EPB - Verlichting in tertiaire gebouwen

Verschenen : februari 2011

Het verbruik van verlichtingsinstallaties vertegenwoordigt bijna 35 % van het primaire energieverbruik in tertiaire gebouwen. Dat is verre van een verwaarloosbaar percentage. Daarom werd verlichting geïntroduceerd in de EPB-berekening voor utiliteitsgebouwen. Momenteel betreft het enkel kantoren en scholen betreft.
Dit belangrijk energieverbruik is te wijten aan installaties van mindere kwaliteit, maar ook aan een gebrek aan aandacht van de gebruiker voor efficiënte regelsystemen. Door te kiezen voor een kwalitatieve verlichtingsinstallatie en een aangepast geautomatiseerd regelsysteem kan het energieverbruik sterk teruggedrongen worden.

Afb. 1 Kantoorverlichting.
Afb. 1 Kantoorverlichting.
Afb. 2 Schoolverlichting.
Afb. 2 Schoolverlichting.

Principe
EPB-regelgeving
De rol van de ontwerper en de uitvoerende aannemer
Literatuurlijst
Opmerking
Bijlage

1. Principe

De EPB-regelgeving streeft ernaar het energieverbruik van verlichtingsinstallaties te beperken door het geïnstalleerde vermogen (1) en het verbruikte vermogen (2) van de verlichtingsinstallaties te verminderen.

Hoewel alle kunstmatige verlichtingsinstallaties energieverslindend zijn, neemt de EPB-regelgeving niet alle verlichtingstypes in aanmerking. Ze houdt enkel rekening met vaste verlichtingsinstallaties en dus niet met noodverlichting (antipaniekverlichting, evacuatieverlichting, ...), buitenverlichting van gebouwen (verlichting van parkingzones, architecturale verlichting van gevels, …) of draagbare verlichting (hulplampen, bureaulampen, …).


(1) Het geïnstalleerde vermogen : som van de nominale vermogens van de verschillende armaturen van eenzelfde installatie.
(2)Het verbruikte vermogen : het reële vermogen dat aan de armaturen wordt afgegeven, dus dat effectief verbruikt wordt [W].

A. Plafondverlichting
A. Plafondverlichting
B. Muurverlichting
B. Muurverlichting
C. Inbouwverlichting in de vloer
C. Inbouwverlichting in de vloer
Afb. 3 Armaturen binnen het toepassingsgebied van de EPB-regelgeving.

A. Noodverlichting
A. Noodverlichting
C. Draagbare verlichting
C. Draagbare verlichting
B. Eclairage extérieur
B. Buitenverlichting
Afb. 4 Armaturen buiten het toepassingsgebied van de EPB-regelgeving.

1.1. Waarde bij ontstentenis t.o.v. het geïnstalleerde vermogen

De EPB-berekeningsmethode gebruikt een waarde bij ontstentenis voor het geïnstalleerde vermogen van 20 W/m² voor 500 lx (lux). Deze hoge vermogensdichtheid benadeelt het E-peil. Een goede verlichtingssterkte kan immers gewaarborgd worden met veel lagere vermogens. Daarom is het aan te raden het E-peil te berekenen op basis van het reële geïnstalleerde vermogen.

1.2. Verlaging van het vermogen

Enerzijds kan men het energieverbruik terugdringen door het aantal geïnstalleerde armaturen en hun nominale vermogen te wijzigen en zo het geïnstalleerde vermogen te verminderen. Anderzijds kan men ook een lager energieverbruik behalen via het regelsysteem en zo het verbruikte vermogen verminderen.

De EPB-regelgeving laat daarom toe om regelsysteem op basis van aanwezigheids- en afwezigheidsdetectie of daglichttoetreding in te rekenen.

