Minergie und Lichtsteuerung

Minergie und Lichtsteuerung – Die Beleuchtungssteuerung in energieeffizienten Bauten

Die Effizienz der Beleuchtung stellt beim verantwortungsvollen Umgang mit den Energiereserven einen wichtigen Aspekt dar. So ermöglichen effiziente Leuchten, kombiniert mit Bewegungs- und Präsenzmeldern, einen vergleichsweise stark reduzierten Gesamtverbrauch. Das Qualitätslabel Minergie stellt deshalb konkrete Anforderungen an die Beleuchtung.

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1. 1 von 4 Swisslux AG, Industriestrasse 8, 8618 Oetwil am See, Tel: 043 844 80 80, Fax: 043 844 80 81, Technik-Hotline: 043 844 80 77, info @swisslux.ch, www.swisslux.ch Swisslux SA, Chemin du Grand Clos 17, 1092 Belmont-sur-Lausanne, Tél: 021 711 23 40, Fax: 021 711 23 41, info @swisslux.ch, www.swisslux.ch Minergie und Lichtsteuerung – Die Beleuch- tungssteuerung in energieeffizienten Bauten Die Effizienz der Beleuchtung stellt beim verantwortungsvollen Um gang mit den Energiereserven einen wichtigen Aspekt dar. So ermöglichen effiziente Leuchten, kombiniert mit Bewegungs- und Präsenzmeldern, einen vergleichsweise stark reduzierten Gesamtverbrauch. Das Qualitätslabel Minergie stellt deshalb konkrete Anforderungen an die Beleuchtung. Bild 1: Bewegungs- und Präsenzmelder der Firma Swisslux AG sorgen in der Abwasserreinigungsanlage ARA in Uster für eine energieeffiziente und bedarfsgerechte Beleuchtung. Minergie und energieeffizientes Bauen Minergie und energieeffizientes Bauen sind hoch im Kurs. Knappe Energieressourcen und der Treibhauseffekt sind für manche die Moti - vation zur Verbesserung der Energieeffizienz. Andere sehen in erster Linie einen wirtschaftlichen Nutzen im nachhaltigen Bauen. Die Beleuchtung verbraucht ungefähr 15 % der elektrischen Ener - gie in der Schweiz. Rund 8000 GWh oder 1.3 Milliarden Fran - ken werden jedes Jahr für Licht in der Schweiz benötigt. Beim verantwortungsvollen Umgang mit den Energiereserven stellt die Effizienz der Beleuchtung deshalb einen wichtigen Aspekt dar. Minergie stellt konkrete Anforderungen an die Effizienz der Be - leuchtung. Im Bau treffen jedoch verschiedene Interessen aufei - nander. Gleichzeitige Ansprüche an die Ästhetik des Baus, an die Funktion der Beleuchtung sowie an die Energie effizienz führen schnell zu einem Spannungsfeld. Die Effizienz der Beleuchtung wird durch verschiedene Faktoren beeinflusst. Das Kennen dieser Einflüsse sowie die optimale Ge - wichtung bilden die Grundlage für eine energieeffiziente Beleuch - tung. Der vorliegende Bericht untersucht den Einfluss der Steuerung auf die Effizienz der Beleuchtung. Ebenso wird dargestellt, worauf bei der Wahl, der Planung sowie bei der Inbetriebnahme der Steuerung zu achten ist. Anforderung Minergie an die Beleuchtung Mit der Marke Minergie wurde 1994 ein auf den Endver- braucher ausgerichteter Standard geschaffen, der seither in über 12 000 Gebäuden in der Schweiz umgesetzt wurde. Bei Minergie handelt es sich um ein Qualitätslabel für Neubauten und modernisierte Altbauten aller Gebäudekategorien (Wohn -, Gewerbe- , Industriebauten, Bauten der öffentlichen Hand etc.). Die Bauqualität eines Gebäudes nach Minergie lässt sich über den Energieverbrauch bewerten. Als Schlüsselgrösse für diese Bewertung dient der Energiebedarf pro Quadratmeter (kWh/m 2 ). Minergie - Bauten sind nur auf der Investitionskostenseite teu rer als konventionelle Gebäude. Die Mehrkosten belaufen sich auf 3 % bis maximal 10 %. Sehr viel besser als konventionelle Bauten schneiden Minergie - Objekte bei den Betriebskosten (Wartungs - und Energiekosten), im Unterhalt sowie in der Werthaltigkeit ab. Im Bereich der Beleuchtung stellt Minergie Anforderungen an alle Gebäudekategorien ausser an Wohnbauten. Diese leiten sich aus den Grenz - und Zielwerten der SIA - Norm 380/4 (Norm für Elek - trische Energie im Hochbau) ab. Weil Minergie neben höchster Energieeffizienz aber auch wirtschaftliche Lösungen fordert, liegt die Minergie-Anforderung zwischen Grenzwert und Zielwert.

