² Das neue Gesetz - MuKEN 2014 Mustervorschriften der Kantone im Energiebereich SIA 380/4 bzw. 387/4 Beleuchtung wird vom freiwilligen zum verbindlichen Modul! 12

13 Der neue Standard - Minergie 2017 Elektrizität im Fokus, mehr Qualität und mehr Kontrollen Gesamtenergiekennzahlen Wohnen MFH Wohnen EFH Verwaltung Schulen Verkauf (o. gew. Kälte) Restaurants Versammlung Spitäler Industrie (o. Prozesse) Lager Sporthallen kwh/m Wärme Beleuchtung Geräte allg. Geb.-Technik Der neue Standard - Minergie 2017 Anpassung der Anforderungen für Minergie nach SIA 387/4 Minerigie-Wert nach SIA 380/4 (bis ca. Juni 2017) Grenzwert 3/4 1/4 Zielwert 1/2 1/2 Minergiewert NEU nach SIA 387/4 (ab ca. Juni 2017) 13

14 Das neue Nachweistool Energienachweis mit ReluxEnergyCH Die neuen Förderprogramme von prokilowatt EffeLed+ und Minus 60 (in Bearbeitung) bis 2000 m² ab 2000 m² Förderung bis CH 50% Einsparung Experten Unterstützung 90% LED SIA und Minergie kompatibel 14

15 Licht Skyfall 2012 Kamera: Roger Deakins Regie: Sam Mendes Wie weiter? Energiestrategie 2050 ist am 21. Mai angenommen worden SIA 387/4 geht in die Praxis Guter Support, Ausbildung und Kontrollen sind ist notwendig für die Umsetzung wichtig Die Beleuchtung ist bei der Energieeffizienz gut unterwegs und könnte ein Vorbild für andere Gewerke sein Potential ist bei der Beleuchtung noch vorhanden - Performance Gap: Tageslicht, Sensorik, Komfort 15

16 Danke für die Aufmerksamkeit Hochschule Luzern - Technik & Architektur Institut für Gebäudetechnik und Energie (IGE) Prof. Björn Schrader Projektpartner SADLESS 16