Willkommen bei Beleuchtung Dieses Modul beschreibt Beleuchtungssysteme, Lichtquellen und ihre Vor- und Nachteile. Dabei stehen die folgenden Bereiche im.

Präsentation zum Thema: "Willkommen bei Beleuchtung Dieses Modul beschreibt Beleuchtungssysteme, Lichtquellen und ihre Vor- und Nachteile. Dabei stehen die folgenden Bereiche im."—  Präsentation transkript:

1 Willkommen bei Beleuchtung Dieses Modul beschreibt Beleuchtungssysteme, Lichtquellen und ihre Vor- und Nachteile. Dabei stehen die folgenden Bereiche im Vordergrund: Künstlicher Beleuchtungsbedarf Schrittweiser Analyse der verschiedenen Einflussfaktoren auf die Beleuchtung und den Lichtkomfort In einem eigenen Schritt wird dargestellt, wie die Energiekosten und die Beleuchtung optimiert werden können. Zum Schluss geht es um die Umsetzung der möglichen Maßnahmen.

2 Fakten über Licht Beleuchtung kann in Büros und Produktionsbereichen einen wesentlichen Kostenfaktor ausmachen und die Erfahrung zeigt, dass Einsparungen oft mit einfachen Maßnahmen erzielt werden. Hauptgründe für Energieverschwendung sind: Mitarbeiter wissen nicht, wie Licht optimal eingesetzt wird und wie hoch die Kosten sind Das System wurde ursprünglich richtig ausgelegt, die Einrichtung und die Anforderungen haben sich aber geändert und die Beleuchtung wurde nicht angepasst Die Erhebung des Bedarfs und der Kosten braucht Zeit, die sich niemand nimmt.

3 Flächen beleuchten Normalerweise kommt die folgende Beleuchtung zum Einsatz: Klicken Sie für Detailinformation auf die Überschriften a.Lichtsysteme für Einzelräume b.Lichtsysteme für mehrere Bereiche mit unterschiedlichem Beleuchtungsbedarf c.Direkte und indirekte Beleuchtung

4 a. Einzelräume Ein oder mehrere Lampen können bei Lichtsystemen für Einzelräume gleichzeitig ein- und ausgeschaltet werden. Dieses System kommt normalerweise in Büros vor und kombiniert allgemeine Beleuchtung und Arbeitsplatzbeleuchtung. Licht schalter Ein Raum

5 b. Große Räume Lichtsysteme für Großräume oder für mehrere Bereiche werden normalerweise in Restaurants, Konferenzsälen, Büros oder Produktionsbereichen verwendet. Der gesamte Bereich wird beleuchtet, obwohl nur ein Teil des Raums besetzt ist. Typisches Problem dabei ist die mangelnde Flexibilität und Kontrolle. Licht schalter Mehrere Räume

6 c. Direkte und indirekte Beleuchtung Direkte Beleuchtung wird in Bürobereichen verwendet und hat den großen Vorteil, dass die Lampen 90 – 100% ihres Outputs direkt auf die benötigte Fläche werfen. direkt

7 c. Direkte und indirekte Beleuchtung Indirekte Beleuchtung wirft nur 0 – 10% des Outputs direkt auf den Arbeitsbereich. indirekt

8 Lichtquellen und Eigenschaften Ein Lichtsystem kann unterschiedliche Lichtquellen verwenden, von denen Glühbirnen und Leuchtstoffröhren die bekanntesten sind. Jede Quelle hat ihre Vor- und Nachteile und ihr Einsatz hängt von den Bedürfnissen ab. Klicken Sie für Detailinformation auf die Lampen. Damit erhalten Sie einen kurzen Überblick, ob die derzeit verwendeten Lampen für ihren Einsatz gut geeignet sind und welche Lampen in der Zukunft verwendet werden können. a.Traditionelle Glühbirne b. Standard Leuchtstofflampe c. Kompaktleuchtstofflampe d. Energiesparlampe / LED

9 a. Traditionelle Glühbirne For definitions place the mouse on the numbers

10 a. Traditionelle Glühbirne Lichtstärke ist das Verhältnis des Lichtstroms, der von einer Lichtquelle abgegeben wird, zur Lichtstärke dieser Quelle. Sie wird in lumen pro Watt gemessen (lm/W).

