LEITFADEN DER MA 20 LICHT VORAUS! ENERGIEEFFIZIENTE-INNENBELEUCHTUNG IM DIENSTLEISTUNGSSEKTOR Dr. Bernd Schäppi Österreichische Energieagentur 1
INHALT I) BELEUCHTUNGSQUALITÄT UND BELEUCHTUNGSEFFIZIENZ GRUNDLAGEN II) LAMPENTECHNOLOGIEN III) LEUCHTEN IV) REGELUNG UND STEUERUNG V) GRUNDLAGEN DER BELEUCHTUNGSPLANUNG VI) BEST PRACTICE
I. BELEUCHTUNGSQUALITÄT UND EFFIZIENZ THEMEN IM ÜBERBLICK GRUNDBEGRIFFE UND KENNGRÖSSEN (Lichtstrom, Beleuchtungsstärke etc.) BELEUCHTUNGSQUALITÄT (Farbwiedergabe, Lichtfarbe etc.) ENERGIEEFFIZIENZ UMWELT- UND GESUNDHEITSASPEKTE (UV, Quecksilber, Lichtfarbe, Blaulicht etc.) 3
I. BELEUCHTUNGSQUALITÄT UND EFFIZIENZ DYNAMISCHE STEUERUNG DER LICHTFARBE MIT LED Erzeugung unterschiedlicher Lichtfarben im Bereich von 2700K und 6500K durch Mischung grüner, roter und blauer LEDs Nachfahren der typischen Lichtqualität im Tagesverlauf Zielsetzung: Unterstützung der tagesrhythmischen physiologischen Prozesse im menschlichen Körper durch Anbieten von aktivierenden und entspannenden Lichtqualitäten. Anwendung z.b. in Büros mit wenig Tageslicht 4
I. BELEUCHTUNGSQUALITÄT UND EFFIZIENZ DYNAMISCHE STEUERUNG DER LICHTFARBE Lichtrezeptoren auf der Netzhaut des Auges reagieren auf blaues Licht im Bereich rund um 480nm. Hemmung der Melatoninproduktion und damit der Ermüdung Entsprechende Wirkung nur bei flächiger Beleuchtung mit höheren Lichtstärken Wirkung derzeit noch intensiver Forschungsgegenstand (Einsatz auch in Lichttherapie) Problem: Konzept läuft Maßnahmen für optimale Energieeffizienz eher entgegen Empfindlichkeit des Auges Zirkadian Tag Nacht Wellenlänge 5
I. BELEUCHTUNGSQUALITÄT UND EFFIZIENZ - AUSGEWÄHLTE ASPEKTE BEI LED BLAULICHTGEFÄHRDUNG BEI LEDS? Intensive Strahlung im Wellenlängenbereich zwischen 380 und 480nm kann bei hoher Leuchtdichte bzw. Energiedichte Schäden auf der Netzhaut verursachen. Schädigungsrisiko durch Blaulicht nach EN62471 klassifiziert in 4 Produkt- Risikogruppen LED-Retrofit-Lampen (Ersatzlampen für Standardlampen) mit CE-Kennzeichnung stellen keine Gefährdung dar (Risikogruppe 0 oder 1) Potenzielles Risiko bei klaren LEDs mit verstärkender Optik (Taschenlampen, Hochleistungs-LEDs in Strahlern oder Spots ohne entsprechende Abschirmung, bei geringem Abstand und insbesondere für Kleinkinder; Risikogruppe 2) Produkt- Wirkung Risikogruppe Risikogruppe 0 keine fotobiologische Gefährdung Risikogruppe 1 keine fotobiologische Gefährdung bei normalem Verhalten Risikogruppe 2 keine Gefährdung bei normalem Abwendverhalten von hellen Lichtquellen Risikogruppe 3 Gefährdung auch bei kurzzeitiger Bestrahlung 6
II. LAMPENTECHNOLOGIEN QUALITÄT, EFFIZIENZ, ANWENDUNGSBEREICH THEMEN IM ÜBERBLICK LEUCHTSTOFFLAMPEN (Niederdruckgasentladungslampen) HALOGENGLÜHLAMPEN LEDs HALOGENMETALLDAMPFLAMPEN (Hochdruckgasentladungslampen) EU ECODESIGN- UND LABEL-KRITERIEN (Verordnungen 244/2009 und 245/2009) 7
