Bij het ontwerpen en dimensioneren van verlichtingsinstallaties is vooral de combinatie van visueel comfort en het energieverbruik een moeilijk evenwicht. De architect is geen lichtadviseur, maar het komt voor dat uw mening wordt gevraagd of dat u zelf grip wil houden op de keuze van de verlichtingstoestellen. Daarom geven we in dit artikel de belangrijkste aandachtspunten mee om doordachte keuzes te kunnen maken in ontwerpfase.

Bij bouwaanvragen en meldingen voor 1/1/2017 heeft de verlichtingsinstallatie enkel bij scholen en kantoren (EPU) een invloed op het E-peil.

Bij bouwaanvragen en meldingen vanaf 1/1/2017 heeft de verlichtingsinstallatie een invloed op alle niet-residentiële gebouwen (EPN) (excl. landbouw en industrie).

In woningen heeft de verlichting wel een invloed op het energieverbruik, maar door de onvoorspelbaarheid van het residentieel verlichtingsgebruik wordt er geen rekening mee gehouden en gaan we er niet verder op in. Toch kunnen enkele aandachtspunten ook interessant zijn voor de keuze van armaturen voor woningen.

 

Nieuwbouw

 

In niet-residentiële projecten wordt het energieverbruik van de verlichtingsinstallatie in rekening gebracht voor de bepaling van het E-peil. Er zijn twee methodes om verlichting bij een nieuwbouw te bekijken in EPB: één waarbij weinig gegevens moeten worden ingevoerd en een meer gedetailleerde berekening aan de hand van het werkelijk geïnstalleerd vermogen.

 

Daarnaast wordt het verlichtingsrendement in rekening gebracht door middel van een hulpvariabele “L”, een dimensieloos getal dat een indicatie geeft van het verlichtingsrendement per ruimte. Bij de forfaitaire methode wordt die vastgelegd op 500. Deze waarde komt overeen met een (theoretisch) geïnstalleerd vermogen van 20 W/m² (enkel bij handels-functies ligt dit hoger 30W/m²), wat een zeer hoge inschatting is. Met de huidige generatie van armaturen, lampen en regelmogelijkheden volstaat een maximum van 12- 13 W/m² voor lokalen met een behoefte van 500 Lux verlichtingssterkte en 7- 8 W/m2 voor lokalen met een lager verlichtingsniveau. Door een gedetailleerde invoer van de verlichting in EPB, kan een verlaging van het E-peil gemakkelijk gerealiseerd worden in niet-residentiële projecten.  Meer nog, de steeds lagere E-peil-eisen maken een detailberekening noodzakelijk.

 

Wat bij renovaties?

 

Ook bij renovaties worden sinds 1/1/2015  installatie-eisen opgelegd aan de nieuwe componenten van gedeeltelijk of volledig te vervangen verlichtingsinstallaties. Wordt een tertiair gebouw gerenoveerd en is ook het vervangen van verlichting aan de orde, dan wordt er een maximaal equivalent specifiek geïnstalleerd vermogen (W/m²) opgelegd.  De opgelegde maxima variëren naargelang de functie van de ruimte. Correctiefactoren voor aanwezigheidsdetectie, daglichtsturing en dimming worden ook bij renovatie toegepast indien aanwezig.

 

Ter illustratie: Bij renovatie van een vestiaire is de eis max. 7,5 W/m2 en bij renovatie van een operatiekamer is de eis max. 25 W/m2.

 

Figuur 1 toont de opgelegde maxima en illustreert tevens welke reductiefactoren kunnen gehaald worden bij een adequate regeling.

Figuur 1: Maximaal equivalent specifiek geïnstalleerd vermogen en correctiefactoren voor sturing

Het is duidelijk dat de in de tabel aangegeven drempelwaarden snel worden overschreden.  Een energiezuinige verlichtingsinstallatie is gestoeld op drie pijlers:

  • beperk het vermogen : installeer niet meer dan nodig.
  • ga voor energiezuinige toestellen.
  • stel de regeling en schakeling af op het gebruik van de ruimte.

 

Dit artikel gaat dieper in op de aandachtspunten bij de keuze van verlichtingstoestellen. We focussen op het energieverbruik van de verlichtingstoestellen en hun invloed op het visueel comfort.

 

Leidraad bij de keuze van verlichtingstoestellen

 

1. Rationeel energiegebruik

 

We bekijken eerst de voornaamste aspecten van de verlichtingsinstallatie die een invloed kunnen hebben op het energieverbruik.

