Konsten att skapa bättre belysning och samtidigt spara energi. Skolans ljus

Transkript

1 Konsten att skapa bättre belysning och samtidigt spara energi Skolans ljus

2 Thomasgymnasiet, Strängnäs. Ecolux Inversa och Plaza Up. Gärdesskolan, Gislaved. Ecolux Palla Down. Ronnaskolan, Södertälje. Ecolux Lavanda II. Förbättra arbetsmiljön och minska kostnaderna! Det låter motsägelsefullt men bättre upplysta lokaler kan förbruka mindre energi och samtidigt ge ekonomiska besparingar. Lägre energiförbrukning innebär dessutom miljömässiga vinster. När ljusmiljön planeras i en skola måste man först och främst kartlägga hur de olika lokalerna används. Belysningen ska vara enkel att anpassa efter rummens varierande funktioner och hur de används under dygnet samt vilket insläpp av dagsljus som finns. Skolmiljön är visserligen unik på flera sätt men med specialkompetens kan belysningens utformning bli optimal. Det är möjligt att göra väsentliga besparingar både vid installationen och under drifttiden genom val av rätt armaturtyper, deras placering och rätt ljuskällor. Här har vi på Ecolux byggt upp en bred erfarenhet från en lång rad installationer i skolmiljö. De produkter som vi utvecklat för klassrum och andra skollokaler är grundligt utvärderade och dokumenterade. 02 ECOLUX SKOLANS LJUS

3 Ofrånkomliga samband: Ekonomi Energi Miljö Armaturernas effektivitet är avgörande för anläggningens utformning och påverkar därför kostnader för själva installationen, den tekniska utrustningen samt energiåtgången. Av den totala årskostnaden för en traditionell äldre belysningsanläggning svarar elförbrukningen för nästan 70 procent. Denna energianvändning innebär dessutom en extra miljöbelastning. Rent ekonomiskt samt av miljöskäl finns det därför all anledning att minska energiförbrukningen. Med effektiva armaturer och styrsystem kan man mer än väl uppnå tillfredsställande belysningsnivå oavsett lokalernas utseende och användning. Det är möjligt genom att anläggningen utformas och styrs på ett rationellt sätt samtidigt som energiförbrukningen är väsentligt mycket lägre än med en konventionell installation. 30 % av elanvändningen i skolor är belysning Energimyndigheten och Boverket har låtit göra en besiktning om hur energianvändningen ser ut i 128 skolor i 21 kommuner. (enl STIL2 ER 2007:11). Denna undersökning visar att knappt en tredjedel av den totala energianvändningen består av driftel som till 30% består av belysning. Det framgår också att 60% av den installerade effekten för belysning är flimrande och energikrävande gamla T8-lysrörsanläggningar från 80-talet och tidigare. De drivs med den tidens magnetiska driftdon och har nästan aldrig någon närvarostyrning eller annan regleringsmöjlighet. Energianvändningen för belysning i skolor kan halveras! Sparpotentialen är omfattande och ligger i att använda: effektivare ljuskällor effektivare armaturer styrsystem för belysningen så att den är släckt när ingen befinner sig i rummet och att ljuset från armaturerna regleras i förhållande till infallande dagsljus Elenergianvändningen står för 70% av kostnaderna samtidigt som den orsakar ansenliga utsläpp av koldioxid CO2 Elenergikostnad 70% Kostnadsfördelning i befintliga äldre belysningsanläggningar över anläggningens livslängd, 20år. Övrig driftsel 70% Investering 10% Elenergianvändningen för belysning i skolor kan halveras! Elenergianvändningen i skolor Fördelningen av belysningens installerade effekt Drift och underhåll 20% Belysning 30% Lågenergi 5% Glödlampor 11% Halogen 1% T5 HF-don 7% T8 HF-don 7% Annat 3% T8 konventionella don 59% Enligt utredningen STIL2 ER 2007:11 kan energianvändningen för belysning i skolor halveras genom att ersätta befintliga belysningsanläggningar för T8-lysrör och konventionella don samt glödlampor, med moderna lysrör och styrsystem. ECOLUX SKOLANS LJUS 30