II. LAMPENTECHNOLOGIEN ERSATZ VON T8-LEUCHTSTOFFRÖHREN DURCH LED-RÖHREN Energieeinsparungen gegenüber T8-Leuchtstoffröhren mit KVGs bis >50%. Einschränkungen: Andere Abstrahlcharakteristik & Beleuchtungsqualität. Nur für Bereiche mit geringeren Qualitätsanforderungen (Lager, Korridore etc.), nicht für Büros Vorschriften zu Qualitäts- /Effizienzaspekten und Produktinformation noch nicht klar geregelt (EU-Eco-design-Verordnungen) Problemloser Tausch nur wenn KVG in Leuchte verbleibt und nur Starter ausgetauscht wird (Starterdummy). Bei Eingriff in die Leuchte (Umverdrahtung) Probleme mit Gewährleistung und Sicherheit. Nennleistung 30W Farbtemperatur 4.000K Nennlichtstrom 3.300lm Nennlebensdauer 40.000h Schaltzyklen 200.000 8
II. LAMPENTECHNOLOGIEN PHASE-OUT VON LAMPENTYPEN AB EFFIZIENZKLASSE C (VERORDNUNG 244/2009) Phase-out sämtlicher Lampentypen unterhalb von Effizienzklasse B im Jahr 2016 wird derzeit verhandelt Betrifft in erster Linie Hochvolthalogenglühlampen Derzeit ausgenommene R7s-Lampen und G9-Lampen sollen ebenfalls in den Geltungsbereich der Verordnung aufgenommen werden Energieeffizienzklasse Lampen mit ungebündeltem Licht Lampen mit gebündeltem Licht A++ EEI 0,11 EEI 0,13 A+ 0,11 < EEI 0,17 0,13 < EEI 0,18 A 0,17 < EEI 0,24 0,18 < EEI 0,40 B 0,24 < EEI 0,60 0,40 < EEI 0,95 C 0,60 < EEI 0,80 0,95 < EEI 1,20 D 0,80 < EEI 0,95 1,20 < EEI 1,75 E EEI > 0,95 EEI > 1,75 9
II. LAMPENTECHNOLOGIEN PHASE-OUT VON LAMPENTYPEN AB EFFIZIENZKLASSE C (VERORDNUNG 244/2009) Aktuelle Probleme, die die Maßnahme in Frage stellen Phase-out der Standardglühlampe ist noch nicht abgeschlossen (Verkauf von Speziallampen und illegalen Reimporten) Derzeit noch gewisse Einschränkungen bei LEDs als Ersatzlampen für Halogenlampen (z.b. Klarglaslampen mit höherem Lichtstrom, Farbwiedergabe etc.) Shift von C-Klasse auf B-Klasse bringt relativ wenig Effizienzgewinn Lock-in-Effekt bei R7s und G9 Leuchten 10
II. LAMPENTECHNOLOGIEN EU ECO-DESIGN-ANFORDERUNGEN (VERORDNUNG 245/2009) Umsetzungsstufe Komponente Niederdruckentladungslampen US2: (2012) Lampen Verbot Halophosphatlampen T4 stabförmig, T10, T12 Vorschaltgeräte Standby-Verluste <0,5W Leuchten Kompatibilität mit Vorschaltgeräten Stufe 3 für die meisten Leuchtentypen US4: (2017) Lampen Zweistift-Kompaktleuchtstofflampen mit integriertem Starter nicht mehr zulässig Vorschaltgeräte Nicht dimmbar: EEI: A2 Hochdruckentladungslampen Effizienzanforderungen Halogenmetalldampflampen EEI: Klasse A3 Leuchten >2.000lm: Produktdaten in Webseiten/Produktdatenblättern Strengere Anforderungen an Halogen-Metalldampflampen EEI: Klasse A2 Leuchten Dimmbar: EEI: A1-BAT Kompatibilität mit Vorschaltgeräten der 3.Stufe für alle Leuchtentypen Kompatibilität mit Vorschaltgeräten der 3.Stufe 11
III. LEUCHTEN BAUFORMEN, EFFIZIENZ, ANWENDUNGSBEREICH THEMEN IM ÜBERBLICK LEUCHTENQUALITÄT UND -EFFIZIENZ LEUCHTENBAUFORMEN UND ANWENDUNGSBEREICHE 12
III. LEUCHTEN ENERGIEEFFIZIENZKRITERIEN FÜR LEUCHTEN MINERGIE-KONZEPT Auf EU-Ebene bislang keine Energieeffizienzkriterien für Leuchten (EU- Verordnung 245/2009) MINERGIE Programm (Schweiz) definiert seit einigen Jahren Effizienz-Kriterien für Leuchten (Überarbeitete Version Nov. 2013)und bietet eine Zertifizierung für entsprechende Produkte an (Datenbank auf toplicht.ch) Das Zertifikat ist wesentliches Kriterium in der öffentlichen Beschaffung 13
