Opleiding Duurzaam Gebouw:

Opleiding Duurzaam Gebouw: Verlichting: ontwerp en regeling Leefmilieu Brussel

VERLICHTING IN DE TERTIAIRE SECTOR: De technologie van kunstlicht en focus op led Didier DARIMONT ICEDD

Doelstellingen van de presentatie Technologie van de verlichting ●

Bewustmaking voor energie

●

Overzicht van de technologische vorderingen

●

Verduidelijking van de led-technologie

2

Plan van de uiteenzetting Technologie van de verlichting 1.

Energie-uitdagingen

2.

Lampen en leds

3.

Led-accessoires en -drivers

4.

Armaturen en leds

3

1. Energie-uitdagingen Woningen 

Verlichting is goed voor 10 tot 20% van het gemiddelde elektriciteitsverbruik van de gezinnen



Doeltreffende installatie  het verbruik kan 2 tot 3 keer lager liggen

Bron: pmp

4

1. Energie-uitdagingen

Oud gebouw Verwarming

Tertiaire sector (kantoren, scholen, …)

Koeling Verlichting Ventilatie Hulpuitrustingen

Primaire energie PEV Reglementair gebouw Verwarming Koeling

Hulpuitrustingen

Verlichting

Verlichting

Ventilatie Hulpuitrustingen

Koeling Verwarming Passiefgebouw

Verwarming Koeling Verlichting

Hoger verbruik dan warmte en koude samen

Ventilatie Hulpuitrustingen

5

1. Energie-uitdagingen Ondergrondse parking

Audit van een parking met 18 autostaanplaatsen

Het verbruik van de parking ligt heel hoog  20.720 kWh/jaar Per wagen komt dit overeen met 1.150 kWh/jaar  45% van het elektriciteitsverbruik van een zuinig gezin!!!

6

1. Energie-uitdagingen Ondergrondse parking Meting

Elektriciteitsverbruik

Jaarlijkse besparing

Begin-nvestering

ETT

15.560 kWh

€ 670

€ 1.100

1,7 jaar

Ontladingslampen door fluorescentielampen

7.720 kWh

€ 1.740

€ 4.100

2,4 jaar

Relighting + aanwezigheid

2760 kWh

€ 2.440

€ 6.100

2,5 jaar

Bestaande toestand

20.720 kWh

Relamping

Halogeen 20 W en 50 W door LED 4 W Relighting

Afschrijvingstabel Tableau d'amortissement

€ 60.000

Sitex

50.000

Jaarlijkse besparing gelijk aan de productie van 180 m² fotovoltaïsche zonnepanelen

Relamping Relighting

40.000

Relighting + présence aanwezigheid

30.000

20.000

10.000

0 jaren années

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

7

1. Energie-uitdagingen: energieklassen Energieklasse

Lichstroom [Lumen]

Energie-efficiëntie

Verbruikte elektriciteit [W]

8

1. Energie-uitdagingen: energieklassen Type

Vermogen 2009

2010

2011

2012

15 W

Klasse E*

Klasse E*

Klasse E*

Klasse C*

Klasse B

25 W

Klasse E*

Klasse E*

Klasse E*

Klasse C*

Klasse B

40 W

Klasse E*

Klasse E*

Klasse E*

Klasse C*

Klasse B

Helder

60 W

Klasse E*

Gloeilamp

2013

Tweede niveau Klasse E* Klasse C* Klasse C* van functionaliteitsKlasse C* Klasse C* Klasse C* eisen

2014

2015

2016

Klasse B Heronderzoek

75 W

Klasse E*

100 W

Klasse C* Klasse C* Klasse C* Klasse C*

Klasse B

Klasse A

Klasse A

Mat

Beschikbaarheid Onbeschikbaarheid

Klasse A

Klasse A

Klasse A

Klasse B

* Klasse E voor fittingen 514, 515, 519 (linolite)