11 b. Standard Leuchtstofflampe

12 c. Kompaktleuchtstofflampe

13 d. Energiesparlampe

14 d. LED

15 Beleuchtungsstärke ist das Verhältnis zwischen dem senkrecht auf eine Fläche fallenden Lichtstrom und der Größe dieser Fläche. Die Einheit der Beleuchtungsstärke ist das Lux (1 lux = lumen/m 2 ). Man kann die Beleuchtungsstärke nicht sehen, sie wird jedoch für relevante Bereiche (Arbeitsfläche) gemessen. Leuchtdichte ist die einzig sichtbare Lichtgröße und gibt an, wie viel Licht von einer Fläche in die Richtung des Empfängers abgestrahlt wird und wird in candela angegeben. Lebensdauer der Lampe in Stunden Investitionskosten sind die Anschaffungskosten Lebenskosten sind die Kosten über die Lebenszeit Starter – eine elektronische Komponente für den Betrieb von Leuchtstofflampen

16 Starter Starter werden benötigt, um Leuchtstofflampen zu betreiben. Starter sind deswegen bedeutend, weil sie einen Eigenverbrauch an Strom haben und eine gute Funktionalität garantieren. Es gibt 2 Sorten von Startern: a.Konventionelle Starter b.Elektronische Starter

17 a. Konventionelle Starter Konventionelle Starter werden für Leuchtstofflampen benötigt. Im allgemeinen garantieren diese Lampen kein flackerfreies Licht und sind nicht so energieeffizient wie moderne elektronische Starter.

18 b. Elektronische Starter Elektronische Starter werden standardmäßig in neuen Leuchtstofflampen verwendet. Diese Lampen sind etwas teurer als die älteren Modelle, garantieren aber einen flackerfreien Betrieb und sind energieeffizient. Darüber hinaus haben sie um eine 50% längere Lebensdauer als Lampen mit konventionellen Startern. Leuchtstofflampen mit elektronischen Startern werden oft als high frequency Schaltlampem bezeichnet.

19 Beleuchtungsbedarf Der Beleuchtungsbedarf hängt von der benötigten Beleuchtungsstärke für unterschiedliche Tätigkeitsbereiche und den Räumen ab, in dem sie durchgeführt werden. Die folgenden Faktoren werden berücksichtigt: a.Beleuchtungsstärke in lux b.Ebenheit des Lichts c.Blendung d.Farbwiedergabe

20 Durchschnittlicher Beleuchtungsbedarf Die Beleuchtungsstärke wird mit einem Lichtmesser in Lux gemessen. Kennzahlen für die horizontale Beleuchtungsstärke hängen von der Arbeitsaufgabe ab und sind in der Tabelle angeführt.

21 Ebenheit des Lichts In Räumen sollte auf eine gleichmäßige Ausleuchtung geachtet werden, da dadurch eine gute Beleuchtungsqualität und guter visueller Komfort erzielt wird. In der folgenden Tabelle sind empfohlene Referenzwerte dargestellt. Die Berechung ist simpel. Mit einem Lichtmesser werden mehrere Messungen durchgeführt. Der niedrigste Wert wird durch den Durchschnitt aller Messungen dividiert.

22 Blendung Blendung wird durch glänzende Flächen im Betrachtungsbereich hervorgerufen. Blendung ist als Spiegelung am Bildschirm oder auf reflektierenden Unterlagen bekannt und beeinflusst den Komfort. Blendung führt dazu, Details nicht mehr wahrzunehmen und frühzeitig zu ermüden.

