fagerhult_belysningsplanering_2.jpg

Beregningstips

Et belysningsanlæg kræver overvejelse med hensyn til belysningssystem, udstyr, funktioner, styresystemer og anvendelse af dagslys. Her er et par beregningstips omkring energieffektivitet.

Energieffektivitet i belysningsanlæg

Et belysningsanlæg kræver overvejelse med hensyn til belysningssystem, udstyr, funktioner, styresystemer og anvendelse af dagslys. Her er et par beregningstips omkring energieffektivitet.

Udover en lav installeret effekt bør energiforbruget i et anlæg begrænses ved hjælp af forskellige styresystemer så belysningen kan behovstilpasses og dermed have en optimal effektivitet.

En god måde at bedømme energieffektiviteten for et belysningsanlæg er at bedømme det årlige energiforbrug. Denne metode beskrives i standarden EN 15193 som er koblet til Energidirektivet.

Mere præcise beregninger kan udføres i DIALux eller lignende beregningsprogrammer. Her kan tages hensyn til reduktionsfaktorer ved stying afhængig af bevægelsesmelder - dagslys og konstantlysstyring.

Almene råd til at opnå et lavt energiforbrug

For at opnå et energieffektivt belysningsanlæg bør nedenstående overvejes:

  • Vælg lyskilder med optimalt lysudbytte ved krævet farvegengivelse.
  • Energieffektivt belysningssystem med behovstilpasning af den installerede belysningseffekt.
  • Effektive lysarmaturer med passende lysfordeling og god afblænding.
  • Effektiv udnyttelse af dagslys.
  • Effektiv udnyttelse af kunstlyset og det naturlige lys med en lys farvesætning.
  • Belysning tilpasset med bevægelsesmelder.
  • Mulighed for individuelt behovstilpasning.
  • HF drift med lysregulering.
  • God planlægning af vedligehold af anlægget for at bevare en høj vedligeholdelsesfaktor.

Eksempel på installerede belysningseffekter

AnlægstypeInstalleret belysningseffektKrævet belysnings- styrke i drift (lx)Anm.
Korridorer 5–10 W/m² 100 lx  
Korridorer 10 W/m² 200 lx  
Almene områder 10–12 W/m² 300 lx  
Arbejdslokaler 10–12 W/m² 300 lx *)
Arbejdslokaler 10–15 W/m² 500 lx *)
Arbejdslokaler 15–30 W/m² 1000 lx *)
*) Krævet belysningsstyrke indenfor et arbejdsområde i henhold til gældende standard DS EN 12461-1. Den lavere værdi forudsætter normalt et lokaliseret belysningssystem som er tilpasset arbejdsområdet.

Evaluering af belysningssystem

Visuelle ergonomiske aspekter af arbejdspladsen

Vurdering af rummet visuelt, belysningen, farverne og udformningen. Disse faktorer påvirker hinanden og er svære at bedømme hver for sig. Farverne i rummet må ikke være forvrænget og dit syn må ikke være udsat for blænding eller reflekser.

Rummets visuelle kvalitet har stor indflydelse på dit helbred og din ydeevne. Derfor er det vigtigt at man ikke udelukkende forlader sig på et computerberegnet resultat. Prøv at udføre en visuel evaluering af din egen arbejdsplads efter nedenstående model.

Giv evalueringen karakter på en skala fra 1-5

BegrebBeskrivelseEvaluering
Lysniveau – er det lyst eller mørkt i rummet? lyst – mørkt
Lysfordeling – hvordan er lyset fordelt i rummet? jævn – varieret
Lysfarve – opfattes lysfarven som varm eller kold? varm – kold
Farver – hvordan opleves farver og objekter? naturlige – forvrængede
Blænding – forekommer ubehagsblænding? ej mærkbar – ubehagelig
Skygger – er skyggerne bløde eller hårde? bløde – hårde
Reflekser – er reflekserne intensive eller diffuse? intensive – diffuse

Vedligeholdelsesfaktorens opgave er at tage hensyn til lysnedgangen

Lysstrømmen mindsker med tiden uanset lyskilde type. Lysnedgangen vises som L-værdi, individuelt for hvert LED-armatur. L90 ved 50 000 h betyder at armaturet har 90 % tilbage af sin oprindelige lysstrøm efter 50 000 h. Vedligeholdelsesfaktorens funktion i en lysberegning er at tage højde for installationen lysnedgang. Med andre ord sikrer vedligeholdelsesfaktoren at lysinstallationen opfylder driftværdien.

