Handreiking voor RETROFIT-verlichtingsproducten in de utiliteitsbouw
Opdrachtgever : Agentschap NL Opdrachtnemer : Nederlandse Stichting voor Verlichtingskunde Auteurs
: Rob van Heur Robert Jan Vos
Datum
: 22 februari 2010
_______________________________________________________________________________ In samenwerking met:
1
1
Inleiding
Als beheerder, facilitair manager of eigenaar van een utilitair gebouw wilt u graag kosten besparen op verlichting. Om dit verantwoord te doen moet de gebruiker geen hinder/discomfort ondervinden van de besparingsactie. Daarnaast staat energiebesparing en maatschappelijk verantwoord ondernemen steeds hoger op de agenda. Door recente ontwikkelingen hebben energie‐efficiënte lampen sterk de aandacht gekregen. Met energiezuinige verlichting kunt u soms wel meer dan 50% besparen. Dit kan op verschillende manieren. Een van de mogelijkheden is om nieuwe energiezuinige lampen te plaatsen in bestaande verlichtingsarmaturen: Dit noemen we retrofitoplossingen. Dit kan led of fluorescentieverlichting zijn. Andere mogelijkheden zijn: toepassen van aanwezigheidsdetectie, daglichtregeling etc. Deze brochure gaat echter in op de retrofitoplossingen. Anders dan veelal wordt aangenomen is het bij nieuwbouw of grootschalige renovatie raadzaam om niet te kiezen voor een retrofitoplossing maar voor een armatuur of module die specifiek voor de toegepaste lamp is ontworpen. Normaal gesproken is bij dit soort armaturen de temperatuurhuishouding goed afgestemd op het gebruik, waardoor de applicatie een optimale lichtopbrengst geeft en een langere levensduur kan behalen. Bij retrofit is er in principe altijd sprake van een bestaande installatie. Vaak zijn dit installaties waarvan het financieel niet te verantwoorden is om deze volledig te renoveren omdat er bijvoorbeeld te weinig budgettaire ruimte is of de terugverdientijd te lang is. In deze brochure wordt specifiek ingegaan op deze oplossingen en wordt een handreiking gedaan om te komen tot verantwoorde keuzes. Wat zijn retrofit producten? Retrofit houdt in dat oudere inefficiënte lampen, zonder de armatuur in zijn geheel te vernieuwen, vervangen kunnen worden door een energie‐efficiënter ander type. In dit geval door een TL‐lamp (fluorescentielamp) of een ledlamp met dezelfde lampvoet en lengtemaat. Voor fluorescentieverlichting geldt dat retrofitoplossingen alleen mogelijk zijn bij oude conventionele voorschakelapparaten. Deze zijn herkenbaar aan de aanwezigheid van een starter in de armatuur. Wat moet ik kiezen? Om te komen tot een verantwoorde keuze geeft deze brochure een handreiking. Een praktische checklist helpt u op weg. U wordt geïnformeerd over welke technieken verkrijgbaar zijn en hoe deze verantwoord toe te passen. De volgende aspecten zijn van belang om te weten: • er is veel prijs‐ en kwaliteitsverschil op de markt • toetsing vooraf voorkomt teleurstellingen achteraf, zowel financieel als kwalitatief • is de vervangende verlichting gelijkwaardig ten aanzien van lichtniveau, lichtkleur, lichtverdeling en kleurweergave? • welke gevolgen heeft vervanging voor de elektrische en verlichtingsinstallatie? • wat kost het geheel van aanpassingen en wat zijn reële terugverdientijden die ik kan verwachten?
2
2
Energie besparen
Retrofitoplossingen kunnen zoals gezegd worden toegepast met als doel: energiebesparing. Voordat we gaan kijken naar de mogelijkheden om energie te besparen is het belangrijk om enkele basisprincipes verder te verduidelijken. Hiervoor kijken we eerst naar de totale verlichtingsarmatuur met daarin de verschillende componenten die energie gebruiken. Een algemene regel is dat we alleen energie kunnen besparen die in de huidige situatie verloren gaat. Onderstaande figuur geeft de verschillende aspecten weer welke de efficiëntie (η) van een verlichtingsinstallatie bepalen.