1.2.1. Controle van de lichtstroom

1.2.1.1. Regeling op basis van de aan- en afwezigheid van de gebruikers


Afb. 5 Sensor voor aanwezigheidsdetectie.
Afb. 5 Sensor voor aanwezigheidsdetectie.
Er wordt een verminderingsfactor in rekening genomen wanneer de verlichtingsinstallatie uitgerust is met een regelsysteem die de lichtstroom varieert in functie van de aan- en afwezigheid van de gebruikers. Concreet bestaan deze regelsystemen uit sensoren die ofwel de armatuur bij aanwezigheid kan ingeschakelen ofwel de geleverde lichtstroom kan verlagen of onderbreken na een bepaalde wachttijd bij afwezigheid van de gebruikers.

Een reductie van het verbruik tot 30 % kan zo beschouwd worden in de meest gunstige configuratie (manuele inschakeling en automatische uitschakeling). De EPB-regelgeving bevoordeelt deze systemen op voorwaarde dat ze een controle per armatuur of armatuurgroep toelaten. Een sensor moet een zone van minder dan 30 m² controleren om in aanmerking te kunnen komen.

1.2.1.2. Regeling op basis van daglichttoetreding


Afb. 6 Sensor voor lichtstroomregeling in functie van daglicht geïntegreerd in een armatuur.
Afb. 6 Sensor voor lichtstroomregeling in functie van daglicht geïntegreerd in een armatuur.
Systemen die de lichtstroom regelen in functie van de beschikbaarheid van daglicht worden ook bevoordeeld. De systemen die een gelokaliseerde regeling verzekeren worden nog meer bevoordeeld. De besparing zal maximaal zijn (20 % in de kunstlichtzone en 40 % in de daglichtzone) wanneer de door de sensor gecontroleerde oppervlakte gelijk is aan of kleiner is dan 8 m².

Deze besparing wordt daarentegen niet meer in aanmerking genomen wanneer de door één sensor gecontroleerde oppervlakte groter is dan of gelijk is aan 30 m². De onderliggende reden voor deze grens van 30 m² is dat het onmogelijk is – wat de energie-efficiëntie betreft – om heel grote oppervlakten te controleren met één enkele sensor. Als de door één sensor gecontroleerde oppervlakte tussen 8 m² en 30 m² bedraagt, zal de winst op lineaire manier variëren tussen 20 % en 0 % voor de kunstlichtzone en tussen 40 % en 0 % voor de daglichtzone.

Zoals bij de systemen met aan- en afwezigheidsdetectie bevoordeelt de EPB-regelgeving de regelsystemen per armatuur of armatuurgroep.

A. Principe de fonctionnement sous un ciel couvert
A. Werkingsprincipe bij bewolkte hemel
B. Principe de fonctionnement sous un ciel clair
B. Werkingsprincipe bij heldere hemel
A. Principe de fonctionnement sous un ciel couvert
C. Daglichtregelsysteem
Afb. 7 Regelsysteem met daglichtregeling

1.3. Visueel comfort

De EPB-regelgeving streeft dan wel naar een vermindering van het energieverbruik, maar deze mag niet gepaard gaan met een afname van het visuele comfort. Zo is het verlagen van het geïnstalleerde vermogen van 18 W/m² naar 10 W/m² op zich geen oplossing als de gemiddelde te behouden verlichtingssterkte op het werkvlak van 500 lx (zoals aanbevolen door de norm NBN EN 12464–1 [1]) naar 300 lx daalt. Daarom wordt in de EPB-regelgeving de verhouding tussen het te verzekeren verlichtingsniveau (bij ontstentenis 500 lx) en het maximale energieverbruik beschouwd.

1.3.1. Verlichtingsniveau

1.3.1.1. Het gerealiseerde verlichtingsniveau en de hulpvariabele L

De EPB-regelgeving neemt het te verzekeren verlichtingsniveau in acht om het karakteristieke primaire verbruik vast te leggen met de hulpvariabele L. Deze hulpwaarde L geeft een beeld van het verlichtingsniveau en wordt berekend aan de hand van de fotometrische gegevens van de armaturen. Voor een lokaal uitgerust met een gegeven armatuur is deze hulpwaarde afhankelijk van de lichtstroom van de lampen en de CIE fluxcodes (.N2, .N4 en .N5) [4] van die armatuur (deze CIE fluxcodes zijn identiek aan de CEN fluxcodes zoals bepaald in de norm NBN EN 13032–2 [3]).