Den nye vedligeholdelsesfaktor

I henhold til CIE 97:2005 beregnes vedligeholdelsesfaktoren for hvert enkelt armatur ved hjælp af formlen:

Lysnedgang × Lyskildeudfald × Armaturtilsmudsning × Rumtilsmudsning = Vedligeholdelsesfaktor

Lysnedgangen findes i armaturspecifikationen og leveres af armaturproducenten. Værdier for lyskildeudfald, armaturtilsmudsning og rumtilsmudsning er angivet i CIE 97:2005.

Vedligeholdelsesfaktor giver L90 ved 50 000 h en fordel

Anvendelse af den nye vedligeholdelsesfaktor betyder at::

  • L-værdien ved 50 000 h påvirker vedligeholdelsesfaktoren
  • Højere L-værdier giver højere vedligeholdelsesfaktor
  • Armaturer med højere vedligeholdelsesfaktor opfylder driftværdien med færre armaturer

 

Eksempel:
Klasseværelse med L80-armaturer eller L90-armaturer

Beregning af vedligeholdelsesfaktor ved pendlede armaturer i et rent miljø

Armatur Lysnedgang   Lyskildeudfald   Armaturtilsmudsning   Rumtilsmudsning   Vedligeholdelsesfaktor
L80-armatur 0,80 × 1,00 × 0,94 × 0,95 = 0,71
L90-armatur

0,90

× 1,00 × 0,94 × 0,95 = 0,80

Værdier for lyskildeudfald, armaturtilsmudsning og rumtilsmudsning er angivet i CIE 97:2005.

 

Forskellen i en lysberegning

Installationen med L80-armaturer får en driftværdi på 445 lux hvilket ikke er nok til at klare standardens krav på 500 lux. For at installationen skal opfylde kravet skal der bruges tolv armaturer. L90-armaturerne der har en højere vedligeholdelsesfaktor opfylder standardens krav på 500 lux med kun ni armaturer. L90-armaturern opfylder altså kravene med færre armaturer.

 

 

L80

L90
 

Klasseværelse med pendlede
L80-armaturer 

Klasseværelse med pendlede
L90-armaturer 

Krav enligt SS-EN 12 464-1   500 lux  500 lux
Vedligeholdelsesfaktor   0,71  0,80
Nyværdi
 625  625
Driftværdi (middel)   445 lux (klarer ej kravet)  501 lux

Lysmåling

Armaturets lysfordeling måles i flere forskellige C-plan rundt om armaturet (mindst for hver 15. grad rundt om armaturet). Det første måleplan (C=0°) er planet, der løber parallelt med lyskildens længdeakse. γ-vinklerne måles i flere vinkler, mindst for hver 5. grad (se figuren).

Lysfordelingskurve

Lysfordelingskurven er en kurve, der er indtegnet i et poldiagram. Den angiver armaturets lysstyrke i forskellige retninger som en funktion af synsvinklen i et eller flere planer. Den vises oftest som en ubrudt linje, der viser lysfordelingen vinkelret på lyskildens længdeakse, og en stiplet linje, der viser lysfordelingen i længdeaksens retning.

Lysfordelingskurvernes værdier er inddelt, så de svarer til 1.000 lm fra lyskilden (cd/1.000 lm, cd/klm). Det er derfor ofte muligt at fremstille armaturer med forskellige effekter i et samlet poldiagram.