Het totale systeemrendement van de verlichtingsinstallatie wordt bepaald door: • het rendement van het voorschakelapparaat. Bij oude installaties met een conventioneel voorschakelapparaat is er tot circa 20% besparing op het voorschakelapparaat mogelijk • het rendement van de lichtbron, uitgedrukt in Lumen per Watt (lm/W). De waarde hiervan wordt altijd bij een lamp vermeld • het armatuurrendement, hoeveel van de door de lichtbron uitgestraalde hoeveelheid licht komt op de plek waar u het wilt hebben? Daarnaast leiden ook factoren als “te veel licht” of “onnodig laten branden van verlichting” tot energieverliezen. Daarbij moeten we ook altijd afwegen wat het doel en functie van de verlichting is. Het is dus belangrijk dat we altijd eerst kijken waar in de huidige situatie verliezen optreden om vervolgens een oplossing te kiezen die de oorzaak van deze verliezen bij de bron aanpakt. Een voorbeeld: Stel, u heeft een armatuur met een zeer slecht rendement doordat er geen deugdelijke reflector in de armatuur zit. U kunt dat armatuur wel voorzien van een efficiëntere lamp, maar het ontbreken van een reflector blijft voor grote “licht”verliezen zorgen.
3
3
Kwaliteitsaspecten
Bij elke aanpassing of wijziging aan een verlichtingsinstallatie is het belangrijk om de kwaliteit van de verlichting goed te waarborgen. Dit is zeker ook bij retrofitoplossingen het geval. De kwaliteit van de verlichting heeft veel invloed op het werkproces en op het welbevinden van uw medewerkers. Daarmee heeft verlichting veel invloed op de werkprestatie van de medewerkers. Daarnaast kan het de uitstraling en beleving van uw gebouw naar uw klanten toe bevorderen. Een goede verlichting zorgt voor: • voldoende licht • een goede kleur licht • een goede kleurweergave • goede helderheidverhoudingen • een goede verdeling van licht in een werkruimte • het voorkomen van verblinding en lichthinder • het voorkomen van fysieke klachten door bv. flikkeren, brommen of UV‐ en IR‐straling. Ten aanzien van kwaliteitsaspecten zijn er verschillende verlichtingsnormen van toepassing. Deze zijn in de bijlage weergegeven. Het is belangrijk de kwaliteitsaspecten te respecteren, ook bij retrofitoplossingen. Dat brengt ons bij de volgende aandachtspunten: •
• •
• • •
De lichtverdeling in de ruimte. Bij retrofit wordt de positie van de armatuur in het plafond niet gewijzigd. Het is van groot belang dat de lichtverdeling van de armatuur (bepaald door de lamp in combinatie met de reflector) ongewijzigd blijft. Het licht is bijvoorbeeld bij ledbuizen meestal sterk gebundeld naar onderen gericht. De hoeveelheid licht per buis (lichtstroom) moet vergelijkbaar zijn, tenzij er in de huidige situatie een hoger lichtniveau aanwezig is dan in de norm vereist of wanneer het armatuurrendement voldoende verhoogd wordt. De kleurweergave ofwel hoe kleuren kunnen worden waargenomen onder het licht. De huidige ledbuizen hebben vaak andere (soms betere, maar vaak mindere en dus slechtere) kleurweergave‐ eigenschappen dan de standaard fluorescentielampen. De garantie die een fabrikant geeft op zijn armatuur vervalt in veel gevallen. Immers, er wordt een andere lichtbron toegepast als waarvoor het armatuur ontworpen en getest is. De CE ‐certificering (belangrijk voor NEN3140 inspectie) van de armatuur vervalt. Immers, er wordt een andere lichtbron toegepast als waarvoor het armatuur ontworpen en getest is. De warmtehuishouding in de armatuur is niet ontworpen voor de karakteristieken van de nieuwe retrofitlamp T5‐lamp en ledbuis.