De fluxcodes zijn een weergave van de lichtverdeling van een armatuur. Ze worden bepaald op basis van de lichtstroom geleverd door de armatuur in functie van de beschouwde openingshoek.

Het is ook mogelijk om deze hulpvariabele L te berekenen op basis van computersimulaties met de door de Gewesten erkende softwareprogramma's.

Het verlichtingsniveau laat toe om het maximale primaire energieverbruik aan te passen naargelang van de gerealiseerde verlichting. Het toegelaten maximale primaire energieverbruik van een schoolgebouw uitgerust met talrijke lokalen voor technisch tekenen waarvoor een te verzekeren gemiddelde verlichtingssterkte van 1000 lx vereist is, zal hoger liggen dan dat van een kantoor waar slechts 500 lx vereist is.

1.3.1.2. Instelbaar verlichtingssterkte

Systemen waarmee het verzekerde verlichtingsniveau ingesteld kan worden (per armatuur of per armatuurgroep) worden ook in rekening genomen bij een EPB-berekening. De verlichtingssterkte kan bijvoorbeeld geregeld worden om de veroudering van de installatie te compenseren, zodat men onder constante verlichting kan werken.

Onder regelbare verlichtingssterkte verstaan we de mogelijkheid om het verlichtingsniveau tijdens de installatie aan de armatuur in te stellen of wanneer de gebruiker de lichtstroom zelf vrij kan beheren.

Top

2. EPB-regelgeving

De EPB houdt bij ontstentenis rekening met een geïnstalleerd vermogen voor de verlichtingsinstallatie van 20 W/m² en een verlichtingssterkte van 500 lx. Dit is echter een ongunstige situatie, want wanneer de ontwerper dit vermogen toepast in zijn berekeningen zal het moeilijk zijn om het opgelegde E-peil te behalen. Daarom wordt de voorkeur gegeven aan de gedetailleerde berekening op basis van het geïnstalleerde vermogen.

Deze berekening volgens het geïnstalleerde vermogen bevoordeelt armaturen met een hoog lichtrendement. Het zet de ontwerper en de installateur ook aan om aandacht te hebben voor :
  • het gebruikte lamptype : een TL-lamp (buislamp) of CFL (fluocompactlamp) heeft een hoger lichtrendement dan een gloeilamp

  • de kwaliteit van de optieken : het licht moet uitgestraald worden naar de plaats die verlicht moet worden

  • het verbruik van de voorschakelapparaten : het verbruik van het besturingssysteem moet beperkt worden

  • het regelsysteem : een systeem met aanwezigheidsdetectie bijvoorbeeld, wat het energieverbruik kan doen dalen.
Al deze elementen zijn opgenomen in de EPB-regelgeving, evenals :
  • het vermogen van de lamp(en)

  • de hulpvariabele L die functie is van de gerealiseerde verlichtingssterkte.

  • het parasitair verbruik van de voorschakelapparatuur (momenteel nog niet van toepassing)

  • de verschillende reductiefactoren van het geïnstalleerde vermogen naargelang van het type en het regelsysteem.
Concreet gezien en zoals hoger vermeld, hebben onderzoeken aangetoond dat het zonder een energie-efficiënte verlichting bijna onmogelijk is om aan het criterium E 100 te voldoen. De analyse van 50 verschillende gebouwen toont aan dat er meer dan 20 punten verschil is tussen het berekende E-peil voor een efficiënte verlichtingsinstallatie, al naargelang men de forfaitaire methode of de gedetailleerde methode toepast.

Het is dus belangrijk om een energie-efficiënte verlichting te installeren en, in de mate van het mogelijke, de installaties uit te rusten met regelsystemen voor de lichtstroom op basis van aanwezigheid en beschikbaarheid van daglicht.