4. 4 von 4 Swisslux AG, Industriestrasse 8, 8618 Oetwil am See, Tel: 043 844 80 80, Fax: 043 844 80 81, Technik-Hotline: 043 844 80 77, info @swisslux.ch, www.swisslux.ch Swisslux SA, Chemin du Grand Clos 17, 1092 Belmont-sur-Lausanne, Tél: 021 711 23 40, Fax: 021 711 23 41, info @swisslux.ch, www.swisslux.ch Unser Angebot für den Elektroplaner • Definition von Steuerungskonzepten • Planungsunterstützung per Email (PDF, dxf, dwg) • Telefonische Beratung • Beratung vor Ort • Platzierung der Melder • Wahl der richtigen Schaltungsart • Minergie-Standards und Lichtsteuerung, Unterstützung bei Planung und Umsetzung • Messungen und Analysen zur: - Ermittlung des möglichen Einsparpotentials - Analyse von Testinstallationen • Projektbegleitung • Ausbildungen für Planer und Sachbearbeiter Unser Service- und Dienstleistungsangebot Als spezialisierte Firma im Bereich der Beleuchtungssteuerung bietet Ihnen die Swisslux AG eine breite und kostenlose Palette von Dienstleistungen in jeder Phase des Bauprojektes an. Unser Angebot für den Elektroinstallateur • Telefonische Beratung • Planungsunterstützung per Email (PDF, dxf, dwg) • Optimierung bei Submissionen • Beratung bei Planungen • Bedarfsaufnahme auf Baustelle • Unterstützung bei der Inbetriebnahme • Hilfe vor Ort bei Problemen • Ausgereifter Garantie- und Reparturservice • Messungen und Analysen zur: - Ermittlung von Einsparpotentialen - Problembehebung • Ausbildungen für Projektleiter und Bauleiter • Workshops für Servicemonteure Machen Sie von unserem Angebot Gebrauch und kontaktieren Sie uns – Wir sind für Sie da! Zentrale: 043 844 80 80 Technik Hotline: 043 844 80 77 Öffungszeiten: Mo - Fr: 07.30 - 12.00, 13.00 - 17.00 Immer mehr Elektroplaner und Installateure nutzen die Swisslux Service-Dienstleistungen und erhöhen damit ihre Kompetenz und ihr Qualitätsniveau. Zudem verschaffen sie sich dadurch einen wertvollen Vorsprung gegenüber ihren Mitbewerbern. Neben unserem kompetenten Team im Innendienst stehen Ihnen 5 technisch versierte Kundenberater in allen Sprachregionen der Schweiz zur Verfügung.