Informeert u bij twijfel bij de leverancier van de armatuur. Hij kan aangeven voor welke lampen de armatuur geschikt is. Een deskundige installateur of lichtadviseur kan u tevens helpen bij de ontwerpaspecten en aandachtspunten. Aanvullende informatie is te vinden in de CIE publicatie: CIE: 34D/891A/INF “T5 and T8 fluorescent lamp and LED lamp/module adaptors "Retro‐fit conversion units” for T8, T10 & T12 luminaires”
4
4
Producten
Retrofitoplossingen die toegepast worden op TL verlichting kunnen we in grote lijnen indelen in 3 hoofdgroepen. 4.1
T8‐T5 adaptor
Met een T8‐T5‐adaptor voor TL verlichting bedoelen we een adapter waarmee een T8‐armatuur voorzien kan worden van een T5‐lamp zonder de armatuur aan te passen. Veel T8‐T5 retrofitoplossingen baseren zich op de veronderstelling dat een T5 lamp efficiënter is dan een T8‐lamp. Dit beeld ontstaat doordat een T5‐lamp altijd elektronisch voorgeschakeld wordt. Echter een T8‐lichtbron welke elektronisch voorgeschakeld wordt, is bijna even efficiënt als een T5. In veel gevallen wordt een lager lampvermogen geïnstalleerd dan de oorspronkelijke T8. Bijvoorbeeld T8‐ 58W naar T5‐35W. Dit levert een aanzienlijke verlaging van het lichtniveau op. Wederom zal het energieverbruik afnemen, echter het lichtniveau daalt navenant met als gevolg dat het discomfort zal toenemen. Dit kan effect hebben op de prestatie van de medewerkers. Wanneer we een T8‐lamp vervangen door een T5‐lamp door middel van een adapter, dan wordt in veel gevallen de rest van de armatuur niet gewijzigd. De verliezen in het conventionele voorschakelapparaat blijven bestaan, wat de energie‐efficiëntie niet ten goede komt. Ook de reflector in de armatuur blijft veelal ongewijzigd. Bovendien verandert vaak de positionering van de lamp in de armatuur, wat een negatief gevolg kan hebben op de lichtverdeling . Dit heeft negatief effect op de gelijkmatigheid en de beleving van de verlichting. Soms wordt er een reflector achter de T5‐lamp geplaatst, echter dit is alleen zinvol voor gevallen waar in de oude situatie geen reflector aanwezig is. Bij toepassing van aanvullende reflectors is altijd aandacht gewenst voor de uiteindelijke lichtverdeling. 4.2
T8‐T5 renovatie
Een alternatief voor de T8‐T5 adapter is de T8‐T5 renovatie. Bij renovatie wordt een bestaand armatuur uit het plafond genomen en omgebouwd. Het oude conventionele voorschakelapparaat wordt vervangen door een elektronisch exemplaar en de T8‐lamp wordt vervangen door een T5‐lamp. Daarna wordt de armatuur teruggeplaatst in het plafond. Terugdenkend aan het hoofdstuk “Energie besparen” zien we dat met deze oplossing zowel de lamp als het voorschakelapparaat worden aangepast. Alleen de reflector blijft ongewijzigd. Het is dan ook van belang dat in de bestaande situatie de reflector van goede kwaliteit is. Indien er geen reflector aanwezig is, of een van slechte kwaliteit, dan kan deze beter ook vervangen worden. In de praktijk ligt het dan veelal voor de hand de armatuur compleet te vervangen, gezien de kosten die renovatie met zich meebrengt. T8‐T5 renovatie is voor bestaande situaties met relatief goede armaturen een mogelijke oplossing. Weliswaar geeft volledige vernieuwing een nog grotere energiebesparing, maar dit brengt ook relatief hoge kosten met zich mee. Bijkomend voordeel van T8‐T5 renovatie is dat het systeemplafond en de achterliggende elektrische installatie niet gewijzigd hoeven te worden. Dit is bij vervanging van de armatuur soms wel het geval.
5
4.3
Ledbuis
De ledbuis is een vorm van retrofit waarbij een TL buis wordt vervangen door een ledbuis met dezelfde bouwvorm als een TL buis. Typisch zitten er in een dergelijke ledbuis een groot aantal standaard leds of enkele High Power leds. De levensduur van een ledbuis varieert nogal. Bij een uitstekende kwaliteit van de applicatie bedraagt deze circa 50.000 branduren maar kan in praktijk ook lager zijn wanneer de koeling van de leds niet optimaal is. De levensduur van een fluorescentielamp is voor een standaard lamp bij gebruik van een elektronisch voorschakelapparaat circa 18.000 uur. Er zijn echter ook “long‐life” lampen beschikbaar met een levensduur tot wel 60.000 branduren. Bij het toepassen van ledbuizen zijn allereerst de eerder genoemde kwaliteitsaspecten van belang. Hieraan kunnen we voor ledbuis de volgende aandachtspunten toevoegen. • Wat zijn de lichttechnische specificatie van de ledbuis? Met name de