4 Toltorpsskolan, Mölndal. Ecolux Inversa och Parete. Toltorpsskolan, Mölndal. Ecolux Inversa och Parete. Så skapas bra belysningsmiljö Det finns många faktorer som påverkar belysningen i skolmiljön. Tyvärr blir flera av dem ofta helt förbisedda. Det viktigaste är att genom valet av armaturer och placeringen av dem skapa tillräcklig belysningsnivå och bländfritt ljus liksom att få rätt ljusriktning och lämplig skuggbildning. Tillräcklig belysningsnivå I klassrummen måste det självklart vara så ljust att undervisningen fungerar oavsett inredningens placering eller vilka pedagogiska hjälpmedel som används. För att underlätta projekteringen av belysningen finns rekommenderade nivåer i Svensk Standard SS-EN Nivån på belysningen ska vara tillräcklig och inte påverkas av hur elever och lärare sitter eller rör sig. Det innebär krav på ett högt och jämnt ljus i hela rummet. Det effektivaste och mest rationella är att använda dominerande indirekt belysning, det vill säga uppåtriktat ljus som reflekteras av taket. Genom den typen av armaturer får man även en bra belysning på väggarna, som då kan användas som pedagogiska ytor. Rummet upplevs samtidigt som ljusare. Med modern teknik för ljusstyrning kan ljuskomforten regleras, bland annat genom att ljusmängden från armaturerna anpassas efter hur mycket dagsljus som kommer in i rummet. Den möjligheten innebär att energiförbrukningen minskar. Pedagogik och möblering har förändrats sedan 80-talet och kräver armaturer som klarar bra belysning för alla oavsett blickriktning. 04 ECOLUX SKOLANS LJUS

5 Bländfritt ljus Bländning innebär att man utsätts för en starkare ljusretning än vad ögonen är inställda för, det vill säga när betydligt starkare lysande ytor uppträder inom synfältet. I praktiken kan det inträffa när blicken höjs och träffar ljuskällan i en konventionellt neråtriktad armatur. Ur bländningssynpunkt vore det därför önskvärt att enbart använda indirekt belysning, men för att skapa viss skuggbildning behövs även inslag av riktat ljus. Det måste då vara helt bländfritt. I Svensk Standard SS-EN finns också rekommenderade maximala bländtal, UGR. De gäller standardiserade synförhållanden som när t ex synriktningen är rakt fram i horisontalplanet. Sådana värden blir alltför teoretiska och lär inte vara tillämpbara på aktiva elever som knappast har blickarna oavbrutet riktade rakt fram. Med dominerande indirekt ljus minskar emellertid bländningen maximalt vilket märks genom att ljuset känns behagligt oavsett vart blicken riktas. Rätt ljusriktning och lämplig skuggbildning Direkt ljus skapar ofta problem genom att ljusriktningen påverkar kontrasterna. När sådant ljus faller mot ett papper framifrån skapas blänk i t ex blyertsskriven text eller tryck på glättat papper. Blänket minskar kontrasten mellan pappret och texten som då blir svårare att läsa. Lösningen är därför ett dominerande indirekt ljus eftersom det motverkar blänk och förbättrar kontrasterna. Men för att man ska kunna uppfatta ett föremåls form liksom bedöma olika avstånd som när en penna ska sättas mot ett papper, krävs att ljuset skapar skuggor. Det får man inte i ett rum med endast indirekt belysning och därför behövs ett kontrollerat inslag av riktat direktljus. Men det måste vara noggrant avvägt för att bara viss skuggbildning ska uppstå utan att man samtidigt får bländning samt blänk och reflexer i arbetsmaterial genom felaktig ljusriktning. Stor andel direktljus ger större risk för bländning vid högre blickriktningar (mot tex skrivtavla och stående personer) vilket lämnas utan hänsyn i standardiserade bländtalsberäkningar. Stor andel felriktat direktljus ökar risken för blänk i arbetsmaterialet t ex kontrasten mellan blyertskriven text och vitt papper. Stor andel indirekt ljus reducerar bländningen avsevärt, vilket gör belysningen behaglig att vistas i oavsett blickriktning. Med indirekt belysning kommer ljuset från flera blänkfria riktningar vilket förstärker kontrasten i arbetsmaterialet. Med en avvägd andel direktljus skapas skuggor som gör att vi lättare kan bedöma föremåls rörelse, avstånd och form. I en helt indirekt jämn belysning saknar man den förmågan. ECOLUX SKOLANS LJUS 50