Voor een verlichtingssterkte van 500 lx moet men streven naar een richtwaarde voor vermogensdichtheids van 10 tot 11 W/m². Waarden hoger dan 12,5 W/m² voor 500 lx zullen de energieprestatie van het gebouw benadelen.

Men kan het E-peil verbeteren door :
  • het verlichtingsniveau bij een constant geïnstalleerd vermogen te verhogen

  • het geïnstalleerde vermogen bij een constante verlichting te verminderen

  • regelsystemen voor de lichtstroom te gebruiken in functie van aan- en afwezigheid bij constante verlichting en vermogen

  • regelsystemen voor de lichtstroom te gebruiken in functie van daglicht bij constante verlichting en vermogen.
Of door verschillende van deze ingrepen te combineren.

Top

3. De rol van de ontwerper en de uitvoerende aannemer

In Infofiche 48.1 vindt u een algemeen overzicht van de taken van elke partij in het bouwproces, voor zover ze betrekking hebben op de EPB-regelgeving. We hebben gezien dat de voornaamste parameters voor de EPB-berekening het type van de geïnstalleerde armaturen en regeling zijn. De aannemer moet dus door de ontwerper goed op de hoogte worden gebracht van de gekozen armaturen en gekozen controlesystemen.

Hieronder vindt u meer specifieke taken met betrekking tot deze infofiche.

De taken van de ontwerper bestaan normaal gesproken uit :
  • de verlichtingsinstallatie correct te dimensioneren om een beperking van het verbruikte vermogen te verzekeren en terzelfdertijd het visuele comfort te waarborgen

  • de kenmerken van de te gebruiken lichtbronnen en armaturen nauwkeurig te specificeren

  • de positie van de sensoren en de werkingsmethode van de gebruikte regelsystemen te definiëren.
De taken van de uitvoerende aannemer bestaan normaal gesproken uit :
  • het bestek nauwgezet respecteren, vooral betreffende de keuze van de armaturen

  • de toestemming van de ontwerper te vragen om over te gaan tot de plaatsing van een systeem of een systeemelement dat afwijkt van het bestek

  • varianten of verbeteringen voor te stellen die al dan niet een invloed hebben op de EPB-regelgeving

  • bepaalde informatie met betrekking tot de gebruikte producten door te geven aan de ontwerper. Dit is bijvoorbeeld de technische fiches met de fotometrische gegevens van de gebruikte armaturen of regelsystemen.
Top

Literatuurlijst

1. Bureau voor Normalisatie
NBN EN 12464–1 Licht en verlichting. Werkplekverlichting. Deel 1 : Binnenwerkplekken. Brussel, NBN, 2003.

2. Bureau voor Normalisatie
NBN EN 12665 Licht en verlichting. Basistermen en – criteria voor het vastleggen van eisen aan de verlichting. Brussel, NBN, 2002.

3. Bureau voor Normalisatie
NBN EN 13032–2 Licht en verlichting. Meting en presentatie van fotometrische gegevens van lampen en armaturen. Deel 2 : Voorstelling van gegevens voor werkplekken binnen en buiten. Brussel, NBN, 2005.

4. International Commission on Illumination
Calculations for interior lighting : Applied method. Wenen, International Commission on Illumination, Technisch Rappport, nr. 52, 1982.

5. International Commission on Illumination
The measurement of luminous flux. Wenen, International Commission on Illumination, Technisch Rapport, nr. 84, 1989.

Top

Opmerking

De Infofiches 'EPB & Bouwberoepen' werden met de grootste zorg opgesteld. Het WTCB kan echter niet aansprakelijk gesteld worden voor eventuele schade die door gebruik van deze informatie zou zijn veroorzaakt. Alleen de Gewesten zijn bevoegd om zich uit te spreken over de interpretatie van de regelgevingen.

