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Energieeffiziente Beleuchtung unter Berücksichtigung von Tageslicht und verschiedenen Nutzeranforderungen
Gramm, Stefan
Inst. Energie- und Automatisierungstechnik
Die Notwendigkeit und die Möglichkeiten der Sanierung von Beleuchtungsanlagen werden in drei Nichtwohngebäuden unterschiedlicher Nutzungsart untersucht. Die berechneten und vor Ort gemessenen Energieumsätze der Altanlagen und der Neuplanungen für ein Schulgebäude, mehrere Ausstellungssäle in Museen und 40 Büroräume eines Verwaltungsgebäudes ergaben erhebliche Einsparpotenziale von bis zu 70 %. Mit Einführung der LED-Technik ist erstmal eine hohe Energieeffizienz mit gleichzeitig deutlich verbesserter Lichtqualität möglich. So ist beispielsweise für den Einsatz in Museen keine UV-Filterung nötig und das relative Schädigungspotenzial wird deutlich abgesenkt.
Zur weiteren Erhöhung der Energieeinsparung bei Tageslichtnutzung gibt DIN 5034-1 einen Faktor von 0,6 an, um den bei seitlichem Tageslichteinfall der Wartungswert der Beleuchtungsstärke für horizontale Sehaufgaben reduziert werden darf. Da diese Angabe bisher nur auf Berechnungen beruhte, wurden in einem Probandentest unter kontrollierten Laborbedingungen die Auswirkungen des seitlichen Tageslichteinfalls gegenüber einer konventionellen künstlichen Beleuchtungsanlage bei unterschiedlichen Oberflächenbeschaffenheiten der Sehaufgabe weitergehend untersucht. Dabei stellte sich heraus, dass für die Bewältigung der Sehaufgabe sogar noch kleinere Faktoren zu begründen wären. Jedoch fielen die Bewertungen der Annehmlichkeit durch die Probanden bei Faktoren <0,6 erheblich schlechter aus. Der in der Norm vorgeschlagene Faktor von 0,6 ist damit als Kompromiss für eine bestmögliche Energieeinsparung bei gleichzeitig guter Vorraussetzung zur Bewältigung der Sehaufgaben und einer angenehmen Beleuchtungssituation bestätigt.
The need for and the possibilities for retrofitting of lighting systems are investigated in three non-residential buildings types. The energy consumption of the existing lighting systems as well as new state-of-the-art lighting systems are calculated and measured for a school building, several exhibition halls in musea and 40 office spaces of an administrative building. The comparison of the measured energy consumption revealed significant energy savings potentials of up to 70 %. The combination of high energy efficiency with significantly improved light quality has become possible through the introduction of LED technology. For example there is no need for UV-filtering in musea anymore while the relative damage potential is significantly lowered.
To further increase energy savings when using daylight the German industry standard DIN 5034-1 indicates a factor of 0.6 to which the maintained illuminance may be reduced with lateral daylight incidence on a horizontal task area. Since this factor was only based on calculations until now, the effects of lateral light incidence compared to a conventional artificial lighting system with different surface textures of the visual task were further investigated in a subject test under controlled lab conditions. The test showed that for dealing with the visual task even smaller factors can be justified. However, the evaluation of convenience brought significantly worse ratings when using factors lower than 0.6. The proposed factor of 0.6 is thus confirmed as a compromise for the best possible energy savings with good precondition to deal with the visual tasks and also well rated lighting situations.