6 Lindhagaskolan, Mölndal. Ecolux Inversa och Parete. Lindhagaskolan, Mölndal. Ecolux Inversa och Parete. Energieffektiva Ecolux Inversa ger bästa belysningsmiljö i skolor Vår målsättning är ett system som ger hög nivå av bländfritt ljus genom indirekt belysning som sprids jämnt i hela rummet. Dessutom ska det finnas ett begränsat tillskott av direktverkande ljus för att skapa lämplig skuggbildning och ljusriktning. Genom den indirekta belysningen kommer ljuset från stora ytor, dvs taket, och det innebär att den övervägande delen av ljuset har flera riktningar. Därmed uppstår inga reflexer i dataskärmar och inget blänk i blyertsskrift. Nerljuset från Inversa riktar däremot ljuset vilket ger en avvägd skuggbildning, något som leder till bättre synuppfattning. Med energieffektiva systemet Ecolux Inversa med Ecolux Parete tavelbelysning, når man med minimalt installerad effekt 500 lux som medelbelysning i hela rummet. Den belysningsnivån uppfyller också rekommendationen för kvällsundervisning och vuxenutbildning i Svensk Standard SS-EN Konstantljus och närvarostyrning Ecolux Inversa kan utrustas med ljusstyrningssystemet KLNS-S, och får då flera, både praktiska och energibesparande fördelar. Automatiskt konstantljus som reglerar ljuset till en förvald nivå och kan på så sätt ta vara på dagsljuset, och låta detta vara en del av rumsbelysningen. Med ett enkelt tryck på väggbrytaren tar man över manuellt, för att reglera ljuset till en lämplig nivå för den aktuella aktiviteten i skolsalen. Systemet har manuell tändning och släckning, men också automatisk släckning 15 minuter efter senast detekterad rörelse i rummet. Fönstersida Inre sida +30% Med konstantljussystemet KLNS-S ger Ecolux Inversa raden i inre delen av lokalen automatiskt 30% mer för att kompensera dagsljusinfallet. 06 ECOLUX SKOLANS LJUS

7 Mer ljus i rummets inre delar Med ljusstyrningssystemet KLNS-S regleras belysningen så att armaturerna i de inre delarna av rummet ger 30% högre belysningsnivå än de vid fönsterraden. Därmed undviks känslan av att vissa får för låg belysningsnivå när dagsljuset strålar in vid fönsterraden. Tavelbelysning, Ecolux Parete Energieffektiv belysning är inte bara W/m² Om vi bara ställer krav på den installerade effekten W/m² i en belysningsanläggning, kan man använda armaturer med hög verkningsgrad och som ger mycket ljus till lågt effektuttag. Det är bra när armaturerna är tända. Däremot inspirerar det inte till att spara på energin dvs det som påverkar vår miljö och som vi betalar för i kwh. För att verkligen kunna minska energianvändningen krävs ett system för ljusstyrning som ser till att belysningen är släckt när ingen befinner sig i rummet samt att armaturerna obemärkt regleras ner när dagsljuset ger tillräckligt tillskott. Därför måste vi mäta en belysningsanläggnings energieffektivitet i kwh/m² per år. Till det finns numera en ny standard som ger underlag för att kunna bestämma energianvändningen LENI. Inköp och installation av belysningssystemet är en av de mindre kostnaderna i belysningsanläggningen sett till dess livstid. Genom att investera i en energieffektiv lösning kan man dramatiskt påverka den största kostnadsposten med anläggningen det vill säga energianvändningen. Placeringen nära whiteboardtavlan ger bländ och blänkfritt ljus samtidigt som Ecolux Parete ger en jämn belysning av hela tavlans yta. Jämfört med mer konventionella belysningslösningar, med fler separat inkopplade armaturer, ger Ecolux Inversa systemet med Parete endast tre inkopplingspunkter, vilket nästan halverar installationskostnaden. Manuell tändning på återfjädrande brytare. Automatisk släckning efter 15 min frånvaro. Konstantljus automatik som reglerar ner armaturernas ljus vid dagsljusinfall till totalt ~530 lux i medelbelysning. lux Manuell ljusreglering som kopplar förbi automatiken, för maximal synkomfort i rummet. 6 st Ecolux Inversa 2x49W och 1 st Ecolux Parete 3x28W får man i ett standard klassrum på ca 60 m² en medelbelysning på 640 lux. Med ljusstyrningssystemet KLNS-S regleras nivån ner automatiskt till max ca 530 lux. I vår katalog och på vår hemsida, finns fler lösningar. 250 ECOLUX SKOLANS LJUS 70