III. LEUCHTEN MINERGIE-KRITERIEN Ab 2014 einheitliche Kriterien ohne Subkategorisierung für unterschiedliche Lampentechnologien Bewertung der Effizienz über Leuchteneffizienzfaktor (LEF; Gesamtlichtstrom pro elektrische Gesamtleistung inkl. Betriebsgerät) Werte sind zu deklarieren und werden ab 2015 jährlich angehoben Leuchtenkategorie Mindest- Lichtausbeute (lm/w) Stehleuchte 70 Pendelleuchte 65 Deckenanbauleuchte Deckeneinbauleuchte 60 Downlight Nassraumleuchte Strahler Tischleuchte 55 Wallwasher Wandleuchte Standbyleistungsaufnahme: ungeregelt nicht dimmbar: 0W dimmbar oder Regelung: 0,5W Farbwiedergabe: Ra> 80 Lebensdauer: >30.000h 14
IV. REGELUNG UND STEUERUNG THEMEN IM ÜBERBLICK ALLGEMEINE ASPEKTE KOMPONENTEN FÜR LICHTMANAGEMENTSYSTEME PLANUNG UND HERAUSFORDERUNGEN IM BETRIEB 15
IV. REGELUNG UND STEUERUNG EINSPARPOTENZIAL UND ALLGEMEINE ANFORDERUNGEN Einsparpotenzial/Optionen Einsparungspotenzial je nach Situation und Umsetzung 10-50% Optionen Tageslichtabhängige Steuerung Anwesenheitssteuerung Zeitsteuerung Konstantlichtregelung Anforderungen Tageslicht optimal nutzen Zuverlässige einjustierte Sensoren für Tageslicht und Anwesenheit Verständliche Bediengeräte für den Nutzer der Räume Wirtschaftliche Installation Effizienter Betrieb und Wartung Jalousien- Ansteuerung Zentraler Tageslichtmesskopf Automation LUXMATE Bus (LM) 500Lx konstant DALI konstantes Licht für konkrete Aufgabe Optimale Tageslichtnutzung 16
IV. REGELUNG UND STEUERUNG HERAUSFORDERUNGEN FÜR DIE PRAXIS Umfassende bedarfsgerechte Planung Berücksichtigung des Eigenverbrauches der LMS-Komponenten auch im Standby Lebensdauer der elektronischen Komponenten in der Praxis Langfristige Lieferbarkeit und Kosten von Ersatzteilen Personalanforderungen (Qualifikation) für Wartung und Reparatur Flexibilität des Systems bei sich ändernden Beleuchtungsanforderungen Etc. 17
V. GRUNDLAGEN DER BELEUCHTUNGSPLANUNG THEMEN IM ÜBERBLICK TAGESLICHTNUTZUNG RECHTLICHE GRUNDLAGEN UND STANDARDS IN DER EU (EN-12464) SIA 380/4 UND MINERGIE-STANDARD (Schweiz) ERHEBUNG DES ENERGIEVERBRAUCHES 18
V. GRUNDLAGEN DER BELEUCHTUNGSPLANUNG EFFIZIENZ VON BELEUCHTUNGS-SYSTEMEN - MINERGIE-STANDARD Auf-EU-Ebene bislang keine Vorgaben für Energieverbrauch von Beleuchtungssystemen Schweizerische Norm SIA 380/4 legt Grenzwerte für den flächenbezogenen Energieverbrauch für Beleuchtung in verschiedenen Gebäude-/Raumtypen fest SIA Standard Mindestgrenzwerte sind bei Neubauten einzuhalten und bei bestehenden Gebäuden anzustreben. SIA Zielwerte sind bei Neubauten anzustreben. Die Anforderungen für das Minergie-Label liegen zwischen den SIA Grenz- und Zielwerten Spez. Energiebedarf [kwh/m2 a] nach SIA 380/4 und MINERGIE Raumtyp Standard-Nutzung Zielwert SIA 380/4 Minergie-Anforderung Grenzwert SIA 380/4 Einzel- und Gruppenbüro 16 11,5 12,6 Großraumbüro 12,5 9 9,8 Sitzungszimmer 16 11,5 12,6 Verkehrsfläche 7 4,5 5,1 19
Dr. Bernd Schäppi, Austrian Energy Agency Mariahilferstraße 136 A-1150 Wien bernd.schaeppi@energyagency.at