2. 2 von 4 Swisslux AG, Industriestrasse 8, 8618 Oetwil am See, Tel: 043 844 80 80, Fax: 043 844 80 81, Technik-Hotline: 043 844 80 77, info @swisslux.ch, www.swisslux.ch Swisslux SA, Chemin du Grand Clos 17, 1092 Belmont-sur-Lausanne, Tél: 021 711 23 40, Fax: 021 711 23 41, info @swisslux.ch, www.swisslux.ch Minergie 11.25 kWh/m 2 ¾ ¼ ½ Grenzwert (24 kWh/m 2 ) Zielwert (7 kWh/m 2 ) Bild 2: Die Anforderung an die Minergie-Beleuchtung ist erfüllt, wenn deren Elektrizitätsbedarf um höchstens 25 % der Differenz zwischen Grenz- und Zielwert über dem Zielwert der SIA-Norm 380/4 liegt. Hier an Beispielwer- ten eines Einzelbüros gezeigt. Einflussfaktoren auf die Effizienz der Beleuchtung Die Einflüsse auf die Effizienz einer Beleuchtungsanlage können in vier Bereiche gegliedert werden (Bild 3). Effizienz Raum Betrieb Leuchte Steuerung Bild 3: Einflussfaktoren auf die Effizienz der Beleuchtung. Diese Einflussfaktoren sind massgeblich voneinander abhängig. Wird ein Parameter verändert, wie zum Beispiel die Wandfarbe, so müssen die anderen Bereiche entsprechend angepasst werden, um die Effizienz der Beleuchtung weiterhin zu gewährleisten. Nach Möglichkeit sollte das Tageslicht in einem Raum bestmög - lich genutzt werden, hat dieses doch den grössten Einfluss auf die Summe der Betriebsstunden der Beleuchtung. Eine effiziente Leuchte ist zum Erreichen des Minergie - Standards unerlässlich. S.A.F.E., die Schweizerische Agentur für Energieeffizienz, zertifiziert in Lizenz Minergie - Leuchten. Neben der Leuchten - Lichtausbeute gelten die Leistung im Standby sowie die Begrenzung der Blendung als Anforderungen. (weitere Informationen: www.toplicht.ch) Die Steuerung wird im Minergie - Nachweis für die Beleuch tung mit einem Faktor von 20 bis 50 % eingerechnet. Worauf bei der Beleuchtungssteuerung konkret geachtet werden muss, wird im Fol - genden detailliert behandelt. Für Nachhaltigkeit ist jedoch nur gesorgt, wenn sich auch der Betrieb der Anlage an den Standards für Energieeffizienz orien - tiert. So führt beispielsweise der nachträgliche Ersatz einer 10 W Sparlampe durch eine 17 W Sparlampe durch den Hauswart zu einem 70 % höheren Energieverbrauch der betroffenen Leuchte. Beim Auswechseln von Leuchtmitteln im grösseren Stil könnte so die Energieeffizienz der Beleuchtung rasch nicht mehr gewähr - leistet sein. Lösungsansätze für die Steuerung der Beleuchtung Bei einer Steuerung können drei Ebenen betrachtet werden: - Funktion - Technik - Steuerungs-System Bei der Funktion wird definiert, wie die Beleuchtung gesteuert werden soll. So beispielsweise: Soll die Beleuchtung tageslichtab - hängig geregelt werden, kann der Nutzer eingreifen oder wird die Tageszeit in die Funktion miteinbezogen. Bei der Technik sprechen wir von Sensoren und Aktoren. Zum Beispiel von Präsenzmeldern, Helligkeitsfühlern oder auch Tastern. Die schalt - oder dimmbaren Aktoren werden ebenfalls hier zuge - ordnet. Im Zusammenhang mit dem Steuerungs-System muss entschieden werden, ob übergeordnete Systeme (z.B. KNX oder SPS) zum Ein - satz kommen oder ob die Beleuchtung über autonome Geräte wie z.B. Präsenzmelder gesteuert werden soll. Im Folgenden gehen wir vor allem auf die Funktion und die Technik ein. Diese bilden die Grundlage für eine energieeffiziente Steuerung. Für die Funktion der Beleuchtungssteuerung können verschiedene Lösungsansätze in Betracht gezogen werden. Abhängig von der Nutzungsart, dem Investitionsrahmen und den Möglichkeiten der Tageslichtnutzung wird die Wahl der Steuerung in die Planung der Elektroinstallationen einfliessen. Die Tabelle 1 zeigt die Gegenüberstellung von verschiedenen Steuerungsfunktionen. Die Betriebsstunden einer Beleuchtung werden massgeblich durch die Möglichkeit der Tageslichtnutzung und durch die Steuerung bestimmt. Um Minergie-Werte mit der Beleuchtung zu erreichen sind anwesenheits- und tageslichtabhängige Steu - erungen praktisch unerlässlich. 0 % 10 % 20 % 30 % 40 % 50 % 50 % 50 % 40 % 40 % 25 % 0 % Konstantlichtregelung mit Präsenzmelder und Standby-Abschaltung Konstantlichtregelung mit Präsenzmelder ohne Standby-Abschaltung Präsenzmelder mit Halbautomatik und Tageslichtabschaltung Präsenzmelder (Ein/Aus) Manuelle Schaltung mit automatischer Mittagsabschaltung Manuelle Schaltung Bild 4: Der Vergleich von verschiedenen Steuerungsarten für einen Raum mit gut nutzbaren Tageslichtverhältnissen zeigt das Einsparpotential durch eine gute Steuerung. Tipp: Die beste Kosten -Nutzen- Bilanz zeigt die Steuerung durch Präsenzmelder im Halbautomatik - Modus. Dabei erfolgt das Ein - schalten immer manuell per Tastendruck. Wird aufgrund genü - gend Tageslicht oder weil keine Personen mehr anwesend sind die Beleuchtung nicht mehr benötigt, schaltet der Präsenzmelder das Licht automatisch aus.