8 Elinebergsskolan, Helsingborg. Ecolux Inversa och Parete. Med Ecolux Inversa och Parete i lösningen ovan mer än halveras energianvändningen (LENI) kwh/m² per år jämfört med den tidigare belysningsanläggningen från 80-talet! Ett exempel från verkligheten Elinebergsskolan i Helsingborg var utrustad med en belysningsanläggning från 80-talet och med den tidens armaturer. Bytet av belysningssystem gav högre ljusnivåer och halverade energikostnader. Medelbelysningsnivån var 340 lux med en installerad effekt på 17 W/m². Armaturerna var bestyckade med 36W T8 lysrör med magnetiska don. Flimmer och blinkningarna vid tändning var legio. Närvarostyrning och ljusreglering fanns inte. Förutom att denna belysningsanläggning hade höga elkostnader orsakade den onödig miljöpåverkan. Dessutom var anläggningen mycket bristfällig när det gällde den ergonomiska belysningsmiljön. I detta exempel får man genom den nya lösningen med Ecolux Inversa och tavelbelysningen Ecolux Parete en ergonomisk belysningsmiljö som uppfyller de allra högsta krav på bländ- och blänkfrihet med en väl avvägd skuggbildning. Dessutom innebär bytet en ökning av belysningsnivån från 340 lux till mer än 500 lux för mindre än halva energianvändningen och därmed mer än halverade elkostnader. Resultatet är möjligt genom: Effektivare lysrör T5 med elektroniska högfrekvensdon Effektivare armaturer Inversa och Parete Senaste ljusstyrningsystemet KLNS-S som släcker automatiskt när ingen befinner sig i rummet samt reglerar ner armaturernas ljus, när dagsljuset ger sitt tillskott. Ecolux Inversa masterarmaturen i rummet, med kännare för närvaro och konstantljus i KLNS-S systemet. 08 ECOLUX SKOLANS LJUS

9 Soldalaskolan, Södertälje. Ecolux Albedo. Soldalaskolan, Södertälje. Ecolux Albedo. Livscykelkostnaden avgör långsiktigt Naturligtvis frågar man sig om merkostnaden för investeringen av nya armaturer och ljusstyrningssystem verkligen betalar sig. Ett svar på den frågan ger en livscykelkostnadskalkyl LCC. Här anger vi ett utdrag ur vad LCC ger för de olika belysningslösningarna jämfört med tidigare. I Elinebergsskolans fall är armaturerna mer än 20 år gamla. Det gäller fortfarande för minst 60% av Sveriges grund- och förskolor och något vi också utgått från som livscykellängd. Man kan konstatera att även om den tidigare anläggningens investeringskostnad sätts till 0 kr betalar det sig att byta till Ecolux Inversa med styrsystemet KLNS-S och tavelarmaturen Parete. Genom att ersätta en gammal blinkande lysrörsbelysning med Ecolux Inversa med ljusstyrningssystemet KLNS-S och tavelbelysningen Ecolux Parete får man: Fulländad ergonomisk belysningsmiljö som uppfyller de allra högsta krav på bländ- och blänkfrihet med en väl avvägd skuggbildning Ökning av belysningsnivån från 340 lux till mer än 500 lux - för mindre än halva energianvändningen och därmed mer än halverade elkostnader. En lysande investering för den ergonomiska belysningsmiljön, ekonomin och vår miljö! Utdrag ur LCC (livscykelkostnadskalkyl) för ett klassrum ur exemplet från verkligheten. Trots att vi satt investeringskostnaden till 0 kr för den tidigare belysningslösningen, visar kalkylen att kostnaderna inte ökar för den nya investeringen. Vinsten är en halvering av elenergikostnaden och väsentligt minskade CO2 utsläpp! För mer information se vår hemsida LCC-kalkyl (Livscykelkostnad) LCC-kalkylen avser en anläggnings livslängd på 20 år (kkr) Kostnad Tidigare HF HF+KLNS-S Installation 0,0 17,0 24,0 El 31,0 25,0 11,3 Ljuskällor 7,0 1,6 1,6 Underhåll 12,0 6,0 6,0 S:a 50,0 49,6 42,9 Kalkylmallen går att ladda hem från ECOLUX SKOLANS LJUS 90