 

Normaliseret lysstyrke
Normaliserede lysintensitetsdata for et armatur (udstyret med en eller flere lyskilder af en bestemt type og styrke) skal angives i form af en tabel, der er normaliseret til en lysstrøm på 1000 lm, og præsenteres i candela pr. kilolumen (cd • klm -1).

fagerhult_polardiagram_1

530cd/klm i 0 grader

Absolut lysstyrke
Absolutte lysintensitetsdata (i candela (cd)) for et armatur (udstyret med en eller flere lyskilder af en bestemt type og styrke) skal angives i form af en tabel. Lyskildemodel og nominel styrke skal angives.

fagerhult_polardiagram_2

I dette tilfælde er lysstyrken 3.300 lm.
530cd/klm
ganget med 3.300 lm giver 1.760 cd.

 

Isolux diagram

fagerhult_isoluxdiagram

Diagrammet viser et område, der er afgrænset af kurver (eller skalaer), inden for hvilket den horisontale belysningsstyrke overskrider kurvens luxværdi. Armaturernes placering er normalt anført.

Alternativt kan isoluxdiagrammet fremstilles som et 3D-diagram, som er bedst egnet til at tydeliggøre belysningsanlæggets jævnhed. Belysningsstyrkeværdierne for beregningspunkterne kan også anføres på plantegningerne til lokalet, og resultatet anføres i tabelform. I DIALux kan resultaterne angives i samtlige af de formater, der er angivet ovenfor.

 

Begreber og deres betydning

      
Størrelse/BegrebBetegnelseEnhedFormelDefinition/forklaring
For standardiserede de nitioner og yderligere tydelliggørelse af størrelser, enheder og begreb se EN 12665. Grundlæggende termer og kriterier ved speci cering af belysningskrav (EN 12 665 – Basic terms and criteria for specifying lighting requirements).
Lysstyrke (for en lyskilde i en given retning) I candela (cd) I=dΦ/d
cd = lm • sr-¹

Forholdet mellem den lysstrøm dΦ, som forlader lyskilden i rumvinkelelementet dΩ i en given retning, og rumvinkelelementet (enhed: cd = lm • sr -1). Bemærkning: Lysstyrken er lysintensiteten i en bestemt retning – lysstrømmen pr. rumvinkel (ω).

Belysningsstyrke (på et punkt på en  ade) (E) E Lx E= Φ/A

Forholdet mellem den lysstrøm dΦv, der rammer et element af aden, herunder punktet, og aden dA af dette element (enhed: lx = lm⊗m2). Bemærkning: Belysningsstyrke refererer til den lysstrøm, der rammer en bestemt ade – lysstrøm pr. adeenhed (m2). Belysningsstyrke (på et punkt på en over ade) (E).

Cylindrisk belysningsstyrke Ez Lx Ez = (1/π) 
L sin εdω
/
4 πsr

Den samlede lysstrøm mod en buet ade på en meget lille cylinder, som er placeret på et bestemt punkt, divideret med cylinderens ade (enhed: lx). Bemærkning: Den cylindriske belysningsstyrke (på et punkt, for en retning) (Ez) er størrelsen de ne- ret ved formlen Ez = (1/π) L sin εdω 4 πsr hvor: dΩ er den rumvinkel for hver elementære stråle, som passerer igennem det givne punkt. L er dennes luminans ved dette punkt. ε er vinklen mellem den og den givne retning. Medmindre andet er angivet, er retningen lodret. Enhed: lx

Modellering Ez / Eh   Ez / Eh

Forholdet mellem den cylindriske og den horisontale belysning på et punkt. Bemærkning: Balancen mellem di ust og retningsbestemt lys. En værdi på mellem 0,3 og 0,6 er normalt tegn på god modellering.