 

A. Automatische sturing:

De meest energiezuinige verlichting is diegene die we niet gebruiken. We kunnen dus stellen dat vooral verlichting uitschakelen als er geen verlichting nodig is, één van de belangrijkste maatregelen is om het energieverbruik te doen dalen. We kunnen hiervoor een beroep doen op de gebruiker en trachten mensen te trainen om de verlichting van een lokaal te doven wanneer er voldoende verlichtingssterkte aanwezig is. De praktijkervaring leert ons echter dat zelfs “geoefende" gebruikers dit niet consequent toepassen en vaak moeilijk kunnen inschatten wanneer er nu juist voldoende verlichtingssterkte aanwezig is.

Indien er niet gekozen wordt voor automatische sturing of wanneer er geen budget voor is, kan een sensibilisering en training van gebruikers/werknemers toch een energiebesparing opleveren.

Kijken we naar de parameters die onafhankelijk zijn van de gebruiker dan is de eerste stap naar energiezuinige verlichting het automatisch dimmen of uitschakelen van de verlichtingsinstallatie met sensoren die registreren wanneer er voldoende daglicht is of wanneer geen mensen aanwezig zijn. Bijkomend interessant bij de keuze van daglichtsturing is een aparte schakeling van armaturen nabij ramen, bij voorkeur automatisch.

Er zijn de volgende mogelijkheden bij automatische sturing, eventueel gecombineerd:

  • Volautomatische dimming of uitschakeling bij afwezigheid van mensen (met bewegingsdetectoren; mogelijk manueel aan te schakelen);
  • Volautomatische dimming of uitschakeling bij aanwezigheid van voldoende daglicht (met lichtsensoren);
  • Opgelet: LED-drivers zijn niet altijd dimbaar.

 

Correcte regeling en afstelling is bij automatische regelsystemen van groot belang voor een goede werking en om de beoogde energiebesparing te behalen.

Eveneens is een correcte plaatsing van de lichtregelsystemen en -sensoren een belangrijk aandachtspunt. Bij daglichtsensoren hangt dit af van het type daglichtsensor.  We onderscheiden twee types : de ‘closed-loop’ versus de ‘open loop’. Daglichtsensoren die vervat zitten in het armatuur maar ook een masterarmatuur met daglichtsensor en een centrale daglichtsturing vallen onder de ‘closed-loop’-systemen. Een naar buiten gerichte daglichtsensor wordt beschreven als een ‘open loop’-systeem. (Bron: R. Delvaeye)

 

B. Efficiënt materiaal:

Als tweede stap kunnen we kiezen voor armaturen en lichtbronnen (lampen) die zo efficiënt mogelijk zijn. Zoals we weten, verdwijnen lampen die meer warmte dan licht produceren (bv. de matte gloeilamp) langzaam uit de markt. Dit gebeurt volgens het uitdoofscenario voor huishoudelijke niet-richtbare lampen, waarbij sinds 1 september 2016 alle heldere lampen met energielabel C niet meer worden toegelaten.

Voor efficiënte lichtbronnen kijken we best naar het specifieke vermogen van de lamp in lm/W (lumen per Watt).

Figuur 2: lichtrendement van de verschillende lichtbronnen (Bron: Help, de gloeilamp verdwijnt)

C. Voorschakelapparatuur:

Wanneer we de totale verlichtingsinstallatie beschouwen, is de combinatie van volgende drie aspecten bepalend voor het rendement van de installatie:

Rendement lichtbron (lamp) x rendement voorschakeltoestel (starter, ballast, omvormer) x rendement optiek (in het armatuur)

Dit leert ons dat ook de voorschakelapparatuur een invloed heeft op het totale rendement van een verlichtingsinstallatie. Het is raadzaam u hierbij te laten adviseren door een professional. Algemeen kunnen we stellen dat elektronische voorschakelapparatuur (type EVA of E-VSA) de meest efficiënte is. Bv. een elektronische ballast voor gasontladingslampen heeft een lager verbruik dan een elektromagnetische ballast en kan op hogere frequenties werken.

Voor meer informatie over voorschakelapparatuur: http://www.energiesparen.be/de-voorschakelapparatuur

 

D. Onderhoud:

Eens de verlichtingsinstallatie in gebruik is, wordt ook niet correct onderhoud en vervanging van defecte lampen nefast voor de levensduur van de installatie. Figuur 4 toont aan dat onderhoud de levensduur van armaturen drastisch kan verlengen.