3. 3 von 4 Swisslux AG, Industriestrasse 8, 8618 Oetwil am See, Tel: 043 844 80 80, Fax: 043 844 80 81, Technik-Hotline: 043 844 80 77, info @swisslux.ch, www.swisslux.ch Swisslux SA, Chemin du Grand Clos 17, 1092 Belmont-sur-Lausanne, Tél: 021 711 23 40, Fax: 021 711 23 41, info @swisslux.ch, www.swisslux.ch Tabelle 1: Gegenüberstellung von verschiedenen Steuerungsfunktionen. Art der Steuerung Einsparpotential Vorteile Nachteile Manuelle Schaltung 0 % • kostengünstig • einfache Installation • Effizienz ist vom Nutzer abhängig Minuterien und Schaltuhren ab 20 % • meist zuverlässige Funktionsweise • günstig in Anschaffung und Betrieb • Ungenaue Anpassung an die Nutzung • mittleres Energieeinsparpotential Präsenz- und Bewegungsmelder (abhängig von der Anwesenheit von Personen und dem Tageslicht wird das Licht automatisch ein- respektive ausgeschaltet) 20 bis 70 % • je nach Nutzung sehr hohe Energieeinsparung • Gutes Kosten- Nutzenverhältnis • Sehr gute, der Nutzung angepasste Lichtsteue- rung • Stellt höhere Anforderung an die Planung und Inbetriebnahme • «Lichtschock» Konstantlichtregelung 20 bis 80 % • je nach Verhältnissen sehr hohe Energieeinspa- rung • hoher Komfort durch kontinuierliche Anpassung der Helligkeit der Beleuchtung • Anspruchsvolle Planung und Inbetriebnahme • Teuer in der Anschaffung • Teils Standby-Verluste durch dimmbare Vorschaltgeräte Zusammenfassung Eine gute Planung der Beleuchtungssteuerung ist die Grundlage für eine effiziente Beleuchtung. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass eine gut gewählte Steuerung gegenüber einer ma - nuellen Schaltung 20 bis 50 % der Energie einspart. Ein enorm wichtiger Erfolgsfaktor liegt im bestmöglichen Einbezug des Ta - geslichts. Zudem ist es entscheidend, dass die Beleuchtung bewe - gungs- und tageslichtabhängig gesteuert wird. Zur bestmöglichen Akzeptanz durch den Nutzer sollte dieser immer die Möglichkeit erhalten, manuell in die Steuerung einzugreifen. In Verbindung mit der Funktion Halbautomatik, welche lediglich automatisch ab - schaltet, immer jedoch ein manuelles Einschalten voraussetzt, wird nicht nur das beste Aufwand -Ertrags- Verhältnis, sondern auch die beste Nutzerakzeptanz erreicht. Umsetzung ins Objekt Eine konsequente Umsetzung von der Planung bis zum Betrieb ist unerlässlich für eine erfolgreiche Realisierung einer energieeffizien - ten Beleuchtungsanlage. Bei der Planung der Anwesenheitserfassung (Bewegungs - und Präsenzmelder) dürfen in Bezug auf die Zuverlässigkeit der Bewe - gungserfassung keine Kompromisse eingegangen werden. Eine ungenügende Erfassung führt zu Unzufriedenheit der Nutzer. Häufig wird dann die Beleuchtung manuell übersteuert, was sofort erheblich mehr Betriebsstunden verursacht. Ebenso hat auch die Positionierung des Helligkeitssensors einen grossen Einfluss auf die korrekte Funktion und somit auf die Effizienz der Beleuchtung. Ein zu nahe am Fenster platzierter Melder verursacht beispiels - weise ein zu frühes Ausschalten, was wiederum zu manuellem Übersteuern verleitet. Das Vorgeben von sinnvollen Werten für die Parametrierung der Anlage gehört ebenfalls zu einer konsequen - ten Planung. Ein Beispiel hierzu: Wird die Helligkeitsschwelle in einem Korridor auf 500 statt 200 Lux eingestellt, so resultiert dar - aus schnell die doppelte Brenndauer der Beleuchtung. Bei der Installation und Inbetriebnahme der Beleuchtungssteue - rung ist die Kontrolle der geplanten Steuerungsfunktion und das Überprüfen der korrekten Einstellung der vorgegeben Helligkeits - werte und Nachlaufzeiten unerlässlich. Weiter ist die Verlustleistung der Steuerung zu beachten. So können die Präsenzmelder, mit nur 1 Watt Leistungsaufnahme pro Melder, in einem kleinen Büro (28 m 2 ) schnell bis zu 8 % der ge - samten Energie der Beleuchtung benötigen. Gute Präsenzmelder benötigen max. 1 Watt im Eigenverbrauch. Auch die Leistungsaufnahme der EVGs beeinträchtigt die Effizi - enz der Steuerung unter Umständen entscheidend. So sollte dar - auf geachtet werden, dass speziell bei DALI EVGs eine Stand -by Abschaltung vorgenommen wird. Kommen übergeordnete Steue - rungs- Systeme (KNX, SPS etc.) zum Einsatz, so muss auch hier auf den zusätzlichen Energieverbrauch geachtet werden.

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