Luminans (lystæthed) L (cd/m²) L = I/A
(L = I/Acosα)

Luminans i en given retning, på et givet punkt på en virkelig eller imaginær ade (enhed: cd⊗m2 = lm⊗m2⊗sr1). Bemærkning: Luminans kaldes også for lystæthed og de neres som lystætheden i en given retning mod et bestemt punkt eller en bestemt ade på en lyskilde/et armatur eller en belyst ade. Anm: Luminans benævnes også lystæthed og de neres som lystætheden i en bestemt retning mod et punkt/over ade på en lyskilde/armatur eller belyst over ade.

Lysstrøm Φ lumen (lm) Φ=I/ω Dette er den totale lysmængde fra en lyskilde og de neres som den lysmængde, der opnås, når lyskildens strålingslysstrøm vurderes på baggrund af øjets følsomhed ved dagsyn (Vλ-kurven iht. CIE).
Armaturvirkningsgrad (Light Output Ratio – LOR) ηA     Forholdet mellem den samlede lysstrøm fra armaturet, målt under bestemte praktiske forhold, med dets egne lyskilder og udstyr, og summen af den individuelle lysstrøm fra samme lyskilder i drift uden for armaturet med samme udstyr under bestemte forhold.
Ballast Lumen Faktor (Lysstrømsfaktor for for- kobling) BLF Angiver forholdet i lysstrøm fra samme lyskilde målt med en konventionel forkobling og med en referencereaktor ved en omgivende temperatur på 25° C.
Farvetemperatur Tc kelvin (K) CIE 17.4

Temperaturen i en Plancks-stråler, hvis stråling har samme kromacitet som den givne stimulus. (enhed: K). Bemærkning: Farvetemperaturen beskriver en lyskildes farveindtryk og opleves normalt som varm ved K < 4000 og kold ved K > 4000 K. Farvetemperaturen angives i absolut temperatur eller absolut nulpunkt, der de neres som K=–273,17 o C eller 0 o C=+273,17 K.

Korreleret farvetemperatur Tcp kelvin (K) CIE 17.4 Den temperatur på Planck-stråleren, hvis oplevede farve ligner den mest ved en given stimulus ved samme lyshed og under bestemte betragtningsforhold. (enhed: K) samma ljushet och under speci - cerade betraktningsförhållanden. (enhet: K)
Farvegengivelsesindeks CRI Ra CIE 17.4 CIE 1974: Generelt farvegengivelsesindeks for en bestemt opsætning med 8 farveprøver. Bemærkning: Et mål for en lyskildes evne til at gengive farver sammenlignet med en referencelys- kilde ved en bestemt farvetemperatur. For at graduere dette anvendes der et Ra-indeks, som ifølge CIE højst kan være 100, og som til belysning af arbejdspladser skal være mindst 80.
Lysudbytte for en lyskilde η (lm/W) η=Φ/P Forholdet mellem den udsendte lysstrøm og den e ekt, som tilføres lyskilden. (enhed: lm⊗W1) Bemærkning: Lysudbyttet kan beskrives som et mål for lyskildens virkningsgrad.
Lysudbytte – system (lyskilde + forkobling) η c (lm/W) η=Φ/P Forholdet mellem den lysstrøm, en lyskilde afgiver, og den elektriske e ekt, som den optager, inklu- sive forkobling.
Lysudbytte – armatur (lyskilde + forkobling) l /LLE (lm/W) η=Φ/P Forholdet mellem den lysstrøm, som afgives fra et lysarmatur, og den kritiske e ekt, som den opta- ger med lyskilden inkl. forkobling.
Blænding     CIE- 31, 112, 117 Synsforhold, hvor der forekommer ubehag eller nedsat evne til at se detaljer og genstande som følge af en uhensigtsmæssig lysfordeling, et uhensigtsmæssigt luminansniveau eller ekstreme kontraster. Bemærkning: Blænding inddeles normalt i ubehagsblænding UGR/NB og synsnedsættende blæn- ding TI/GR.
Ubehagsblænding UGRL   CIE- 117