lichtverdeling en de hoeveelheid licht zijn van belang. • Voldoet de lamp aan de norm(IEC 62560) voor ledlampen met ingebouwd voorschakelapparaat? Wanneer we terugkijken naar het hoofdstuk “Energiebesparen” dan wordt door toepassing van een ledbuis met name het rendement van de lamp gewijzigd. Er zijn gevallen waar ook het voorschakelapparaat uit het circuit gehaald moet worden. De armatuur (en daarmee ook de reflector) blijft vaak ongewijzigd. Veel ledbuizen maken geen gebruik meer van de reflector doordat de lichtuitstraling volledig anders is dan van de bestaande TL. Het is van belang te weten of dit voor de toepassing een positief of juist negatief effect geeft. De lichtverdeling vraagt dan ook veel aandacht. Ten aanzien van het rendement van de lamp en de lichtstroom daarvan, is het van belang dat de retrofitlamp een vergelijkbare lichtstroom heeft. Veelal wordt er alleen gesproken over energiebesparing. Onderstaande tabel geeft een aantal praktijkmetingen weer aan ledbuizen. Lampvermogen T8 36W+VSA(conventioneel)
Systeemvermogen
Lumen output
Efficacy
42W
3200 lm
74 lm/W
TL LED merk A
12,6W
‐70%
690 lm
‐78%
55 lm/W
TL LED merk B
13,3W
‐68%
580 lm
‐82%
44 lm/W
TL LED merk C
18,3W
‐56%
1130 lm
‐65%
62 lm/W
TL LED merk D
18,1W
‐57%
1461 lm
‐54%
81 lm/W
TL LED merk E
23,0W
‐45%
2100 lm
‐35%
91 lm/W
Bron: ISO 17025 Geaccrediteerde metingen Laborelec / VSL (2010)
Wanneer u in de tabel naar het systeemvermogen kijkt dan zien we dat er aanzienlijk energie bespaard kan worden ten opzichte van een conventionele oplossing. Wanneer we echter kijken naar de lichtstroom (Lumen output) dan zien we dat ook deze flink afneemt. Dit zal in veel gevallen resulteren in een aanzienlijk lager lichtniveau. Vergelijk dan ook altijd de lichtstroom van de huidige lichtbron met die van de retrofit lichtbron. Een ander punt wat duidelijk zichtbaar is in de tabel, is de grote verschillen in opgenomen vermogen, Lumen output en efficacy. De variëteit van producten in de markt is zeer groot, zowel kwalitatief als kwantitatief. Dit verdient veel aandacht bij de keuze voor een bepaald type ledbuis. Vraag altijd of de opgegeven waarden conform geldende normen in de ISO 17025 zijn gemeten. (Zie ook Checklist Retrofit in dit document)
6
5
Keuzematrix
Onderstaande keuzematrix helpt u te bepalen of retrofit in uw situatie een goede keuze is. Vervolgens helpt de checklist u om op een doordachte manier het retrofit project succesvol uit te voeren.
7
6
Checklist Retrofit
Checklist Retrofit
Ja
Nee
Zijn de huidige energieverliezen en de oorzaken daarvan duidelijk en helder in kaart gebracht? (Er kan geen energie bespaard worden die op dit moment niet verloren gaat)
Biedt de gekozen retrofitoplossing een doeltreffende oplossing om de oorzaken van het huidige energieverlies te elimineren?
Is er een gedetailleerde berekening gemaakt van het huidige energieverbruik per jaar op basis van aantal branduren, aantal armaturen en opgenomen vermogen per armatuur?
Is er een gedetailleerde berekening gemaakt van het nieuwe energieverbruik per jaar op basis van aantal branduren, aantal armaturen en opgenomen vermogen per armatuur?
Is de jaarlijkse besparing gebaseerd op bovenstaande berekeningen?
Is er een simulatie of berekening gemaakt van de nieuwe situatie met betrekking tot energiegebruik, lichtniveau en gelijkmatigheid.
Is de simulatie van de nieuwe situatie gebaseerd op conform ISO 17025 geaccrediteerd gemeten lichtbron en/of armatuur gegevens? Zijn deze meetrapporten ter beschikking gesteld en komen deze overeen met de apparatuur welke geïnstalleerd gaat worden?
Voldoet het lichtniveau en gelijkmatigheid van de nieuwe situatie aan de norm EN 12464‐1 en aan uw wensen?
Voldoet de kleurtemperatuur en kleurweergave van de nieuwe installatie aan uw wensen? Bij twijfel kiest u minimaal de waarden van de huidige installatie.
Zijn de componenten in de installatie (armatuur, lamp, voorschakelapparaat, etc.) na de aanpassing nog steeds CE gecertificeerd en is dit schriftelijk vastgelegd voor de samenbouw van al de aanwezige componenten? Informeer bij twijfel bij de betreffende leveranciers.
Zijn de mogelijkheden voor lichtsturing (dimmen, aanwezigheid, daglichtregeling) kritisch overwogen en indien mogelijk toegepast?
Zijn garanties ten aanzien van energiegebruik, lichtniveau, levensduur etc. schriftelijk vastgelegd en wordt deze voor en na installatie ter plaatse opgemeten conform de geldende normen?