23 Farbwiedergabe Die Farbwiedergabe beschreibt den Komfort und hat einen entscheidenden Einfluss auf die Arbeitsplatzqualität. Die vertikale Beleuchtungsstärke ist für die Farbwiedergabe verantwortlich. Die horizontale Beleuchtungsstärke wird für Messungen am Arbeitsplatz herangezogen. Als Daumenregel kann man sagen, dass die vertikale Beleuchtungsstärke zumindest 1/3 der horizontalen Beleuchtungsstärke betragen soll. Beide Größen können mit einem Lichtmesser gemessen werden. Lampen mit guter Farbwiedergabe werden normalerweise in Bereichen verwendet, in denen eine gute Arbeitsplatzqualität verlangt wird oder in denen Präzisionsarbeiten vorgenommen werden.

24 10 Schritte für die Systemanalyse Mit diesem Prozess ist es möglich Die 10 Schritte werden mit einem Beispiel erklärt. den Beleuchtungsbedarf zu erheben und mögliche Optimierungsmöglichkeiten im Bereich Wartung und Innendesign zu erkennen.

25 Schritt 1 – Lampenhöhe Im ersten Schritt wird der Abstand zwischen der Leuchte und der Arbeitsfläche erhoben. Lampenhöhe ist 3 m, Höhe der Arbeitsfläche ist 0,85 m Abstand zwischen Lampe und Arbeitsfläche ist 2,15 m. ? 1|2|3|4|5|6|7|8|9|10

26 Schritt 2 - Berechnung Raumkoeffizient Der Raumkoeffizient beschreibt die Größe es Raums, der zu beleuchten ist, und den Abstand zwischen Leuchte und Arbeitsfläche. Raumlänge (a) = 6 m Raumbreite (b) = 9 m Abstand der Leuchte zur Arbeitsfläche (H n )= 2,15 m Raumkoeffizient (w) = = 1,67 1|2|3|4|5|6|7|8|9|10

27 Schritt 3 - Reflexionskoeffizient Die Reflexion von Wänden, der Decke und des Bodens wird ebenso berücksichtigt. Es ist klar, dass eine helle Wand stärker reflektiert als eine dunkle. Die Zahlenwerte werden einfach der nachfolgenden Tabelle entnommen: 1|2|3|4|5|6|7|8|9|10 The ceiling is dark = 30% Walls are dark = 10% Floor is dark = 10%

28 Schritt 4 – Lichteffizienz Die Lichteffizienz hängt von der Lichtquelle ab (wird in lux ausgedrückt) und der Oberfläche des Raums. Um die Lichteffizienz aus einer Tabelle abzulesen sind die Ergebnisse der folgenden Schritte notwendig: vom Schritt 2 – Raumkoeffizient und vom Schritt 3 – Reflexionskoeffizient 1|2|3|4|5|6|7|8|9|10

29 Schritt 4 – Lichteffizienz Das Ergebnis von Schritt 2 – Raumkoeffizient war 1,67. In der linken Spalte wird die Zahl gewählt, die diesem Wert von 1,67 am nächsten liegt - das ist 1,50. Das Ergebnis von Schritt 3 – Reflexionskoeffizient wird in den farbigen oberen Zeilen abgelesen.Decke = 30% Wand = 10% Boden = 10% Der Schnittpunkt zwischen dem Spalten- und der Zeilenwerte ist die Lichteffizienz, in unserem Fall 0,35 1|2|3|4|5|6|7|8|9|10

30 Schritt 5 - Abstandsverhältnis Das Abstandsverhältnis wird durch den Lampenzugang und den Verschmutzungsgrad bestimmt. 1|2|3|4|5|6|7|8|9|10 Unter der Annahme, dass die Leuchten sehr verschmutzt sind und die Lampen schwer zugänglich sind ist das Abstandsverhältnis = 2,0.

31 Schritt 6 – Beleuchtungsbedarf Der minimale Beleuchtungsbedarf in Lux kann aus der folgenden Tabelle entnommen werden. Die Beleuchtungsstärke wird mit einem Lichtmesser gemessen. So liegt die Beleuchtungsstärke für Büroarbeiten bei 500 lx. 1|2|3|4|5|6|7|8|9|10

32 Schritt 7 – Beleuchtungsfläche Um die Beleuchtungsfläche zu berechnen müssen die Länge und Breite eines Raums bekannt sein. Raumlänge (a) = 6 m Raumbreite (b) = 9 m Beleuchtete Fläche = 9x6 = 54 m 2. For definitions place the mouse on the numbers 1|2|3|4|5|6|7|8|9|10

33 Schritt 8 – Berechnung der Lichtstärke Die Berechnung der notwendigen Lichtstärkestärke ist mit der folgenden Formel relativ leicht. Der Energiemanager braucht dazu nur einen Lichtmesser, um die Lux zu messen. Die Formel zur Berechung der Lichtstärke ist:  ist die notwendige Lichtstärke, um die Beleuchtungsstärke zu erreichen E av : ist der durchschnittliche Beleuchtungsbedarf aus Schritt 6 S: Beleuchtungsfläche von Schritt 7 K: Abstandsverhältnis von Schritt 5  Beleuchtung: Lichteffizienz von Schritt 4 = 154286 lm For definitions place the mouse on the numbers 1|2|3|4|5|6|7|8|9|10

34 Schritt 9 - Lichtquelle In diesem Schritt werden die derzeit verwendeten Lampen erhoben und, aus der nachfolgenden Tabelle, die folgenden Werte abgelesen Beleuchtungsstärke der Lichtquelle und Lichtertrag in lm/W Konventionelle 150 W Lampen haben 2200 lm und 14,67 lm/W For definitions place the mouse on the numbers 1|2|3|4|5|6|7|8|9|10

35 Schritt 9: Lichtquelle 1|2|3|4|5|6|7|8|9|10 * - 10 W Konventionellen Starter berücksichtigt ** - 5 W Elektronischen Starter berücksichtigt *** - eingebauter elektronischer Starter

36 Schritt 10 – Notwendige Lampenanzahl Im letzten Schritt ist es leicht, die notwendige Lampenanzahl zu erheben, um die Beleuchtungsstärke zu erzielen. Dazu wird die Information aus den folgenden Schritten benötigt: Schritt 8 – Lichtstärke und Schritt 9 – Lichtstärke einer Beleuchtungsquelle und in die nachfolgende Formel eingesetzt. Lampenanzahl = =71 For definitions place the mouse on the numbers 1|2|3|4|5|6|7|8|9|10

37 Schlussfolgerung 71 Lampen mit einer Lichtstärke von je 2200 lumen sind notwendig um die Beleuchtungsstärke zu erreichen. Ein Energiemanager würde in einem Prozess der Analyse und mit der Einführung von Verbesserungsmaßnahmen (z.B. Änderung der Wandfarben, Änderung der Leuchten) signifikante Einsparungen erzielen. For definitions place the mouse on the numbers

38 Beleuchtungskosten erheben Es ist normalerweise nicht möglich, die Kosten für die Beleuchtung von einer Energierechnung oder einer Messstelle abzulesen. Die einfachste Möglichkeit ist im ersten Schritt immer die Berechnung. Der folgende Ansatz beschreibt diese Variante. Führen Sie die Analyse zuerst für einen Raum durch und erheben Sie dann das ganze System.

39 Schritt 1 – Lampen und Glühbirnen identifizieren Als erstes ist es notwendig, bei einem Rundgang alle Lampen, Leuchten und Glühbirnen zu erheben. Zählen Sie die Lampen und multiplizieren Sie jede Lampe mit ihrer Watt-Stärke. Bei Leuchtstofflampen müssen noch die Starter berücksichtigt werden. Ist die Leistung eines Starters nicht bekannt, so kann als Daumenregel 12 % der Leistung der Lampe als Leistung des Starters angenommen werden. Diese Berechung ergibt die gesamte Anschlussstärke für das Beleuchtungssystem. Achten Sie darauf, immer die gleiche Einheit, am besten kW zu verwenden (1000W = 1 kW). Z.B. 71 Konventionelle Lampen mit 150W = 10650 W / 1000 = 10,65 kW

40 Schritt 2 – Jährliche Betriebszeit erheben Die jährlichen Betriebsstunden, in denen die unterschiedlichen Bereiche beleuchtet werden, berechnet man am einfachsten mit den Büro- bzw. Geschäftszeiten und den Arbeitstagen im Jahr. Als Beispiel hat ein Geschäft 8 Stunden am Tag in 50 Wochen im Jahr die Beleuchtung eingeschaltet und eine Betriebszeit von 2000 h.

41 Schritt 3 – Jährliche Betriebszeit der Beleuchtung Wenn die Betriebsstunden mit der Anschlussleistung multipliziert wird erhält man den Stromverbrauch. Den Energiepreis kann man leicht von der Stromrechnung ablesen und damit die Kosten für Beleuchtung berechnen. Beispiel: 2000 x 10,65 = 21300 kWh Strompreis = 0,10 Euro / kWh Gesamtkosten = 2130 Euro/Jahr

42 Energieeinsparungen 1.Zuerst auf Möglichkeiten achten, die keine Investitionen benötigen. 2.Zweitens Möglichkeiten suchen, um die Effizienz des derzeitigen Systems zu verbessern. 3.Drittens Möglichkeiten analysieren, bei denen das System selbst geändert oder bauliche Maßnahmen umgesetzt werden.

43 Arten der Energieeinsparungen Die Energiekosten für Beleuchtung hängen von der Leistung des Systems und den Betriebszeiten ab. Das Hauptaugenmerk richtet sich daher auf eine Reduktion dieser Größen. Die folgenden Maßnahmen können dabei helfen: Tageslicht einsetzen Lampen abschalten Wartung und Reinigung Einrichtung und Farben Lichtstärke reduzieren Komponenten mit hoher Effizienz einsetzen Kontrollsysteme

44 Tageslicht einsetzen In der Arbeit vergessen die Mitarbeiter manchmal, dass künstliches Licht nur notwendig ist, wenn das natürliche Tageslicht nicht ausreicht. Daher muss das Bewusstsein gestärkt werden, das Licht abzuschalten, wenn genügend Tageslicht vorhanden ist. Zusätzlich muss darauf geachtet werden, dass Tageslicht auch in den Raum und zu den Arbeitsflächen kommen kann, was im Raumdesign z.B. durch Verrücken von Tischen und die Umgruppierung von Pflanzen oder das einfache Öffnen von Jalousien erreicht wird.

45 Lampen abschalten Manuelles Abschalten. Lampen abschalten, die nicht benötigt werden. Mehrere Schalter installieren, so dass das Licht gezielt für Bereiche ein- und ausgeschaltet werden kann. Die Mitarbeiter anregen, dass Lampen in Pausenzeiten oder beim Verlassen eines Raums abgeschaltet werden. Das manuelle Abschalten ist die billigste Methode, da keine Investitionen notwendig sind und die Mitarbeiter die Maßnahme leicht umsetzen können. Zeitschalter. In Räumen, in denen die Beleuchtung nur für kurze Zeit notwendig ist, helfen Zeitschalter. Die Intervalle für die Beleuchtung können eingestellt werden und der Benutzer braucht sich nicht um das Abschalten zu kümmern.

46 Lichtstärke reduzieren Tageslichtkontrolle erlaubt die Anpassung der Lichtstärke an das Tageslicht und die stufenweise Abschaltung. Dabei wird das Beleuchtungsniveau dem Bedarf der Mitarbeiter und der Kunden angepasst. Es ist nicht notwendig, dass Lichter 24 Stunden am Tag brennen, obwohl dies in einigen Bereichen als kundenfreundlich angesehen wird, z.B. Auslagen, Hotels etc.

47 Wartung und Reinigung Obwohl dieser Punkt selbstverständlich erscheint muss sichergestellt werden, dass Lampen und Abdeckungen regelmäßig gereinigt werden, flackernde Leuchtstofflampen ausgetauscht werden, kaputte Lampen immer durch effiziente, der neuesten Technologie entsprechende Lampen ausgetauscht werden.

48 Einrichtung und Farben Bei der Wahl der Inneneinrichtung und der Farben für Böden, Wände und Decken sollte immer darauf geachtet werden, helle Farben einzusetzen, die Licht besser reflektieren und damit die Beleuchtungsstärke erhöhen. Dies gilt im gleichen Maß für Einrichtungen und Vorhänge.

49 Komponenten mit hoher Effizienz einsetzen Alle Lampen werden kaum in einem Zug mit energieeffizienten Lampen ausgetauscht. Es ist eine bessere Idee, effiziente Lampen im Zug der Wartung und eines Austausches einzuführen und somit das System kontinuierlich zu optimieren. Das gilt z.B. für Leuchtstofflampen älterer Bauart, die mit den neuen, dünneren Leuchtstofflampen ausgetauscht werden, die 5 % weniger Energie verbrauchen. Wenn Leuchtstofflampen flackern, steigt der Energieverbrauch um rund 30 % und die Starter gehören überprüft bzw. die Lampen getauscht. For definitions place the mouse on the numbers

50 Kontrollsysteme Kontrollsysteme haben den Vorteil, dass sie den Energieverbrauch auf einem niedrigen Niveau halten aber den großen Nachteil, dass sie meist hohe Investitionen benötigen. Kontrollsysteme sollten daher schon in der Planungsphase berücksichtigt werden. Die folgenden Kontrollsysteme werden vorwiegend eingesetzt: Bewegungsmelder Tageslichtkontrolle Zeitschalter Fernsteuerung

51 Kontrollsysteme Bewegungsmelder schalten Lampen ab, wenn sich niemand im Raum befindet. Die Erfahrung zeigt, dass Bewegungsmelder den Energieverbrauch signifikant senken, aber hohe Installationskosten benötigen.

52 Kontrollsysteme Tageslichtkontrolle schalten die Lichtstärke zurück oder die Lampe ganz ab, wenn die Tageslichtstärke ein gewisses Niveau erreicht. Die Installation ist mit hohen Investitionskosten verbunden, erzielt aber signifikante Einsparungen. Die Erfahrung zeigt, dass eine stufenweise Anpassung des künstlichen Lichts bei den Benutzern gut akzeptiert wird, das einfache Ein-/Ausschalten weniger.

53 Kontrollsysteme Zeitschalter ist eine einfache Möglichkeit, Licht zu eingestellten Intervallen ein- und auszuschalten. Typisches Beispiel dafür sind Lampen in Schaufenstern.

54 Kontrollsysteme Fernsteuerungen funktionieren ähnlich wie beim Fernsehgerät. Die Benutzer können vom Schreibtisch aus das Beleuchtungsniveau beeinflussen. Beim nachträglichen Einbau hat man den Vorteil, dass keine Verkabelungen notwendig sind.

55 In vielen Bürobereichen ist Licht der Hauptkostenfaktor. Es ist relativ leicht, den Energiebedarf für Beleuchtung zu berechnen und auch nicht schwer, mögliche Einsparpotentiale zu evaluieren. Im ersten Schritt sollte immer der derzeitige Bedarf für Beleuchtung erhoben werden. Bei der Umsetzung von Verbesserungsmöglichkeiten darf nicht vergessen werden, dass Mitarbeiterschulung und Bewusstseinsbildung zum sorgsamen Umgang mit künstlichem Licht immer noch die günstigste Möglichkeit der Effizienzverbesserung darstellt. Zusammenfassung: Beleuchtung