10 Gärdesskolan Gislaved. Ecolux Bat Down och Parete. Bosgårdsskolan Mölndal. Ecolux Bat Down och Parete. Gärdesskolan Gislaved. Ecolux Bat Down och Parete. Gärdesskolan Gislaved. Ecolux Bat Down och Parete. Verklighetsbaserad ljus- och energiberäkning Det intressanta ur energianvändningssynpunkt är således att kunna göra en verklighetsbaserad beräkning av energiåtgången dvs kwh/m² per år för val av armaturer, ljuskällor och ljusstyrningssystem som begränsar energianvändningen. Därför har CEN (European Committee for Standardization) tagit fram en standard EN för att kunna fastställa en belysningsanläggnings verkliga energianvändning där hänsyn tas till närvaro, tillskott av dagsljus, regleringsalternativ och förluster. Denna standard kan användas för att jämföra olika alternativa belysningslösningar med varandra och med den befintliga. Exemplet i Elinebergsskolan ger med den förenklade metoden möjligheten att jämföra den tidigare energiåtgången LENI (kwh/m²/år) med ny Ecolux Inversa/Parete belysningslösning enligt ovan med vanliga HF-don alternativt med styrsystemet KLNS-S: På Elinebergsskolan valde man lösningen med ljusstyrningssystemet Ecolux KLNS-S. En av fördelarna med detta system är att den maximala belysningsnivån automatiskt regleras till det förinställda värdet för medelbelysningen ca 500 lux i rummet. Med denna finess förbrukar anläggningen inte mer energi trots att belysningsanläggningen är dimensionerad för att prestera mer. Fakta om LENI Lighting Energy Numeric Indicator EN LENI = kwh/m²per år Beräkningsnycklar Parasitisk energi nödljus Parasitisk energi standby förkopplingsdon Parasitisk energi standby styrsystem Ljusreglering Konstantljusstyrning Närvarostyrning Metoder Omfattande beräkningsmetoden Förenklade beräkningsmetoden Mätmetoden 10 ECOLUX SKOLANS LJUS