Is er een kosten‐/batenanalyse gemaakt van volledige vernieuwing van de installatie en is deze vergeleken met de retrofitoplossing?
(elke situatie is uniek en moet separaat bekeken worden, er kan niet uitgegaan worden van referentie cases etc.)
Wanneer bovenstaande allen met JA zijn beantwoord heeft u een voldoende onderbouwing om de retrofit‐ oplossing succesvol uit te voeren. Raadpleeg bij twijfel een deskundige partij zoals een lichtadviseur, een installateur of een adviesbureau.
8
7
Bepaling van de rentabiliteit van de vervanging
Ontwerp Om de kwaliteit van de verlichting te waarborgen kunt u nagaan of de gemeten verlichtingssterkte (luxwaarde) tenminste voldoet aan wat de tabellen aangeven die in de NEN‐EN 12464‐1 zijn vermeld. Uw installateur of adviseur kan deze norm eventueel ter beschikking stellen of u kunt hem bestellen via NEN.nl of kosteloos inzien bij de Koninklijke Bibliotheek te Den Haag. Uitgangspunten voor berekening van exploitatiekosten Uit de praktijk blijkt dat de rekenmethodes die worden aangeboden voor de exploitatiekosten niet altijd realistisch zijn. Met name als het gaat om de uitgangspunten voor de bestaande TL‐verlichting. Daarom zijn deze vermeld zodat de gegevens eenvoudig gecontroleerd kunnen worden. Wat is het opgenomen vermogen van de retrofitoplossing? Wat is het opgenomen vermogen van de hele armatuur na installatie van de module? Wat is de levensduur als het licht 30% minder is dan bij nieuwwaarde? (bij 70% lumenbehoud). Uitgangspunt voor bestaande TL‐verlichting moet conform opgave zijn zoals vermeld in de Philips en Osram productpocket. Voor de lampen bij gebruik van een conventioneel voorschakelapparaat betekend dit: Lampvermogen
Systeemvermogen(conventioneel VSA)
Lumen output (lichtstroom)
18 W
25 VA
1350 lumen
36 W
45 VA
3200 lumen
58 W
72 VA
5200 lumen
Levensduur: 13000 branduren (conform voorwaarden IEC60081) Omrekenfactor CO2 uitstoot: 1 kWh elektriciteit = 0,67 kg CO2 (conform MJA Monitoring) Verder zijn van belang: • kWh‐prijs (inclusief vastrecht); te herleiden uit energierekening • (vervangings)kosten voor lampvervanging • uurtarief van een monteur • kosten van de retrofitlamp • kosten van eventuele ombouw en of hulpmiddelen • kosten van de huidige TL‐lamp • verwijderingsbijdragen • kosten voor eventuele herkeuring van de installatie. Tot slot is het van belang om de staat van onderhoud van de huidige installatie te bekijken. Wanneer de huidige armatuur sterk vervuild is en bij de retrofitoplossing schoongemaakt wordt, dan had een deel van de verbetering mogelijk ook met alleen schoonmaken gerealiseerd kunnen worden.
9
8
Colofon
Deze handreiking biedt u naar verwachting de mogelijkheid om (financieel) verantwoord energie en kosten van te besparen op verlichting in de utiliteitsbouw. Dit met tenminste behoud van (licht)kwaliteit en beleving. De brochure is door de NSVV met zorg samengesteld met ondersteuning van en in samenwerking met AgentschapNL, de Nederlandse Licht Associatie en Uneto‐VNI.
Bijlage 1: Verlichtingsnormen Verlichtingsnormen: Verlichting van werkplekken • NEN‐EN 12464‐1: Licht en verlichting ‐ Werkplekverlichting‐ Deel 1: Werkplekken binnen • ISSO‐publicatie 83: Een helder licht op werkplekverlichting • NSvV Toelichting op NEN‐EN 12464‐1 Visuele ergonomie • NEN3087: Ergonomie ‐ Visuele ergonomie in relatie tot verlichting ‐Principes en toepassingen Energie‐efficiënte verlichting • NEN2916: Energieprestatie van utiliteitsgebouwen ‐ Bepalingsmethode • Ontwerp NEN7120: Energieprestatie van gebouwen ‐ Bepalingsmethode (gaat NEN 2916 vervangen) • NEN‐EN15193: Energieprestatie van gebouwen ‐ Energie‐eisen voor verlichting(en) • ISSO‐publicatie 90: Energie‐efficiënte verlichting in en rondom gebouwen
10