Ubehagsblænding kan udtrykkes ved hjælp af en "psykometrisk skala", som er a edt af psykofysiske eksperimenter. Hvis den udtrykkes ved hjælp af "uni ed glare rating", skal følgende værdier på UGR anvendes: (se CIE 117): 10; 13; 16; 19; 22; 25; 28. Bemærkning: Producenten af armaturet skal kunne fremlægge veri cerede UGR-data for et armatur iht. den tabelmetode, som beskrives i CIE-publikation 117. Producenter, der publicerer UGR-tabeller, som er beregnet med en anden afstand til højdeforholdet end den, der er beskrevet i CIE-publikation 117, skal angive dette forhold.

Jævnhed
– belysningsstyrke
 – luminans
Uo   Emin/Emedel
Lmin/Lmedel
Forholdet mellem den laveste værdi og middelværdien over en speci ceret  ade, medmindre andet er angivet.
Dagslysfaktor D    

Forholdet mellem belysningsstyrken på et punkt på en given ade, forårsaget af lys direkte eller indirekte fra himlen med en antaget eller kendt luminansfordeling, og belysningsstyrken mod en vandret ade forårsaget af en uafskærmet halvkugle af samme himmel. Bidrag fra direkte sollys til begge belysningsstyrker er udelukket.

Armaturluminans Lmed cd/m2 L=I/A
(L=I/Acosα)
Middelluminansen ved lysarmaturets lysende dele eller rumvinkel.
Armaturluminans – grænseværdier (ved skærm- arbejde) Lmed cd/m2 L=I/A
(L=I/Acosα)

Middelluminansen ved lysarmaturets lysende dele skal være målt og/eller beregnet i C-plan ved 15° intervaller begyndende ved 0°, og elevationen i γ-vinklerne 65°, 75° og 85°. Bemærkning: Normalt skal producenten af armaturet fremkomme med disse data baseret på lyskildens/armaturets maksimale udbytte. Værdierne bør ikke overskride de angivne grænseværdier i tabel 4 (se også EN 13032-1 og -2).

Afskærmningsvinkel for armaturets lyskilde   grader Vinklen mellem armaturets vandrette plan og den synsretning, hvorved dele af lyskilderne i lysarma- turet er direkte synlige.
Optisk afskærmningsvinkel; Cut-o -vinkel for armaturet   grader Vinkel (målt opad fra nadir) mellem den vertikale akse og den første synsretning, ved hvilken lyskil- derne og  ader med høj luminans ikke er synlige.
Rumvinkel ω steradian
(sr)
ω=A/r² Forholdet mellem den af en lysstråle udskårne  ade A på sfæren og kvadratet af sfærens radier.
Gennemsnitslevetid – for lyskilder timmar (h) Gennemsnitslevetiden er den gennemsnitlige levetid for en lyskilde og de neres som det tidspunkt, hvor 50 % af en større mængde lyskilder er udbrændt (angives normalt for glødelamper, halogen- lamper og lysrørslamper).
Servicelevetid – for lyskilder timmar (h) Servicelevetiden de neres som det tidspunkt, hvor normalt 80 % af den totale lysmængde resterer fra lyskilderne, når der tages hensyn til antallet af udbrændte lyskilder og lysnedgangen fra lyskil- derne.
Økonomisk levetid – for lyskilder timmar (h) Den økonomiske levetid de neres som det tidspunkt, hvor normalt 70 % af den totale lysmængde resterer i et anlæg – når der tages hensyn til antallet af udbrændte lyskilder og lysnedgangen fra lyskilderne.
Beregningspunkter p   p = 0,2 x 5 log d

Et gitter med et de neret antal beregnings- og målepunkter i hver retning på måleplanet. Bemærkning: Bemærk, at beregningspunkternes afstand og placering ikke må falde sammen med afstanden mellem armaturerne. Et gitter, som nærmer sig formen af en rude eller et kvadrat er at foretrække, og forholdet mellem afstanden i længden og bredden af gitteret bør holdes inden for 0,5 og 2 (se også EN 12193). Den maksimale afstand mellem beregningspunkterne i gitteret skal være p = 0,2 x 5 log d (1) hvor: p ≤ 10 d er adens lange side. p er den maksimale afstand mellem beregningspunkterne (m). Antallet af punkter for den lange side bestemmes til det nærmeste ulige heltal af d/p.

LENI   kWh/m2, år  

Lighting Energy Numeric Indicator: Numerisk indikator for belysningens årlige energiforbrug i en bygning eller et bestemt rum iht. SS-EN15193 (se anvisninger i de separate afsnit). Bemærkning: LENI-tallet kan bruges som et sammenligningstal for belysningens energie ektivitet mellem forskellige bygninger og lokaler med samme funktion og aktiviteter.

Arbejdsområde      

Det område, hvor arbejdsopgaven udføres. Bemærkning: Refererer til belysningskravene i EN 12464-1 og EN 12464-2.

Umiddelbare omgivelser       Et bånd/område omkring arbejdsområdet inden for synsfeltet med en bredde på mindst 0,5 m. Bemærkning: Refererer til EN 12464-1 og EN 12464-2.
Ydre omgivelser      

De ydre omgivelser refererer til et bånd/område omkring de umiddelbare omgivelser på mindst 3 m. Der, hvor de ydre omgivelser tangerer væggen, begrænses området for de ydre omgivelser af en zone på 0,5 m fra rummets vægge. Belysningsstyrken i de ydre omgivelser skal være mindst 1/3 af belysningen i den umiddelbare nærhed. Bemærkning: Refererer til den kommende udgave af EN 12464-1.

Vedligeholdelsesfaktorer       Formel: LLMF⊗LSF⊗LMF⊗RSMF. Se tabellerne i afsnittet om belysningsplanlægning.
Lyskildens vedligeholdel- sesfaktor LLMF    

Forholdet mellem lysstrømmen fra en lyskilde på et givet tidspunkt i dennes levetid og den initiale lysstrøm. Bemærkning: Lyskildens vedligeholdelsesfaktor.

Lyskildens mortalitetsfaktor LSF    

Andelen af det samlede antal lyskilder, der stadig fungerer ved et givet tidspunkt under bestemte forhold og en bestemt tændingsfrekvens. Bemærkning: Lyskildens mortalitetsfaktor.

Lysarmaturets vedligehol- delsesfaktor LMF    

Forholdet mellem driftsvirkningsgraden for et armatur på et givet tidspunkt og den initiale drifts- virkningsgrad. Bemærkning: Lysarmaturets vedligeholdelsesfaktor.

Rum adernes vedligehol- delsesfaktor RSMF     Forholdet mellem rum adernes re ektans på et givet tidspunkt og deres initiale re ektans. Bemærkning: Vedligeholdelsesfaktor for rum ader, a ængig af rummets tilsmudsning.
Nødlysets lysstrømsfaktor EBLF    

Forholdet mellem lyskildens lysstrøm (målt med en forkobling under test) ved den laveste spænding, som kan forekomme under nødlysdriften efter et strøma rud (ved den anbefalede opstartstid for applikationens stillede krav), og ved kontinuerlig fortsat nødlysdrift til et angivet tidspunkt, og lysstrømmen fra samme lyskilde i drift med en normal reaktor ved nominel spænding og nominel frekvens.
EBLF = BLF x Fmin 
hvor: 
EBLF er nødlysforkoblingens lysstrømsfaktor; BLF er lysstrømsfaktoren for forkoblingen; Fmin /laveste nødlysfaktor/det værste tilfælde for reduktionsfaktorerne under nødlysdriften. Bemærkning: Lyskilden drives under nødlysdrift af et nødlysaggregat i stedet for af den ordinære forkobling. Nødlysdriften foregår ved reduceret lyskildee ekt, sædvanligvis mellem 5–30 % af normal e ekt.