Top

Bijlage

A.1. Fluxcodes

De fluxcodes zijn de voorstelling van de lichtverdeling van een armatuur en worden bepaald op basis van de waarden FC1, FC2, FC3, FC4, F en PHIS :
  • FC1, FC2, FC3, FC4 en F karakteriseren de lichtstroom voor de ruimtehoeken van π/2, π, ¾ π, 2 π en 4 π. Dit komt overeen met de geleverde lichtstroom in kegels gericht op de hoofdas van de armatuur en openingshoeken α van 41,4°, 60°, 75,5°, 90° en 180° (zie afbeeldingen 8 en 9)

  • FC4, de lichtstroom uitgestraald in de ruimtehoek 2 π, vertegenwoordigt de lichtstromen die naar beneden worden uitgestraald

  • F, de lichtstroom uitgestraald in de ruimtehoek 4 π, vertegenwoordigt de totale lichtstroom die door de armatuur wordt uitgestraald.

  • PHIS komt overeen met de totale lichtstroom afkomstig van alle lampen van de armatuur.
Fig. 1 Définition de l'angle solide.
Afb. 8 Definitie van de ruimtehoek [sr] (steradialen).
Fig. 2 Diagramme polaire.
Afb. 9 Polair diagram.

Tophoek α 41, 4 ° 60 ° 75,5 ° 90 ° 180 °
Ruimtehoek ω π/2 π ¾ π 2 π 4 π
Afb. 10A Ruimtehoeken.

Fig. 1 Définition de l'angle solide.
Afb. 10B CIE fluxcodes.

A.1.1. Toepassing op een concreet geval
A.1.1.2 Situatie met een armatuur met een directe component (armatuur A)

Afb. 4 Directe verlichting : principeschema.
Afb. 11 Directe verlichting : principeschema.
Afb. 5 Polair diagram (armatuur A).
Afb. 12 Polair diagram (armatuur A).

  Lumen [lm]
FC 1 2535
FC 2 3730
FC 3 3755
FC 4 3760
F 3760
PHIS 5000
Afb. 13A Fotometrische gegevens (armatuur A).
.N1 FC 1 / FC 4 0,67
.N2 FC 2 / FC 4 0,99
.N3 FC 3 / FC 4 1,00
.N4 FC 4 / F 1,00
.N5 F / PHIS 0,75
Afb. 13B CIE Fluxcodes (armatuur A).

Doordat armatuur A een directe armatuur is, is de lichtstoom uitgestraald naar beneden (FC4 = 3760 lm) identiek aan de totale lichtstroom uitgestraald door de armatuur (F = 3760 lm).

.N5 vertegenwoordigt de verhouding tussen de totale lichtstroom (F) uitgestraald door de armatuur en de lichtstroom uitgestraald door alle lampen van de armatuur, en geeft zo een beeld van het lichtrendement (0,75 %) van de armatuur.

1.2.2 Situatie met een armatuur met een directe en een indirecte component

Afb. 7 Directe en indirecte verlichting : principeschema (armatuur B).
Afb. 7 Directe en indirecte verlichting : principeschema (armatuur B).
Afb. 8 Polair diagram (armatuur B).
Afb. 8 Polair diagram (armatuur B).

  Lumen [lm]
FC 1 1733
FC 2 2292
FC 3 2305
FC 4 2309
F 3870
PHIS 4300
Afb. 9A Fotometrische gegevens.
.N1 FC 1 / FC 4 0,75
.N2 FC 2 / FC 4 0,99
.N3 FC 3 / FC 4 1,00
.N4 FC 4 / F 0,60
.N5 F / PHIS 0,90
Afb. 9B CIE fluxcodes (armatuur B).

Doordat armatuur B een armatuur met een directe en een indirecte component is, is de totale lichtstroom uitgestraald door de armatuur (F = 3870 lm) groter dan de lichtstroom uitgestraald naar beneden (FC 4 = 2309 lm).

.N5 vertegenwoordigt de verhouding tussen de totale lichtstroom (F) uitgestraald door de armatuur en de lichtstroom uitgestraald door alle lampen van de armatuur en geeft zo een beeld van het lichtrendement (90 %) van de armatuur.

Top


Departement 'Akoestiek, Energie en Klimaat', WTCB