  • Configuratie 1 toont een tweejaarlijks onderhoud van de armaturen (schoonmaak armaturen en vervanging van defecte onderdelen) en om de 5-6 jaar een reiniging of opknapbeurt voor de ruimte, zodat alle oppervlaktes opnieuw optimaal licht reflecteren.
  • Configuratie 2 toont de invloed van tweejaarlijks onderhoud van de armaturen.
  • Configuratie 3 geeft aan dat er zonder onderhoud van verlichtingsinstallatie een drastische daling kan optreden van de verlichtingssterkte in de ruimte.

 

Figuur 4: Vermindering van de verlichtingssterkte in de tijd (Bron: ibe-biv)

Als ontwerper hebben we weinig in te brengen naar het onderhoud toe, zeker op lange termijn. We kunnen hier echter wel een advies geven bij de oplevering van de installatie of dit laten opnemen in de planning van het facility management (vooral in grote projecten).

 

2. Visueel comfort

 

Het visueel comfort van de mens is even belangrijk als het energieverbruik bij het ontwerp van een verlichtinginstallatie.

Hier zijn er andere parameters waar we rekening mee moeten houden. Volgens de norm NBN EN 12464-1 ‘Werkplekverlichting binnen, dienen we rekening te houden met:

 

A. De verlichtingssterkte (E) op het taakvlak/werkzone (bv. een bureaublad of werktafel):

De minimale verlichtingssterkte op een taakvlak is afhankelijk van de activiteit (zie figuur 7).

Er bestaan ook systemen waarmee een verzekerd verlichtingsniveau kan worden ingesteld. Per armatuur of armaturengroep wordt de verlichtingssterkte geregeld om de veroudering te compenseren.

Figuur 5: Reductiefactoren voor schakeling verlichting

Let op: voor EPN-projecten wordt afhankelijk van de functie waar het lokaal onder valt, ook een gebruiksduur overdag en eventueel ook ’s nachts ingerekend in EPB.

 

B. Een gelijkmatige lichtverdeling (U) tussen de laagste en de gemiddelde verlichtingssterkte binnen een taakgebied:

Er wordt gestreefd naar een uniformiteit of de verhouding tussen de laagste en gemiddelde verlichtingssterkte. Algemeen kunnen we dit vereenvoudigen door een minimale reflectie van grote oppervlaktes te voorzien (vloeren, plafonds, muren en groot meubilair):

Figuur 6: aangeraden reflectiewaarden voor oppervlakken in en rond werkplekken

De reflectie en de kleur van de oppervlaktes in de ruimte kunnen dus zorgen voor een nood aan hogere vermogens van de verlichtingstoestellen. Indien niet voor lichte kleuren gekozen wordt, is het aangeraden om met een hoger vermogen van de armaturen te werken om donkere oppervlaktes en gebrek aan reflectie op te vangen. Dit heeft natuurlijk weer een effect op het energieverbruik.

 

C. Verblindingsgraad (UGR) afhankelijk van de taak tussen 10-28 (hoe lager, hoe minder verblinding):

De UGR geeft de kans op verblinding door de armaturen weer. Dit is eenvoudig terug te vinden bij de productinformatie van een armatuur in de catalogi of websites.

 

We geven de streefwaardes mee:

Figuur 7: Menselijke aanvaardbaarheid van verblinding volgens UGR

D. Kleurweergave-index (Ra of CRI): minimaal 80, of 90 voor intens visuele taken. Deze waardes zijn meestal beschikbaar in catalogi of in de productinformatie.

Figuur 8: parameters volgens NBN EN 12464-1 (bron: www.ergonomiesite.be)

3. Holistische benadering

 

We vatten de belangrijkste stappen voor energiebesparing in combinatie met visueel comfort kort samen:

  • dim automatisch of schakel automatisch uit wanneer voldoende daglicht of wanneer geen licht nodig is,
  • gebruik efficiënt materiaal (kijk naar vermogen armatuur, Energielabel, lichtrendement lm/W),
  • dimensioneer correct naar visueel comfort toe of laat dit doen (E, U, UGR en Ra).

 

Het combineren van deze aspecten is een intensieve en gespecialiseerde ontwerptaak. De lichtontwerper gebruikt hiervoor specifieke software om zicht te krijgen op de kwaliteiten of problemen van de ontworpen verlichtingsinstallatie.  Het is raadzaam om een gespecialiseerde partij te betrekken om een correcte dimensionering te bekomen. De rapporten van lichttechnische studies zijn het communicatiemiddel met de architect en de EPB-verslaggever.

 

Over de interpretatie van dergelijke lichttechnische studies berichten we in een later artikel.

Bronnen