9

1. Energie-uitdagingen: energieklassen Type van lamp

Type van fitting

Schroeffitting E27 of E14

Vervanglamp

Efficiëntie

Halogeenlamp:

C,D (winst van 30%)

Halogeenlamp met infraroadcoating:

B (winst van 50%)

Klassieke gloeilamp (transparant of opaline)

Fluocompactlamp met bolvormig omhulsel:

Fluocompactlamp:

A, B (winst van 75%)

A (winst van +75%)

10

1. Energie-uitdagingen: energieklassen Type Helder 12 V

Halogeen

Helder 230 V

Vermogen

2009

2010

2011

2012

5W

Klasse E

Klasse E

Klasse E

Klasse C

Klasse B

10 W 25 W 40 W 60 W 75 W 100 W

Klasse E Klasse E Klasse E Klasse E Klasse C Klasse C

Klasse E Klasse E Klasse E Klasse C Klasse C Klasse C

Klasse E Klasse E Klasse C Klasse C Klasse C Klasse C

Klasse C Klasse C Klasse C Klasse C Klasse C Klasse C

Klasse B Klasse B Klasse B Klasse B Klasse B Klasse B

25 W

Klasse E

Klasse E

Klasse E

40 W

Klasse E

Klasse E

Klasse C

60 W

Klasse E

Klasse C

Klasse C

75 W

Klasse C

Klasse C

Klasse C

Klasse C Tweede niveau van Klasse C functioKlasse C naliteitseisen Klasse C

100 W

Klasse C

Klasse C

Klasse C

Klasse C

Klasse B**

200 W

Klasse C

Klasse C

Klasse C

Klasse C

Klasse B**

300 W

Klasse C

Klasse C

Klasse C

Klasse C

Klasse B**

500 W

Klasse C

Klasse C

Klasse C

Klasse C

Klasse B**

Klasse A

Klasse A

Klasse A

Klasse A

Klasse A

Mat Beschikbaarheid Beperkte beschikbaarheid Onbeschikbaarheid

2013

2014

2015

2016

Klasse B** Heronderzoek

Klasse B** Klasse B** Klasse B**

** Klasse voor fittingen G9 en R7

Uittreksel E+

11

1. Energie-uitdagingen: energieklassen C (winst van 30%)

Halogeenspot 12V

Fitting

Halogeenspot 12V met infraroadcoating

Lichstroom [Lumen]


Fitting

B (winst van 30%)


Capsulelamp 12V

Halogeencapsulelamp 12V met infraroadcoating

2.000 u

12

1. Energie-uitdagingen: energieklassen Buislamp met infraroodcoating:


E (winst van 30%)

Buishalogeenlamp

Lichstroom [Lumen]

Lichte daling van de lichtstroom

A (winst van + 70%) Fluocompactlamp R7s:


Daling van de lichtstroom, nietdimbaar, groot formaat

13

1. Energie-uitdagingen: energieklassen Klasse A

Halogeen IRC 30W 21 lm/W  Klasse B

Extern voorschakelapparaat

Lichteffiëntie [lm/W]

Ingebouwd voorschakelapparaat

Fluocompact met omhulsel 15 W 47 lm/W  Klasse B

Lichtstroomlimiet Klasse B

Klasse D

Klasse C

Klasse E

Klasse F

Klasse G

Vermogen [W]

14


Energie-uitdagingen

2.

Lampen en leds

3.


4.

Armaturen en leds

15

2. De lampen: gloei- en halogeenlamp Gloeilampen en halogeenlampen    

IRC 100 Lage lichtefficiëntie: 5 – 30 lm/W Korte levensduur: < 4.000 uur Kleurtemperatuur: 2.700 K gloeilamp en 3.000 K halogeenlamp

Fluorescentielampen    

IRC 80-95 Goede lichtefficiëntie: 60 - 105 lm/W Lange levensduur: > 10.000 uur Kleurtemperatuur: 2.700 tot 6.500 K

Fluocompactlampen  IRC 80-90  Goede lichtefficiëntie: 35- 80 lm/W  Lange levensduur: > 6.000 uur  Kleurtemperatuur: 2.700 tot 4.000 K  Zeer lange opwarmtijd voor de geïntegreerde ballasten

Geïntegreerde ballast

Externe ballastt

16

2. De lampen: ontladingslampen Halogenide of metaaljodide    

IRC 80-85 Lage lichtefficiëntie : 70 - 100 lm/W Lange levensduur: > 10.000 uur Kleurtemperatuur : 3.000 K tot 4.600 K

Lagedruknatriumdamp    

IRC Zeer goede lichtefficiëntie : 130 - 178 lm/W Lange levensduur: > 10.000 uur Kleurtemperatuur : 1.800 K

17

2. De lampen: leds    

IRC 50-80 Lichtefficiëntie in constante evolutie (20 – 80 lm/W) Zeer lange levensduur (< 25.000 uur) Kleurtemperatuur 2.700 tot 6.500 K

Bron: Laborelec

18

2. De lampen: leds Kort theoretisch overzicht! • Afhankelijk van de polariteit toegepast op de led, is er al dan niet emissie van fotonen. • Afhankelijk van de onzuiverheden van de halfgeleiders van de led is de uitgestraalde kleur anders, maar monochromatisch.

BronE+

19

2. De lampen: leds Kort theoretisch overzicht! Hoe maak je wit licht? • Door de combinatie van meerdere leds op een houder • Door een blauwe led te bedekken met een +/- dichte fosforcoating  kenmerkend geel uitzicht Blauw + Geel fosfor

Rode Blauwe piek piek Groene piek

Blauwe piek Geel fosfor

Bron E+

20

2. De lampen: leds Kort theoretisch overzicht! Binning voor een cluster leds met identieke kenmerken

• Sortering volgens kleur • Sortering volgens lichtstroom • Sortering volgens directe spanning

Curve van het zwarte lichaam

CCT

Ellips van MacAdam

21

2. De lampen: leds Stelling: leds zijn koud … van temperatuur! Zichtbaar Warmte Geleiding licht Convectie

Infrarood

Zichtbaar licht

Warmte

Er is een radiator nodig om de lamp af te koelen!

Hoe krachtiger de led, hoe meer ze verwarmt! 22

2. De lampen: leds

Relatieve lichtstroom

Stelling: een ledlamp heeft een levensduur van meer dan 50.000 uur

Exploitatieduur (u)

23

De lampen: leds Stelling: een ledlamp heeft een levensduur van meer dan 50.000 uur

Bron: ETAP

24

De lampen: leds Toepassingen: warmteafvoer noodzakelijk • Het design van de lamp kan speciaal lijken • Beperking wat de plaats van de lamp in de armatuur betreft

Bron: Philips

Radiator: efficiëntie indien kop onderaan?

25

2. De lampen: leds Toepassingen  Armatuur met ledbuis 80 lm /W Levensduur (> 25.000 uur) Rendement van de armatuur 100% Hogere onderhoudsfactuur (geen reflector die vuil wordt)  Technologisch imago  Dimbaar    

Opgelet bij relighting: vervanging van een fluorescentiebuis door een ledbuis kan het rendement en de fotometrie van de armatuur wijzigen

Philips Lighting

26

2. De lampen: leds Toepassingen  Spot

 Downlight

Vervanging van fluocompactlampen  Noodverlichting  Buitenverlichting 27

2. De lampen: leds Rendabiliteit van de leds: vervanging van halogeenlampen door ledlampen Afschrijving

Halogeen

Aantal branduren Kosten van vervanging van een lamp Elektriciteitstarief

2.500 uren €3 € 0,15/kWh 28


Energie-uitdagingen

2.

Lampen en leds

3.


4.

Armaturen en leds

29

3. De hulpuitrustingen: tl Ballast

Bron: E+

Elektronisch <> Ferromagnetisch  Minder verliezen ter hoogte van de ballast (daling met 20%)  Langere levensduur van ballast en lamp  Geen geflikker, geen stroboscoopeffect  Dimbaar

30

3. De hulpuitrustingen: tl Classificatie van de ballast (bron CELMA)

-20%

T8

Mag niet worden verkocht EEI INDEX

Description

Total System Power

B2

magnetic ballasts with low losses

<= 43 W

B1

magnetic ballasts with very low losses

<= 41 W

A3

electronic ballasts

<= 38 W

A2

electronic ballasts with reduced losses

<= 36 W

A1

dimmable electronic ballasts

38/19 W (at 100% - 25%)

31

3. De hulpuitrustingen: tl Classificatie van de ballast (bron CELMA)

T8

T5

32

3. De hulpuitrustingen: led-drivers Kwaliteitscriterium • • • •

Levensduur = levensduur van de led Rendement van de AC/DC-omvormer > 85% Cos φ het dichtst bij 1 Opgelet met harmonische stromen Bron: E+

Wijze van aansturing • Spanning  grote stroomschommelingen in de aansluiting = gevaar • Stroom  lichtstroom evenredig met de stroom • Stroom  makkelijke chromatische regeling

33

3. De hulpuitrustingen: led-drivers PWM-aansturing (Pulse Width Modulation) • Led weinig gevoelig voor deze manier van aansturen • Dimming is mogelijk • De prestatie van de driver wordt beïnvloed door dimming Driver al dan niet ingebouwd in de lamp • Opgelet met de warmteafvoer

Bron: E+

Bron: Philips

34


Energie-uitdagingen

2.

Lampen en leds

3.


4.

Armaturen en leds

35

4. De armatuur

Classificatie van de armaturen door

Rendement van de armatuur: Code lichtstroom N1 – N2 – N3 – N4 – N5 η = F / PHIS • F = lichtstroom afgegeven door de armatuur • PHIS = lichtstroom afgegeven door alle lampen van de armatuur Bron: WTCB

36

4. De armatuur Code lichtstroom

Rendement van de armatuur .N5 = F / PHIS • F = lichtstroom afgegeven door de armatuur • PHIS = lichtstroom afgegeven door alle lampen van de armatuur Lichtstroom Kegelhoek

α

FC1

FC2

FC3

FC4

F

41, 4 °

60 °

75,5 °

90 °

180 ° Bron: WTCB

37


Direct onderdeel van de lichtstroom N4 = FC4 / F • •

Lichtstroom Kegelhoek

α

FC4 = lichtstroom afgegeven door de armatuur in een hoek van 90° F = lichtstroom afgegeven door de armatuur

FC1

FC2

FC3

FC4

F

41, 4 °

60 °

75,5 °

90 °

180 ° Bron: WTCB

38


Direct onderdeel van de lichtstroom N2 = FC2 / FC4 • FC2 = lichtstroom afgegeven door de armatuur in een hoek van 60° • FC4 = lichtstroom afgegeven door de armatuur in een hoek van 90°

Lichtstroom Kegelhoek

α

FC1

FC2

FC3

FC4

F

41, 4 °

60 °

75,5 °

90 °

180 ° Bron: WTCB

39


Bron: WTCB

40

4. De armatuur Rendement van de armatuur?

Glad polycarbonaatoppervlak Curve van de lichtsterktes

Oppervlak met microstructuur in plexiglas Curve van de lichtsterktes

Oppervlak met microstructuur in plexiglas – uitsprong 10 mm Curve van de lichtsterktes

Parabolische optieken Curve van de lichtsterktes

+57 %

+35 % η = 54 %

η = 60 %

η = 73 %

η = 85%

41

4. De armatuur – lichtverdeling?

Direct - 14%

Direct - 38%

Direct - 66%

Direct - 100%

Afbeeldingen gemaakt met behulp van de Dialux-software

42

4. De armatuur – lichtverdeling?

43

4. De ledarmatuur Led <> ledlamp <> ledarmatuur • Ledchip • Ledlamp (selectie door binning) • Ledmodule (selectie door binning) • Ledarmatuur (selectie door binning) Criterium van een goede armatuur • Zelfde ledeigenschappen • Aantrekkelijk ontwerp • Efficiënte warmteafvoer • Lange levensduur

44

4. De lampen: leds Toepassing: het is de combinatie van de led en de armatuur die efficiënt is

45

4. De ledarmatuur

Ledlamp en ledarmatuur (binnen) Ledarmatuur (buiten)

Jaar

Efficiëntie (lm/W)

Levensduur (x 1.000 uur)

Kenmerken van de ledlampen en de ledarmaturen • Levensduur kan verschillen naargelang van de omgeving

Ledlamp en ledarmatuur (binnen) Ledarmatuur (buiten)

Jaar

46

4. De ledarmatuur Kenmerken van de ledlampen en de ledarmaturen • Veelbelovende efficiëntie (lm/W)

Bron: E+

47

4. De ledarmatuur Kenmerken van de ledlampen en ledarmaturen • Optisch aspect: de leds zijn zeer klein  combinatie met lens, diffusor en reflector om de klassieke armatuurgamma’s te kunnen bestrijken (intensief, extensief, …)

• Risico van verblinding (aanvaardbaar: tussen 1 en 3.000 Cd/m² gezien vanuit een hoek > 65°) Type van lamp

Luminantie (Cd/m²)

Lineaire fluo – T8

14.000

Lineaire fluo – T5

15.000 – 33.000

Compact fluo

50.000

Naakte led

100.000.000

Zon

1.000.000.000

48

4. De ledarmatuur Kenmerken van de ledlampen en ledarmaturen Led • Vermindering van de luminantie door een lens • Zachte lichtspreiding

49

Te onthouden uit de uiteenzetting ●

Het verbruik voor verlichting kan een zware post betekenen voor performante gebouwen  belang van een goed ontwerp en een goede keuze van de verlichtingssystemen (5-6 W/m²)

●

De evolutie naar led is niet te stoppen ►

Op dit moment 80 lm/W

►

Levensduur 25.000 uur

►

Hoog aantal aanschakelingen

►

Weinig koudegevoelig

●

Opgelet: door de komst van de led blijft de armatuur een verlichtingssysteem, en niet louter een elektronisch systeem

●

Bij relighting moet er rekening mee worden gehouden dat de lichtstroom en de fotometrie anders zijn bij ledlampen dan bij tl-lampen

50

Interessante tools, websites, enz.: ●

Adviesgids voor het energiebewust en duurzaam ontwerp van collectieve huisvesting – voor de opdrachtgever, Leefmilieu Brussel, 2006 http://www.leefmilieubrussel.be

●

Een analysestudie van de levenscyclus van verschillende lampen: Verlichting vergeleken, CE Delft, mei 2006 – www.ce.nl)

●

De website Energie+ of een hulpmiddel voor beslissingen m.b.t. energie: http://sites.uclouvain.be/energie-plus

●

Publicatie van het WTCB : http://www.WTCB.be/homepage/index.cfm?cat=information

●

Websites van fabrikanten met informatie over de prestaties van lampen, hulpuitrustingen, armaturen, …

51

Referenties Gids Duurzame Gebouwen en andere bronnen: ●

Gids Duurzame Gebouwen: http://gidsduurzamegebouwen.leefmilieubrussel.be Info fiche energie ENE01- Optimaal gebruik van kunstlicht

52

Contact

Didier DARIMONT Functie(s): Projectverantwoordelijke ICEDD - Boulevard Frère ORBAN, 4 - 5000 NAMUR 

: 081 250 480

E-mail: [email protected]

53

Opleiding Duurzaam Gebouw:

Recommend Documents