11 Så här blev resultatet! Tidigare lösning Lösning med HF Lösning med KLNS-S Armatur Befintlig T8 med Inversa 5520/249-MTP Inversa 5501/249-MTP magnetiska don Inversa 5503/249-MTP Bestyckning 9 st 2x36 W 6 st 2x49 W 1 st 2x49 W 5 st 2x49 W Tavelbelysning 3 st 1x36 W 1 st 3x28 W 1 st 3x28 W Installerad effekt 945 W 735 W 738 W Medelbelysning ~340 lux ~600 lux ~530 lux* LENI 33,8 kwh/m² per år 26,9 kwh/m² per år 12,2 kwh/m² per år *Konstantljusstyrning, går att manuellt ljusreglera upp till ~600 lux Sammandrag av uträkning av LENI (kwh/m 2 per år) enligt den förenklade metoden för de olika lösningarna i Elinebergsskolan. Se även LCC kalkylen på sidan 9. För mer information se vår hemsida Mer än 50% lägre elkostnad och mer än 50% högre belysningsnivå. En ökning av belysningsnivån från 340 till > 500 lux mer än halverar LENI, dvs den årliga energianvädningen. Besparingen för lösningen Ecolux Inversa/Parete med KLNS-S är 1300 kwh per klassrum per år. Det betyder också att elkonstnaden mer än halveras! Samtidigt som också CO 2 utsläppen halveras! Beräkning av LENI för lokal/anläggning: Elinebergsskolan, Helsingborg Datum: Namn: Anders Gravert LENI = {F C x P N / 1000 x [(t D x F D x F O ) + (t N x F O )]} + P E + {P C /t Y x [t Y (t D + t N )]} kwh/m² per år Före: LENI 33,8 kwh/m 2 /år. Medelbelysning 340 lux Effektförbrukning (W/m²) P N = 12,2 W/m² Den totala energianvändning, i det aktuella utrymmet (inklusive eventuella förluster i förkopplingsdon) Konstantljus faktor F C = 0,85 Reduceringsfaktor för konstant belysningsstyrka i det aktuella utrymmet. Faktorn påverkas av bibehållningsfaktorn och underhållsplanen.vanligt värde i anläggningar med dagsljusstyrning 0,9 och utan 1 Dagsljusfaktor F D = 0,8 Reduceringsfaktor för det infallande dagsljuset. Faktorn påverkas av mängden dagsljus som kommer in i utrymmet, vilket i sin tur påverkas av fönsterytor, vädersträck och geografisk plasering av utrymmet. Faktorn påverkas vidare av belysningsstyrkan och vilken typ av styrning man valt.vanligt värde i anläggningar med dagsljusstyrning 0,8-0,9 och utan 1 Efter: LENI 12,2 kwh/m 2 /år. Medelbelysning > 500 lux Närvaro faktor F O = 0,7 Reduceringsfaktor för närvaron i utrymmet. Faktorn påverkas av brukandegrad av utrymmet, närvaro/frånvaro, typ av styrning och indirekt av när på dygnet brukandet sker. Vanligt värde i anläggningar med närvarostyrning 0,7-0,9 och utan 1 Parasitisk Energi, nödljus P E = 0 kwh/m² Parasitiska energin som åtgår för laddning av nödljus, defaultvärde 1 kwh/m² per år Parasitisk Energi, styrning P C = 0,43 kwh/m² Parasitiska energin som åtgår för kontrollenheter i stand-by, defaultvärde 5 kwh/m² per år Utnyttjandetid under dagsljus t D = 1800 h Den tid utrymmet används under dagsljus Utnyttjandetid under ej dagsljus t N = 200 h Den tid utrymmet används under avsaknad av dagsljus Standard timmar per år t y = 8760 h Totala antalet timmar under året. LENI = 12,2 kwh/m² per år Beräkning av LENI kwh/m 2 per år enligt förenklade metoden för exemplet från verkligheten. Med den omfattande beräkningsmetoden alt. mätmetoden kan man sannolikt få fram ett ännu lägre värde för LENI. Anm: 6 st Inversa + Parete ECOLUX SKOLANS LJUS 11

12 Mariebergsskolan Örebro. Ecolux Casella. Sunnerbogymnasiet, Ljungby. Ecolux Inversa och ONY Comm Free. Thomasgymnasiet, Strängnäs. Ecolux Rapido. Bosgårdsskolan Mölndal. Ecolux Bat Down och Parete. Ecolux - en kvalificerad partner för bättre ljus i skolan Sedan länge har vi på Ecolux försett skolor med funktionella och energieffektiva belysningsanläggningar. Utvecklingen av ljuskällor och styrsystem erbjuder nu flera möjligheter till att kunna prestera ännu bättre belysningsanläggningar. Tidens krav på anpassad ergonomisk ljusmiljö kan tillfredsställas med modern teknik och klok planering. Samtidigt minskar den skadliga miljöpåverkan på grund av onödigt hög elförbrukning. För att kunna hävda att man är specialist inom ett belysningsområde krävs både kompetens hos medarbetarna och dokumenterat effektiva produkter. På Ecolux lever vi upp till sådana krav. Vi bedriver även utbildning i belysningsfrågor kring ljusproblematiken i olika typer skolhus och undervisningslokaler. Ecolux har utvecklat och förfinat en serie av produkter som är anpassade till just sådana miljöer. Fler produkter, lösningar och verktyg för att projektera och beräkna finns på vår hemsida. Ecolux AB Box 100, Hyllinge Telefon: Fax: E-post: info@ecolux.se Hemsida: