Analyse van daglicht in EPB: vergelijking berekeningsmethodes en impact op energieverbruik voor...

Katholieke Hogeschool Sint-LievenDepartement Industrieel Ingenieur

Opleiding BouwkundeGebroeders Desmetstraat 1, 9000 Gent

Analyse van daglicht in EPB: vergelijkingberekeningsmethodes en impact op energieverbruik

voor verlichting

Eindverhandeling ingediend tot het behalen vande graad van Master in Industriele Wetenschappen:Bouwkundeen aangeboden door: Rogiers Benjamin

Promotor: dr. ir. Hilde BreeschCopromotor: Bertrand Deroisy - Peter D’Herdt Academiejaar 2010 - 2011

Hierbij geven de auteur(s) van deze masterproef aan het bestuur van het departementIndustrieel Ingenieur van KaHo Sint-Lieven de uitdrukkelijke toestemming om dit werkin bruikleen af te staan aan eender welke persoon, organisatie of firma, het ten dienste testellen van de studenten en het geheel of gedeeltelijk te kopieren.

Deze eindverhandeling was een examen; de tijdens de verdediging vastgestelde foutenwerden niet gecorrigeerd. Het gebruik als referentie in publicaties is toegelaten na gunstigadvies van de promotor van KaHo Sint-Lieven, vermeld op het titelblad.

Dankwoord

Graag wil ik iedereen bedanken die heeft bijgedragen tot de realisatie van deze masterproef.In het bijzonder wil ik Bertrand Deroisy en Peter D’Herdt van het WTCB bedanken voorde deskundige uitleg. Ook wil ik dr. ir. Hilde Breesch bedanken voor de waardevollebegeleiding en Johan Sap van Ingenieursbureau Stockman voor het ter beschikking stellenvan de verlichtingsplannen.Verder wil ik iedereen bedanken die mijn tekst heeft nagelezen en gecontroleerd. Bedanktaan mijn vrienden, familie en mijn grootouders in het bijzonder voor de opvang gedurendede talrijke examenperiodes. Jan Heuninck en Lauris De Smet voor de hulp en raad bij hetopmaken van dit document in LATEX.Wie ik zeker niet mag vergeten zijn mijn ouders. Zij hebben mij de mogelijkheid gegevenmijn studies aan te vatten en hebben mij in goede en slechte tijden steeds bijgestaan.Waarvoor mijn grootste dank.

Benjamin Rogiers, mei 2011

iv

Abstract

Analyse van daglicht in EPB: vergelijking berekeningsmethodes en impact openergieverbruik voor verlichting

Bij de bepaling van het E-peil voor kantoren en scholen kan de invloed van daglichtingerekend worden. Hiervoor zal een daglichtoppervlakte bepaald moeten worden, dit isde oppervlakte waar de daglichtfactor meer dan 3 % bedraagt. In de EPB-regelgeving zijner twee methodes beschreven voor de bepaling van deze oppervlakte; de rekenmethodesworden toegepast op een aantal standaard kantoorruimtes om het onderlinge verschil tetesten. Bij de bepaling van het energieverbruik voor verlichting wordt er gebruik gemaaktvan een hulpvariabele die ook op verschillende manieren kan berekend worden. DIALux iseen rekenprogramma specifiek voor lichtberekeningen dat daarvoor kan gebruikt worden.De verschillende rekenmethodes kunnen gecombineerd worden tot twaalf verschillendedeelsituaties. Om de invloed van deze combinaties op het energieverbruik en het E-peilte onderzoeken, worden de situaties toegepast op vijf verschillende typeruimtes uit eentestgebouw.

Trefwoorden: EPB - EPU - daglicht - DIALux - verlichting - E-peil

v

Inhoudsopgave

1 Inleiding 31.1 Situering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.2 Doelstelling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

2 Daglicht 62.1 Daglichtfactor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2.1.1 Hemelmodellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82.1.2 Sky Component . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102.1.3 External Reflection Component . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142.1.4 Internal Reflection Component . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142.1.5 Correctiefactoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162.1.6 Bepaling van de daglichtfactor met een formule . . . . . . . . . . . 17

3 Energieverbruik voor verlichting 193.1 E-peil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193.2 Bepaling van het elektriciteitsverbruik voor verlichting (EPU-methode) . . 21

3.2.1 Op forfaitaire manier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223.2.2 Aan de hand van het werkelijk geınstalleerd vermogen . . . . . . . 233.2.3 Bepaling van de hulpvariabele Lrm r . . . . . . . . . . . . . . . . . 243.2.4 Bepaling van het elektriciteitsverbruik per energiesector . . . . . . 293.2.5 Elektriciteitsverbruik van een kunstlichtdeel . . . . . . . . . . . . . 303.2.6 Elektriciteitsverbruik van een daglichtdeel . . . . . . . . . . . . . . 313.2.7 Vermogen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313.2.8 Schakelende regelsystemen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333.2.9 Modulerende regelsystemen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

3.3 Bepaling van het elektriciteitsverbruik voor de regelapparatuur . . . . . . . 37

4 Bepaling van de daglichtoppervlakte: vergelijking grafische methode en

vi

rekenprogramma 394.1 Rekenmethodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

4.1.1 Grafische methode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404.1.2 Gedetailleerde methode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 444.1.3 DIALux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

4.2 Toepassing op kantoorruimtes: typische bureauopstellingen . . . . . . . . . 464.2.1 Kantoorruimtes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 464.2.2 Berekening van de daglichtoppervlakte volgens de grafische methode 494.2.3 Berekening van de daglichtoppervlakte volgens de gedetailleerde

methode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 524.2.4 Analyse van de resultaten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

4.3 Parameterstudie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 574.3.1 Varierende transmissiefactor van de beglazing . . . . . . . . . . . . 574.3.2 Varierende pollution factor van de beglazing . . . . . . . . . . . . 58

5 Bepaling van het energieverbruik voor verlichting van een testgebouw 605.1 Schoolgebouw KaHo Sint-Lieven campus Rabot . . . . . . . . . . . . . . 60

5.1.1 Eigenschappen van het gebouw . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 605.1.2 Energieverbruik van het gebouw . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 635.1.3 Keuze van de testlokalen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 645.1.4 Ruimte M019 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 645.1.5 Ruimte L128 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 665.1.6 Ruimte L020 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 685.1.7 Ruimte M118 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 715.1.8 Ruimte M224 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

5.2 Theoretische combinaties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 755.3 Berekeningen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

5.3.1 Ruimte M019 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 795.3.2 Ruimte L128 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 815.3.3 Ruimte L020 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 835.3.4 Ruimte M118 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 855.3.5 Ruimte M224 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87

5.4 Invloed op het E-peil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 895.5 Conclusies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 915.6 Perspectieven . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92

6 Besluit 93

A Beschrijving EPU Pakket 90a 97

B Flowchart energieverbruik voor verlichting 99

C Resultaten kantoorruimtes berekend met DIALux 101

D Resultaten parameterstudie in DIALux 105

E Resultaten testruimtes berekend met DIALux 107

F Grafieken testruimtes 118

Lijst van figuren

1.1 Typisch aandeel in het totaal primair verbruik (EPU Pakket 90a:condenserende ketel (aardgas)) [1] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

2.1 Zonnerooster, Rotterdam [2] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72.2 Schoepenrooster, Breda [3] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72.3 Hemelmodellen opgesteld door het CIE [4] . . . . . . . . . . . . . . . . . 82.4 CIE overcast sky [5] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92.5 Overzicht van de verschillende termen van de daglichtfactor [6] . . . . . . 102.6 Voorstelling van de hoeken γ1, γ2, δ1 en δ2 [7] . . . . . . . . . . . . . . . . 112.7 Stippendiagram voor de hemelcomponent op het horizontale vlak [8] . . . . 122.8 Waldram diagram voor CIE standard overcast sky en verticale beglaasde

openingen [8] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132.9 Nomogram voor de bepaling van de gemiddelde interne reflectie component

[8] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

3.1 Polair diagram voor Fagerhult 32412-46 Indulux Wide beam 1 x T8 58 W . 253.2 Grafische voorstelling van de tophoek en ruimtehoek . . . . . . . . . . . . 253.3 Grafische voorstelling van lichtstromen bij verschillende ruimtehoeken [9] . 253.4 Hellende armaturen die wel/niet ingerekend worden [9] . . . . . . . . . . . 283.5 fswitch voor een manuele schakeling bij varierende As . . . . . . . . . . . . 353.6 fmod, dayl bij varierende Am . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363.7 fmod, arti f bij varierende Am . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

4.1 Voorstelling van de verticale projectie en dieptebijdrage vandaglichtopeningen [10] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

4.2 Voorstelling van de daglichtoppervlakte bepaald door de daglichtlengte endaglichtdiepte in verschillende situaties [10] . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

4.3 User interface van DIALux voor ruimte M019 . . . . . . . . . . . . . . . . 454.4 Afmetingen kantoorruimte 1: A 37,5 S (in m) . . . . . . . . . . . . . . . . 474.5 Afmetingen kantoorruimte 2: A 50,0 S (in m) . . . . . . . . . . . . . . . . 47

ix

4.6 Afmetingen kantoorruimte 3: A 60,0 S (in m) . . . . . . . . . . . . . . . . 484.7 Daglichtlengte voor kantoor A 37,5 S . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 494.8 Overzicht van de berekende daglichtoppervlaktes voor de drie kantoorruimtes 554.9 Vergelijking van de daglichtoppervlaktes in de drie kantoorruimtes

berekend met de grafische methode (grafisch) en DIALux (3%) . . . . . . . 554.10 Verband tussen de raamoppervlakte en de berekende daglichtoppervlakte

met DIALux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 564.11 Daglichtoppervlakte in functie van de veranderlijke tranmissiefactor voor

de beglazing in ruimte M118 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 574.12 Gemiddelde daglichtfactor Dav en minimale daglichtfactor Dmin in functie

van de veranderlijke transmissiefactor voor de beglazing in ruimte M118 . . 584.13 Daglichtoppervlakte in functie van de veranderlijke pollution factor in

ruimte M118 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 584.14 Gemiddelde daglichtfactor Dav en minimale daglichtfactor Dmin in functie

van de veranderlijke pollution factor in ruimte M118 . . . . . . . . . . . . 59

5.1 Overzicht van de inplanting van de lokalen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 615.2 Rooster aan de buitenkant van het testgebouw . . . . . . . . . . . . . . . . 625.3 Aandeel van de verschillende verbruiksposten ten opzichte van het jaarlijk

primairenergieverbruik van het testgebouw . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

5.4 Overzicht van het jaarlijks primair energieverbruik voor verschillendeverbruiksposten van het testgebouw . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

5.5 Polair diagram van de gebruikte armatuur in ruimte M019 . . . . . . . . . . 655.6 Grondplan met afmetingen van ruimte M019 . . . . . . . . . . . . . . . . . 665.7 Polair diagram van de gebruikte armatuur in ruimte L128 . . . . . . . . . . 675.8 Grondplan met afmetingen van ruimte L128 . . . . . . . . . . . . . . . . . 685.9 Polair diagram van de gebruikte armatuur in ruimte L020 . . . . . . . . . . 695.10 Grondplan met afmetingen van ruimte L020 . . . . . . . . . . . . . . . . . 705.11 Polair diagram van de gebruikte armatuur in ruimte M118 . . . . . . . . . . 715.12 Grondplan met afmetingen van ruimte M118 . . . . . . . . . . . . . . . . . 725.13 Polair diagram van de gebruikte armatuur in ruimte M224 . . . . . . . . . . 735.14 Grondplan met afmetingen van ruimte M224 . . . . . . . . . . . . . . . . . 745.15 Gebruikte arceringen in de afbeeldingen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 785.16 Overzicht van de daglichtoppervlaktes berekend met de grafische methode

en DIALux voor ruimte M019 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 795.17 Grafische voorstelling van de daglichtoppervlaktes berekend met de

grafische methode en DIALux voor ruimte M019 . . . . . . . . . . . . . . 79

5.18 Overzicht van de daglichtoppervlaktes berekend met de grafische methodeen DIALux voor ruimte L128 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

5.19 Grafische voorstelling van de daglichtoppervlaktes berekend met degrafische methode en DIALux voor ruimte L128 . . . . . . . . . . . . . . . 81

5.20 Overzicht van de daglichtoppervlaktes berekend met de grafische methodeen DIALux voor ruimte L020 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

5.21 Grafische voorstelling van de daglichtoppervlaktes berekend met degrafische methode en DIALux voor ruimte L020 . . . . . . . . . . . . . . . 83

5.22 Overzicht van de daglichtoppervlaktes berekend met de grafische methodeen DIALux voor ruimte M118 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

5.23 Grafische voorstelling van de daglichtoppervlaktes berekend met degrafische methode en DIALux voor ruimte M118 . . . . . . . . . . . . . . 85

5.24 Overzicht van de daglichtoppervlaktes berekend met de grafische methodeen DIALux voor ruimte M224 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87

5.25 Grafische voorstelling van de daglichtoppervlaktes berekend met degrafische methode en DIALux voor ruimte M224 . . . . . . . . . . . . . . 87

5.26 Totale E-peil bij verschillende situaties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90

A.1 Beschrijving van EPU Pakket 90A voor aardgas [11] . . . . . . . . . . . . 98

B.1 Schematische voorstelling van de rekenmethode voor het energieverbruikvoor verlichting, gebaseerd op [1] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100

C.1 Resultaten voor kantoorruimte A-37,5 S . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102C.2 Resultaten voor kantoorruimte A-50,0 S . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103C.3 Resultaten voor kantoorruimte A-60,0 S . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104

E.1 Overzicht van resultaten voor kunstlicht: ruimte M019 . . . . . . . . . . . 108E.2 Overzicht van resultaten voor kunstlicht: ruimte L128 . . . . . . . . . . . . 109E.3 Overzicht van resultaten voor kunstlicht: ruimte L020 . . . . . . . . . . . . 110E.4 Overzicht van resultaten voor kunstlicht: ruimte M118 . . . . . . . . . . . 111E.5 Overzicht van resultaten voor kunstlicht: ruimte M224 . . . . . . . . . . . 112E.6 Overzicht van resultaten voor daglicht: ruimte M019 . . . . . . . . . . . . 113E.7 Overzicht van resultaten voor daglicht: ruimte L128 . . . . . . . . . . . . . 114E.8 Overzicht van resultaten voor daglicht: ruimte L020 . . . . . . . . . . . . . 115E.9 Overzicht van resultaten voor daglicht: ruimte M118 . . . . . . . . . . . . 116E.10 Overzicht van resultaten voor daglicht: ruimte M224 . . . . . . . . . . . . 117

F.1 Besparing ten opzichte van situatie 1 voor ruimte M019 . . . . . . . . . . . 119F.2 E-peil verhouding van verschillende situaties voor ruimte M019 . . . . . . 119

F.3 Onderverdeling van het energieverbruik van het kunst- en daglichtdeel voorruimte M019 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120

F.4 Besparing ten opzichte van situatie 1 voor ruimte L128 . . . . . . . . . . . 121F.5 E-peil verhouding van verschillende situaties voor ruimte L128 . . . . . . . 121F.6 Onderverdeling van het energieverbruik van het kunst- en daglichtdeel voor

ruimte L128 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122F.7 Besparing ten opzichte van situatie 1 voor ruimte L020 . . . . . . . . . . . 123F.8 E-peil verhouding van verschillende situaties voor ruimte L020 . . . . . . . 123F.9 Onderverdeling van het energieverbruik van het kunst- en daglichtdeel voor

ruimte L020 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124F.10 Besparing ten opzichte van situatie 1 voor ruimte M118 . . . . . . . . . . . 125F.11 E-peil verhouding van verschillende situaties voor ruimte M118 . . . . . . 125F.12 Onderverdeling van het energieverbruik van het kunst- en daglichtdeel voor

ruimte M118 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126F.13 Besparing ten opzichte van situatie 1 voor ruimte M224 . . . . . . . . . . . 127F.14 E-peil verhouding van verschillende situaties voor ruimte M224 . . . . . . 127F.15 Onderverdeling van het energieverbruik van het kunst- en daglichtdeel voor

ruimte M224 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128

Lijst van tabellen

2.1 Kwalitieve appreciatie van de berekende daglichtfactoren [12] . . . . . . . 72.2 Correctiefactoren voor glasvervuiling [13] . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

3.1 Standaardwaarden voor gebruiksuren van verlichting . . . . . . . . . . . . 233.2 Waarden voor de tophoek en ruimtehoek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263.3 Reflectiecoefficienten voor rekensoftware . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283.4 Factor voor schakelende regelsystemen fswitch . . . . . . . . . . . . . . . . 343.5 Factor voor modulerende regelsystemen fmod, dayl en fmod, arti f . . . . . . . 36

4.1 Reflectiefactoren voorgeschreven in bijlage II . . . . . . . . . . . . . . . . 444.2 Binnenafmetingen en raamafmetingen van de kantoorruimtes . . . . . . . . 464.3 Resultaten van de berekeningen volgens de grafische methode voor de drie

kantoorruimtes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 514.4 Gebruikte reflectiecoefficienten voor alle kantoren . . . . . . . . . . . . . . 524.5 Overzicht van het verschil in daglichtoppervlakte met behulp van Autocad

en Excel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 544.6 Gebruikte parameters bij de parameterstudie voor ruimte M118 . . . . . . . 57

5.1 Gegevens van de geplaatste verlichting in ruimte M019 . . . . . . . . . . . 645.2 Gegevens van de geplaatste verlichting in ruimte L128 . . . . . . . . . . . 675.3 Gegevens van de geplaatste verlichting in ruimte L020 . . . . . . . . . . . 685.4 Gegevens van de geplaatste verlichting in ruimte M118 . . . . . . . . . . . 715.5 Gegevens van de geplaatste verlichting in ruimte M224 . . . . . . . . . . . 735.6 Gebruikte parameters bij de berekeningen van de testlokalen in DIALux . . 775.7 Afmetingen van de ramen in de testruimtes (in mm) . . . . . . . . . . . . . 785.8 Berekende daglichtdiepte en daglichtlengte voor de testruimtes . . . . . . . 785.9 Overzicht van de resultaten voor ruimte M019 . . . . . . . . . . . . . . . . 805.10 Overzicht van de resultaten voor ruimte L128 . . . . . . . . . . . . . . . . 825.11 Overzicht van de resultaten voor ruimte L020 . . . . . . . . . . . . . . . . 84

xiii

5.12 Overzicht van de resultaten voor ruimte M118 . . . . . . . . . . . . . . . . 865.13 Overzicht van de resultaten voor ruimte M224 . . . . . . . . . . . . . . . . 885.14 Aantal gebruikte typeruimtes in het nieuwe testgebouw . . . . . . . . . . . 89

D.1 Overzicht van de resultaten voor een veranderlijke transmissiefactor: ruimteM118 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

D.2 Overzicht van de resultaten voor een veranderlijke pollution factor: ruimteM118 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

Analyse van daglicht in EPB: vergelijking berekeningsmethodes en impact

op energieverbruik voor verlichting

Benjamin Rogiers

Promotor: dr. ir. Hilde Breesch

I. INLEIDING

Wanneer er daglichtopeningen in een ruimte aanwezig

zijn, zal het invallende daglicht een positieve invloed heb-

ben op het elektriciteitsverbruik van de ruimte. De EPU-

methode voor de bepaling van het E-peil van kantoorge-

bouwen en scholen houdt rekening met deze invloed. De

doelstelling van deze masterproef is om de impact van het

daglicht op het energieverbruik voor verlichting te bepalen.

Het elektriciteitsverbruik voor verlichting is gemiddeld 30

% van het totale verbruik [1]. Het is dus belangrijk om dit

verbruik correct te gaan begroten. Heeft het daglicht wel

een invloed op het uiteindelijke energieverbruik en kan er

zo een lager E-peil bekomen worden?

II. VERGELIJKING METHODES VOOR DE BEPALING VAN

DE DAGLICHTOPPERVLAKTE

De methode voor de bepaling van het energieverbruik

voor verlichting maakt gebruik van de daglichtoppervlakte

(��,��) voor het inrekenen van de invloed van het dag-

licht [2]. De daglichtoppervlakte wordt berekend per ruimte

en kan bepaald worden op een grafische manier en met

behulp van een rekenprogramma. Om de resultaten van

beide methodes te kunnen vergelijken werden ze toegepast

op drie kantoorruimtes, onderling enkel verschillend qua

raamoppervlakte. De naamgeving van de ruimtes (A37,5 S

- A50 S - A60 S) is afkomstig van de verhouding van de

beglaasde oppervlakte en de geveloppervlakte. Enkel de

afmetingen van de beglazing zullen variëren voor de drie

kantoorruimtes.

A. Grafische methode (A1)

De grafische methode maakt een opsplitsing in de bij-

dragen die leiden tot de daglichtoppervlakte van de ruimte.

Enerzijds wordt er een verticale projectie van horizontale

daglichtopeningen beschouwd (��,��,� ), anderzijds

worden ook verticale daglichtopeningen in rekening ge-

bracht (��,��,�� ). De oppervlakte van deze laatste

bijdrage wordt opgebouwd door een daglichtdiepte �� en

een daglichtlengte ��. De totale daglichtoppervlakte voor

de ruimte wordt dan gegeven door formule 1:

��,�� = ��,��,� + ��,��,�� − ��,��1)

De term ��,�� is ingevoerd om de overlappingen tus-

sen de twee andere bijdragen in te rekenen. De kunstlicht-

oppervlakte wordt bepaald door formule 2:

��,� �� = ��,� −��,��(2)

��,� is de gebruiksoppervlakte van de beschouwde

ruimte.

B. Gedetailleerde methode met DIALux (A2)

De daglichtoppervlakte kan ook berekend worden met

behulp van een rekenprogramma. De EPU-methode defini-

eert de daglichtoppervlakte als de zone waar de daglicht-

factor op een fictief werkvlak (0,8 m boven de afgewerkte

vloer) meer dan 3 % bedraagt [2]. Er moet gerekend wor-

den met specifieke reflectiecoëfficiënten voor het plafond,

de wanden en de vloer. De berekeningen volgens de gede-

tailleerde methode zijn uitgevoerd met het softwarepakket

DIALux [3].

C. Resultaten

De berekende daglichtoppervlaktes volgens de twee

methodes worden weergegeven in figuur 1.

Figuur 1: Daglichtoppervlaktes voor drie kantoorruimtes berekend

volgens de grafische en de gedetailleerde (3%) methode

De daglichtoppervlakte berekend met de grafische me-

thode heeft dezelfde waarde voor de drie kantoorruimtes.

De gedetailleerde methode geeft een grotere daglichtopper-

vlakte bij een stijgende raamoppervlakte. Het grote verschil

tussen beide methodes is te wijten aan de manier waarop de

daglichtdiepte wordt bepaald. In vergelijking met het resul-

taat uit DIALux geeft de grafische methode een dieptebij-

drage die tot twee maal te groot is.

III. TOEPASSING EPU-METHODE OP EEN TESTGEBOUW

A. Energieverbruik voor verlichting

Het E-peil wordt opgebouwd door het energieverbruik

voor verschillende deelposten te delen door een referentie-

verbruik voor dezelfde deelposten. Het energieverbruik

voor verlichting (��,�� ) bestaat uit een elektriciteitsver-

bruik van de verlichting (�� ) en een elektriciteitsver-

bruik van de regelsystemen (�� ,� �). Het deel voor ver-

lichting kan op twee manieren berekend worden: aan de

hand van forfaitaire waarden (W0) en op basis van het

werkelijk geïnstalleerd vermogen, waar er gebruik gemaakt

wordt van een hulpvariabele ��. Deze variabele kan

berekend worden met een conventionele methode (L1) en

met een rekenprogramma (L2).

B. Specificaties testgebouw

Als testgebouw is gekozen voor blok L en M op cam-

pus Rabot van KaHo Sint-Lieven1. Het energieverbruik

voor verlichting bedraagt 21% van het totale verbruik [4].

Vijf typeruimtes werden geselecteerd: M019, L128, L020,

M118 en M224.

C. Beschouwde theoretische combinaties

De verschillende rekenmethodes kunnen gecombineerd

worden tot twaalf verschillende deelsituaties, die elk wer-

den toegepast op de vijf verschillende typeruimtes. Nadien

kon er een fictief testgebouw, bestaande uit een combinatie

van de vijf typeruimtes, opgebouwd worden waarvan het

totale E-peil werd bepaald. Voor zes combinaties werd het

E-peil, weergegeven in figuur 2, berekend:

1. (W0-L0): basisverbruik met forfaitaire waarden

3C. (W1-A2-L1): geen instelbare verlichtingssterkte

3D. (W1-A2-L2): geen instelbare verlichtingssterkte

4D. (W1-A2-L2): instelbare verlichtingssterkte

4D. (W1-A2-L2): instelbare verlichtingssterkte

5. (W1-A2-L2): instelbare verlichtingssterkte en invoer

regelsysteem met reductiefactor � !� �� = 0,7

Situatie 1 stelt het slechts mogelijke energieverbruik

voor, terwijl situatie 5 het grootste besparingspotentieel

heeft.

IV. RESULTATEN

Figuur 2: E-peil berekend voor de verschillende theoretische

combinaties

Wanneer er gerekend wordt met forfaitaire waarden (1)

zal het E-peil het grootst zijn. Door rekening te houden met

daglichtregeling en de invoer van niet-instelbare verlichting

(3C) daalt het E-peil met 13 punten. Instelbare verlichting

zorgt voor een daling met 3 punten. Het gebruik van een

rekenprogramma voor de bepaling van de hulpvariabele

(L2) zorgt voor een stijging met 1 punt ten opzichte van de

conventionele methode (L1). Het beste E-peil werd beko-

men bij situatie 5, een daling van 18 punten.

1 Gebroeders De Smetstraat 1 9000 Gent

V. BESLUIT

Het inrekenen van daglichtregeling door de opsplitsing

in een kunst- en daglichtdeel aan de hand van de daglicht-

oppervlakte heeft geen invloed op het totale energiever-

bruik voor verlichting zolang er geen modulerend regelsys-

teem aangebracht is.

Wanneer de verlichtingssterkte instelbaar is, zorgt dit

bij elke ruimte voor een lager energieverbruik.

De grafische methode overschat de daglichtoppervlakte

en geeft een resultaat dat tot twee maal zo groot is als bere-

kend met DIALux.

Voor grote ruimtes wordt de hulpvariabele best bepaald

met de gedetailleerde methode, voor kleine ruimtes eerder

met de conventionele methode.

Door af te stappen van het gebruik van forfaitaire waar-

den en te rekenen met reële waarden kan er tot meer dan 60

% bespaard worden op het energieverbruik voor verlich-

ting; de grootste besparing wordt gevonden bij grote ruim-

tes met bijhorende verlichtingsinstallatie. Het E-peil kan tot

18 punten dalen door te rekenen met de karakteristieken

van de geplaatste verlichting.

DANKWOORD

Bertrand Deroisy en Peter D’Herdt van het WTCB voor

de deskundige uitleg.

dr. ir. Hilde Breesch voor de begeleiding.

REFERENTIES

[1] D’Herdt P., Energy performance of buildings in the

Flemish Region : Lighting in the energy performance

regulation, 2007

[2] Vlaamse Overheid, Bepalingsmethode van het peil

van primair energieverbruik van kantoor- en school-

gebouwen Bijlage II

[3] DIAL GmbH., www.dialux.com

[4] De Ryck A. Baeyens D., Invloed van de maatrege-

lenpakketten op het K- en E-peil van de uitbreidingen

van de KaHo Sint-Lieven, 2007

Hoofdstuk 1

Inleiding

1.1 Situering

Op 22 december 2002 werd de Europese richtlijn Energy Performance of BuildingsDirective (EPBD) ingevoerd in het kader van het Kyoto-protocol. Het doel van deze richtlijnwas de uitstoot van broeikasgassen door gebouwen te verminderen. De EU-lidstaten werdenvanaf 4 januari 2006 verplicht om de vastgelegde eisen om te zetten in hun eigen nationaleen regionale regelgeving.In Belgie zijn de gewesten bevoegd voor de regelgeving betreffende de energieprestatiesvan gebouwen. In Vlaanderen is de energieprestatieregelgeving opgenomen in hetEnergiedecreet van 8 mei 2009 en het Energiebesluit van 19 november 2010.

Het doel van deze energieprestatieregelgeving is om energiezuinige en comfortabelegebouwen te realiseren in het Vlaamse gewest, zowel bij nieuwbouw als renovatie. Doorde invoer van deze wetgeving kan er op termijn aanzienlijk bespaard worden op energie,wat gunstig is voor het leefmilieu. De eisen vastgelegd in deze regelgeving worden deEPB-eisen genoemd, waarbij EPB staat voor energieprestatie en binnenklimaat.

Alle gebouwen waarvoor vanaf 1 januari 2006 een aanvraag om te bouwen of verbouwenwordt ingediend, moeten aan een bepaald niveau van thermische isolatie, energieprestatie (energiezuinige verwarmingsinstallatie, ventilatie, ...) en een gezond binnenklimaat voldoen.

Deze eisen zijn vastgelegd onder de vorm van enkele parameters:

• E-peil:Het E-peil is een maat voor de energieprestatie van een woning en de vaste installatieservan in standaardomstandigheden. Hoe lager het E-peil, hoe energiezuiniger dewoning is.

3

1 Inleiding 4

• K-peil:Het K-peil geeft de globale isolatiewaarde van een gebouw weer. Ook hier geldtdat hoe lager de waarde, hoe beter het gebouw is geısoleerd. De K-waarde wordtberekend aan de hand van de U-waarden van de onderdelen van het gebouw. Decompactheid van het gebouw speelt ook een rol.

• U- en R-waarden:U-waarden zijn de warmtedoorgangscoefficienten van de constructieonderdelenwaaruit de gebouwschil is opgebouwd. Voor bepaalde scheidingsconstructies geldenminimale warmteweerstanden, dit zijn R-waarden. Ook zijn er eisen vastgelegdbetreffende de maximale U-waarden.

• Ventilatie:Om een gezond binnenklimaat te kunnen garanderen, worden er ook verplichtingenopgelegd voor het ventilatiesysteem. Zo zal er in bepaalde typeruimtes een minimaletoevoer en afvoer aanwezig moeten zijn.

Het maximale E-peil voor woningen bedraagt E80, voor utilitaire gebouwen is dit E100. Demethode waarop het E-peil wordt berekend hangt af van de bestemming van het gebouw.Voor wonen of wonen met kantoor wordt het E-peil berekend volgens de EPW-methode. DeEPU-methode wordt gebruikt voor school- of kantoorgebouwen.

Het grote verschil tussen deze methodes is dat bij de EPU-methode het primaireenergieverbruik voor verlichting wordt meegerekend. In kantoorgebouwen bedraagt hetenergieverbruik voor verlichting ongeveer een derde van het totale energieverbruik. Hetis dus belangrijk dat de invloed van de verlichting op het totale energieverbruik nietverwaarloosd wordt.

In figuur 1.1 wordt het energieverbruik van een gebouw opgesplitst in verschillende delen.De specificaties van EPU Pakket 90a worden gegeven in bijlage A.1 op pagina 98.

Figuur 1.1: Typisch aandeel in het totaal primair verbruik (EPU Pakket 90a: condenserende ketel(aardgas)) [1]

1 Inleiding 5

1.2 Doelstelling

Wanneer er daglichtopeningen in een ruimte aanwezig zijn, zal het invallende daglicht eeninvloed hebben op het elektriciteitsverbruik van de ruimte. Het daglicht zal ervoor zorgendat er minder kunstmatige verlichting moet werken. Door de invoer van daglichtsensorenen regelsystemen kan deze besparing geoptimaliseerd worden.De doelstelling van deze masterproef is om de impact van het daglicht op hetenergieverbruik voor verlichting te bepalen. Heeft het daglicht wel een invloed op hetuiteindelijke energieverbruik en kan er zo een lager E-peil bekomen worden?

Om de invloed van het daglicht in te rekenen wordt er in de EPU-methode gebruik gemaaktvan verschillende rekenmethodes. Twee belangrijke parameters, de daglichtoppervlakte ende L-hulpvariabele, kunnen telkens op twee manieren berekend worden. De verschillenderekenmethodes kunnen gecombineerd worden tot twaalf verschillende deelsituaties. Om deinvloed van deze combinaties op het energieverbruik en het E-peil te onderzoeken, wordende situaties toegepast op vijf verschillende typeruimtes uit een testgebouw.

In hoofdstuk 2 wordt een theoretische achtergrond gegeven over daglicht, waarbijverschillende rekenmethodes worden besproken. Hoofdstuk 3 bespreekt hoe hetenergieverbruik voor verlichting in de EPU-methode wordt bepaald, ook hier zullenverschillende methodes toegelicht worden. De twee methodes voor de bepaling van dedaglichtoppervlakte worden toegepast op drie kantoorruimtes en onderling vergeleken inhoofdstuk 4. De invloed van enkele parameters wordt onderzocht. De verschillenderekenmethodes kunnen gecombineerd worden tot twaalf theoretische gevallen die wordentoegepast op het testgebouw van KaHo Sint-Lieven in hoofdstuk 5. Hierna kan de meestvoordelige situatie qua energieverbruik bepaald worden door middel van een theoretischeverhouding. Ook de invloed op het totale E-peil van een testgebouw wordt onderzocht.

Hoofdstuk 2

Daglicht

Het belang van daglicht binnen de architectuur is de laatste jaren aanzienlijk toegenomen.Een van de redenen hiervoor is dat daglicht gratis is in tegenstelling tot kunstlicht. Door deplaatsing van het kunstlicht af te stemmen op de daglichttoetreding kan er enorm bespaardworden op het energieverbruik in de ruimte. Een goed verlichte ruimte zorgt voor eenaangename en gezonde werken leefomgeving.De verschillende methoden om de daglichttoetreding te begroten worden besproken in dithoofdstuk; eerst zal de theoretische achtergrond aandacht krijgen. Daarna is er een overzichtvan verschillende grafische methodes voor de bepaling van de daglichtfactor.

2.1 Daglichtfactor

De daglichtfactor is een belangrijke parameter in lichtberekeningen. De factor wordtgebruikt als een richtlijn voor de kwaliteit van daglicht in een ruimte. In kantoren is ereen bepaalde hoeveelheid daglicht nodig om op een aangename en comfortabele manierte kunnen werken. De oogtaak moet zonder vermoeiing kunnen worden uitgevoerd, ookkan de juiste weergave van kleuren binnen een ruimte belangrijk zijn. Voor bepaaldeactiviteiten is er een hogere hoeveelheid daglicht vereist, dit kan het geval zijn in laboratoriawaar een goede zichtbaarheid voorgeschreven is. Ook is de invloed van het invallenddaglicht op de totale energiekost niet te verwaarlozen, het daglicht kan de behoefte voorkunstlicht aanzienlijk reduceren. Verder is de lichtinval ook een belangrijk onderdeel vanhet architecturaal ontwerp van een ruimte; licht bepaalt de kleur en sfeer van de omgeving.Door de wisselvalligheid, de goede weergave en variatie van de kleur van het daglicht krijgthet interieur een dynamisch karakter.

Echter mag er niet te veel daglicht de ruimte betreden, zo moet verblinding door het zonlichtte allen tijde vermeden worden. Als oplossing kunnen er externe en interne voorzieningengeplaatst worden. Aan de buitenkant van het gebouw kunnen roosters voorzien worden, aande binnenkant kunnen zonneblinden worden geınstalleerd. Beide systemen kunnen uitgerustworden met een automatische sturing, deze sturing regelt de positie van de zonnewering.

6

2 Daglicht 7

Afhankelijk van het binnenvallende zonlicht, temperatuur, wind en andere factoren kan desturing steeds voor een optimale verlichtingssterkte binnen de ruimte zorgen. Een sensorter hoogte van het werkvlak kan dan een hogere of lagere doorlaat van het zonlicht regelen.

Figuur 2.1: Zonnerooster, Rotterdam [2] Figuur 2.2: Schoepenrooster, Breda [3]

Daglichtfactor ophet horizontalevlak [%]

< 1 1 tot 2 2 tot 4 4 tot 7 7 tot 12 > 12

ergdonker

donker matiglicht

redelijklicht

licht erglicht

Waar? tot op een afstandvan 3 tot 4 maal deraamhoogte

in de raamzone ofonder koepels oflichtstraten

Indruk somberen weinigverlicht

weinig totredelijkverlicht

helder totzeer helderverlicht

Tabel 2.1: Kwalitieve appreciatie van de berekende daglichtfactoren [12]

Tabel 2.1 geeft een overzicht van hoe verschillende waarden van de daglichtfactor ervarenworden. De daglichtfactor is het hoogst dicht bij het raam waarlangs het zonlicht de ruimtebetreedt en zal dalen bij toenemende diepte in de ruimte. Een daglichtfactor die groter isdan 4 wordt ervaren als een goed verlichte ruimte.Situaties waarbij waarden kleiner dan 1 voorkomen, zullen best vermeden wordenaangezien dit als een niet-comfortabele ruimte wordt ervaren. Voor kantoren wordt ergestreefd naar een een minimale daglichtfactor van 3 % op het werkvlak, gemiddeldgenomen over de totale ruimte.

De daglichtfactor kan op verschillende manieren bepaald worden. Er is de mogelijkheidom te werken met metingen op schaalmodellen, de factor theoretisch te gaan berekenen engebruik te maken van computersoftware zoals DIALux.

2 Daglicht 8

Schaalmodellen worden gebruikt om de kwaliteit van het daglicht te gaan evalueren. Doorde korte golflengte van licht in vergelijking met de afmetingen van de gebouwen en hunschaalmodellen, wordt het gedrag van het licht amper beınvloed. Nauwkeurig gemaaktemodellen met de juiste materialen benaderen de reele situatie in de beschouwde ruimtes.Deze methode kan een eenvoudig hulpmiddel zijn om een overzicht te krijgen van deinvloed van het licht op het ontwerp. Er zijn echter ook enkele minpunten aan het makenvan schaalmodellen ter beoordeling van daglichtsituaties. Zo is het simuleren van eenartificiele hemel niet makkelijk en goedkoop, er moeten bijkomende investeringen gemaaktworden die hoog kunnen oplopen. Ook moeten de modellen met de grootste zorg gemaaktworden zodat er geen lichtlekken kunnen ontstaan. Eventuele veranderingen in het ontwerpzijn ook moeilijk snel aan te brengen.

De daglichtfactor wordt uitgedrukt in % en geeft de verhouding tussen de verlichtingssterkteop een horizontaal vlak in de binnenruimte en de verlichtingssterkte op een onbelemmerdhorizontaal vlak buiten bij gestandaardiseerde lichtvoorwaarden. [14]

DF =Ei

Eo·100 (2.1)

met:

Ei verlichtingssterkte afkomstig van het daglicht ter hoogte van een punt op het internewerkvlak

Eo verlichtingssterkte op een onbelemmerd horizontaal vlak dat zich buiten bevindt

De daglichtfactor wordt bepaald bij een gestandaardiseerd hemelmodel met vastelichtvoorwaarden, door het CIE1 beschreven onder de naam standard overcast sky.

2.1.1 Hemelmodellen

De hemel verandert op elk moment van de dag: de zon gaat op in het oosten en gaat onderin het westen, wolken kunnen de zon blokkeren. Door deze effecten is het moeilijk omeen gedetailleerde beschrijving of een mathematisch model van de hemel op te stellen. Ommakkelijk te kunnen vergelijken tussen situaties wereldwijd heeft het CIE verschillendehemelmodellen opgesteld, weergegeven in figuur 2.3.

Figuur 2.3: Hemelmodellen opgesteld door het CIE [4]

1Commission Internationale de l’Eclairage, een normeringsinstituut voor licht en verlichting.

2 Daglicht 9

Clear sky

De luminantie van het clear sky model varieert met de hoogte en het azimut. Het helderstepunt is rond de zon en de helderheid vermindert naargelang men verder van dat punt gaat.

Intermediate sky

Dit model is een variant op het clear sky model. Hier is de zon minder helder en zijn deveranderingen in helderheid minder drastisch.

Overcast sky

De luminantie van het overcast sky model verandert met de hoogte. Aan het zenit is het driemaal zo helder als aan de horizon. Dit theoretische en perfect symmetrische model wordtgebruikt als standaardmodel bij berekeningen van de daglichtfactor. Het voordeel aan dezemethode is dat de situatie gesimuleerd kan worden met behulp van een artificiele hemel.Aangezien de situatie 100 % bewolkt is, wordt er geen zonlicht meegerekend.

Uniform sky

Het uniform sky model wordt gekenmerkt door een gelijkmatige luminantie die nietverandert met de hoogte en het azimut.

Figuur 2.4: CIE overcast sky [5]

L = LZ ·1+2 · sinγ

3(2.2)

Vergelijking 2.2 beschijft de luminantie van het standard overcast sky model, met LZ deluminantie van het zenit. De hoek γ in figuur 2.4 bedraagt 90◦ ter hoogte van het zenit. [15]Bij dit hemelmodel is de verlichtingssterkte op een horizontaal ongehinderd exterieur vlakongeveer 2,5 maal de verlichtingssterkte op een gelijkaardig verticaal vlak. [5]

2 Daglicht 10

De daglichtfactor kan ook bepaald worden door de som van de volgende componenten:

• SC (Sky Component): directe verlichtingssterkte indien de hemel zichtbaar is van hetbeschouwde punt

• ERC (Exterior Reflectance Component): verlichtingssterkte ten gevolge van dereflectie op de buitenomgeving

• IRC (Interior Reflectance Component): verlichtingssterkte ten gevolge van dereflectie op interne oppervlakken

De daglichtfactor DF wordt dan:

DF = SC+ERC+ IRC (2.3)

Figuur 2.5: Overzicht van de verschillende termen van de daglichtfactor [6]

Deze componenten kunnen op verschillende manieren worden bepaald. SC en ERCkunnen gevonden worden met behulp van verschillende grafische methodes gebaseerd opde geometrie van de zichtbare hemel, terwijl IRC bepaald kan worden uit tabellen of meteen formule.

2.1.2 Sky Component

Deze term is afkomstig van het directe licht van de gestandaardiseerde hemel en is degrootste term van de drie. De waarde hangt af van de oppervlakte van de zichtbarehemel vanuit het beschouwde punt en de positie van die oppervlakte ten opzichte van deCIE-gestandaardiseerde hemel. Er bestaan verschillende methodes om deze component tegaan berekenen:

2 Daglicht 11

1. Stippendiagram (pepper-pot method)

Deze methode werd ontwikkeld door Pleijel in 1954 en was een van de eerstemethodes om de hemelcomponent te gaan bepalen. Het stippendiagram werktvolgens het principe dat de hemelkoepel wordt onderverdeeld in een aantaloppervlakjes die elk evenveel bijdragen tot de verlichting in een punt op hethorizontale vlak.

Na de onderverdeling wordt vervolgens de verdeelde (halve) hemelkoepel vanuit hetmiddelpunt geprojecteerd op een verticaal vlak. De grenzen van de daglichtopening,horende bij een bepaalde ruimtehoek waaronder de hemel wordt waargenomen,worden aangegeven door horizontale en verticale lijnen op de geprojecteerde hemel.In plaats van de oppervlakjes zelf bestaat het diagram uit punten die elk eenoppervlakje vertegenwoordigen. [16]

De lijnen op de grafiek zijn zodanig opgebouwd dat bij de projectie van deraamopening geen vervormingen optreden. De daglichtopening wordt afgebeeld doorde hoeken van de opening aan te duiden op het diagram; enerzijds de hoeken γ1 en γ2in het horizontale vlak en anderzijds de verticale hoeken δ1 en δ2. Zo ontstaat er eenrechthoek waarin zich stippen bevinden.

Figuur 2.6: Voorstelling van de hoeken γ1, γ2, δ1 en δ2 [7]

Elke stip stelt een bijdrage van de hemel voor. Om de totale sky component te gaanbepalen, volstaat het om de stippen binnen de bekomen rechthoek te tellen. Op hetdiagram moet de waarde van een punt zeker vermeld worden, anders is het onmogelijkom de hemelcomponent te gaan bepalen. Deze methode is handig in het gebruik, maareen groot nadeel aan deze methode is het tellen van de puntjes wat een langdradigwerk kan zijn.

2 Daglicht 12

Voor figuur 2.7 geldt dat een punt 1/1600 van de hemelcomponent voorstelt, degrafiek is enkel geldig voor een CIE standard overcast sky. In dit diagram wordt deverticale orientatie van de daglichtopening slechts uitgedrukt met behulp een hoek, δ.Dit is de hoek tussen de bovenkant van de daglichtopening en het horizontale vlak.[8]

Figuur 2.7: Stippendiagram voor de hemelcomponent op het horizontale vlak [8]

2. Waldram-diagram methode

Deze methode is ontwikkeld in 1923 en wordt gebruikt voor het bepalen van de skycomponent, de directe component van de daglichtfactor.Er wordt een grafiek opgesteld die opgebouwd is uit een rooster van vierkantjes,waarvan elk vierkantje een even groot deel van de hemelbijdrage voorstelt. Op dezegrafiek kunnen projecties van het onbelemmerde hemelzicht en obstructies vanuit eenreferentiepunt getekend worden. Het principe van deze methode berust op het feit datvoor een standard overcast sky de verlichtingssterkte alleen varieert met de hoogte.Hierdoor kan de directe component van het zonlicht op een grafische manier wordenvoorgesteld.

De verticale elementen van de ramen en obstructies worden verticaal getekend ophet diagram, horizontale elementen volgen de zogenaamde droop lines. [17]. Dezelijnen zijn gebogen aangebracht om het cosinus-karakter van het licht in rekening

2 Daglicht 13

te brengen. Om het directe deel van de daglichtfactor te gaan bepalen, worden devakjes geteld die binnen de projectie vallen. Elk vakje heeft een vaste waarde dieopgegeven is. Deze methode is gelijkaardig aan de methode met het stippendiagram,ook hier wordt de projectie van de daglichtopening bepaald met behulp van de hoekenbeschreven in bovenstaande paragraaf.

Figuur 2.8: Waldram diagram voor CIE standard overcast sky en verticale beglaasde openingen [8]

Op figuur 2.8 wordt een situatie beschreven die bestaat uit een hemelzicht-deel eneen obstructie-deel. Er is gekozen voor volle droop lines, aangezien de horizontalecomponent van het hemelzicht zich evenwijdig verhoudt tot het raamvlak. Deobstructie staat niet evenwijdig met het raamvlak, hierdoor volgt de projectie zowelde volle als de gestippelde droop line.

Elk vierkant vakje correspondeert met een directe bijdrage aan de daglichtfactorvan 0,1%. Bij de opstelling van dit diagram is er ook rekening gehouden met een

2 Daglicht 14

correctiefactor voor de verliezen ten gevolge van de beglazing. De resultaten diebekomen worden met deze methode zijn accuraat. Het is belangrijk om te vermeldenbij welk hemelmodel het diagram geldig is, ook moet de waarde van de vierkantjesopgegeven zijn.

Andere methodes voor de bepaling van de directe component van de daglichtfactor zijngradenbogen ontwikkeld door het BRE2, ook zijn er tabellen opgesteld om makkelijk desky component te kunnen bepalen.De reden dat deze component vaak bepaald wordt aan de hand van tabellen en grafieken isdat slechts een beperkt aantal parameters invloed hebben op de sky component: de geometrievan de lichtopening, de transmissiekarakteristieken van de beglazing en de positie van delichtopening ten opzichte van het referentiepunt.

2.1.3 External Reflection Component

Deze component omvat het daglicht, gereflecteerd door de omringende gebouwen, dat invaltop het punt waar we de daglichtfactor willen berekenen. In dichtbebouwde gebieden is hetnuttig om deze deelfactor te gaan berekenen, voor gebouwen waar er geen andere structurenzijn die het licht kunnen reflecteren wordt dit deel vaak niet in rekening gebracht.De factor is meestal zeer klein en wordt ruw geschat, op basis van de sky component:

ERC = SC ·RD ·RF (2.4)

met:

ERC External Reflectance Component, de externe reflectiecomponentRF Reflectance Factor, reflectiefactor van het omringende gebouwRD percentage van de oppervlakte van de hemel die belemmerd wordt door de obstructie

De ERC-component kan ook berekend worden via een vaste reductiefactor. DeERC-component wordt dan 20 % van de SC-component en dit voor de CIE StandardOvercast Sky. [18]

2.1.4 Internal Reflection Component

Dit is de belangrijkste term voor de bepaling van de daglichtfactor en ook de moeilijksteom te kunnen berekenen. De component hangt af van de geometrie van de ruimte en deeigenschappen van de materialen gebruikt in de ruimte. Aangezien er een onbeperkt aantalaan verschillende combinaties is, kan deze component moeilijk begroot worden met eengrafische methode zoals bij de sky component.

2Building Research Establishment, voorheen Building Research Station (BRS). Een Britse organisatie diezich bezighoudt met het opstellen van nationale normen voor de bouw, vergelijkbaar met het WTCB in Belgie.

2 Daglicht 15

De eenvoudigste methode om deze deelfactor te gaan bereken is via een nomogram,ontwikkeld door Hopkinson. [19]Dit nomogram kan enkel gebruikt worden voor zijdelings verlichte ruimtes, er zijn dus geendaklichten aanwezig in de ruimte. Het voordeel aan dit nomogram is dat de berekeningvan de gemiddelde interne reflectie component met deze grafische methode gemakkelijkverloopt.

Figuur 2.9: Nomogram voor de bepaling van de gemiddelde interne reflectie component [8]

Het nomogram wordt als volgt gebruikt [8] :

• Bepaal op grafiek A de bijhorende verhouding van de totale raamoppervlakte en detotale oppervlakte.

• Bepaal op grafiek B de gemiddelde reflectiefactor van de interne oppervlakken.

• Verbind deze twee punten met een lijn.

2 Daglicht 16

• Het snijpunt van deze lijn met grafiek C geeft de waarde van de gemiddelde internereflectie component van de daglichtfactor, indien er geen externe obstructies zijn.

• Indien er wel externe obstructies zijn:

- Bepaal op grafiek D de hoek van de obstructie en verbind dit punt met hetgevonden punt op grafiek C.

- Het snijpunt van deze lijn met grafiek E geeft de waarde van de gemiddeldeinterne reflectie component van de daglichtfactor, indien er externe obstructiesaanwezig zijn.

De nauwkeurigheid van deze methode voldoet voor ruimtes met een eenvoudige geometrie,maar voor ruimtes met een complexere geometrie kan de methode onvoldoende zijn.Verder wordt er ook een veralgemening gemaakt qua reflectiecoefficienten van deruimteoppervlakken. Ook wordt er geen onderscheid gemaakt tussen het bovenste enonderste deel van de ruimte, wat bij de Split Flux methode wel gebeurt [8]. Dit is een anderemethode om IRC te bepalen waarbij de ruimte wordt onderverdeeld in twee oppervlakken:

• de vloer met het gedeelte van de verticale wanden onder het middelpunt van het raam.

• het plafond met het gedeelte van de verticale wanden boven het middelpunt van hetraam.

Er wordt verondersteld dat het licht afkomstig van de hemel (Sky Component) verdeeldwordt over het onderste deel, het externe gereflecteerde licht (External ReflectanceComponent) wordt verspreid over het bovenste deel van de ruimte. De mathematischebeschrijving van de Split Flux methode valt buiten het kader van dit eindwerk.

2.1.5 Correctiefactoren

Wanneer de daglichtfactor berekend is op basis van een van de hierboven beschrevenmethodes, moet deze nog vermenigvuldigd worden met enkele correctiefactoren. Dezefactoren dienen om de invloed van verschillende parameters op de intrede van het licht tekunnen inrekenen. De waarde van al deze factoren is kleiner dan 1.

Onderhoudsfactor

Glazen ramen kunnen aangetast worden door regen en vuil uit de omgeving. Aangeziendeze elementen ervoor zorgen dat er minder licht zal doorgelaten worden, moet dit inrekening gebracht worden via een correctiefactor. De waarde hangt af van onder welkehoek de beglazing geplaatst is en de omgeving waar het glazen oppervlak zich bevindt.Het is logisch dat in een industriegebied de correctiefactor een lagere waarde heeft dan ineen woongebied, aangezien de vervuiling groter zal zijn door de nabijheid van vervuilendeindustrie. Ook zal er op horizontaal geplaatst glas meer vuil achterblijven, dit verklaart de

2 Daglicht 17

kleinere waarde van de reductiefactor voor horizontaal glas. Tabel 2.2 geeft een overzichtvan de onderhoudsfactor bij verschillende situaties.

Omgeving Verticaal glas Hellend glas Horizontaal glasschoon 0,9 0,8 0,7

industrieel 0,7 0,6 0,5erg vuil 0,6 0,5 0,4

Tabel 2.2: Correctiefactoren voor glasvervuiling [13]

Glasfactor

De doorlatendheid van ramen hangt ook af van het type glas. Bij een hoge doorlatendheidzal de reductiefactor een hoge waarde hebben. Bij een dalende transmissiegraad zal dedaglichtfactor in de ruimte ook afnemen en zal de correctiefactor een lagere waarde hebben.

Framing factor

Ter hoogte van het raamkader kunnen elementen aanwezig zijn die de doorlatendeoppervlakte reduceren en dus een invloed hebben op het invallende licht. Inbraakbeveiligingin de vorm van roosters kan deze oppervlakte beınvloeden. De reductiefactor zal dezeelementen in rekening brengen.

Na het vermenigvuldigen van al deze correctiefactoren met de daglichtfactor bekomen wede uiteindelijke correcte daglichtfactor van het beschouwde punt in een ruimte, uitgedruktin %.

2.1.6 Bepaling van de daglichtfactor met een formule

De daglichtfactor kan ook bepaald worden met een formule, zonder opsplitsing indeeltermen.

De best gekende methode is de Lumen-methode [8]. Er wordt geen onderscheid gemaakttussen een directe en gereflecteerde component zoals bij de Split Flux methode. Regressiewordt toegepast om de daglichtfactor uit te drukken als een lineaire combinatie van deverlichtingssterkte ten gevolge van de hemel en de verlichtingssterkte veroorzaakt door dereflectie op de grond.

De coefficienten die gebruikt worden in de formule worden met metingen opschaalmodellen bepaald. Er worden modellen gemaakt voor verschillende typeruimtes,telkens met varierende materiaaleigenschappen. Hierdoor beschikt men over voldoendecombinaties om de werkelijkheid te gaan benaderen.

2 Daglicht 18

De daglichtfactor DF kan berekend worden volgens:

DF = EV ·Ag · τg ·Ku (2.5)

of

DF = (Eg, sky ·Ku, sky +Eg, ground ·Ku, ground) ·Ag · τg (2.6)

met:

Ev de verticale verlichtingssterkte onder een niet-belemmerde hemelEg, sky de verlichtingssterkte van de beglazing ten gevolge van het hemellichtEg, ground de verlichtingssterkte van de beglazing veroorzaakt door de reflectie

op de grondAg de beglaasde oppervlakteτg de transmissiecoefficient van de beglazingKu, Ku, sky, Ku, ground gebruikscoefficienten die experimenteel bepaald zijn

Bij formule 2.6 wordt er een opsplitsing gemaakt; hier krijgen de lucht en de grond telkenseen andere gebruikscoefficient.

Hoofdstuk 3

Energieverbruik voor verlichting

In dit hoofdstuk wordt er een overzicht gegeven van de verschillende methodes om hetenergieverbruik voor verlichting te berekenen. Dit energieverbruik draagt bij tot hettotale E-peil van een gebouw en kan op een forfaitaire manier of aan de hand vanhet werkelijk geınstalleerd vermogen begroot worden. Het energieverbruik wordt perenergiesector bepaald, de sector kan uit verschillende ruimtes bestaan waarvoor telkens eenhulpvariabele Lrm r wordt vastgelegd. Deze hulpvariabele is een maat voor de aangebrachteverlichting in de ruimte en kan berekend worden met behulp van flux-codes of met eenrekenprogramma. Het energieverbruik wordt opgesplitst in een kunst- en daglichtdeel,met respectievelijk de kunst- en daglichtoppervlakte als verdeelsleutel. Verder kan hetenergieverbruik gereduceerd worden door de invoer van regelsystemen, de reductiefactorenvoor verschillende types schakelingen worden besproken in het laatste deel van dithoofdstuk. De structuur en formules zijn overgenomen van bijlage II van de EPB-methode[10].

3.1 E-peil

Om het totale E-peil van een gebouw te bepalen, wordt er een karakteristiek energieverbruikberekend. Dit stelt het jaarlijkse verbruik van primaire energie voor.De bepaling van het E-peil bekomt men door een verhouding te berekenen vanhet karakteristieke jaarlijks primair energieverbruik en een referentiewaarde. Hetkarakteristieke jaarlijks primair energieverbruik bestaat uit de sommatie van hetenergieverbruik voor verschillende verbruikposten. Formule 3.1 geeft dit weer:

E = 100 ·Echarannprimencons

Echarannprimencons, re f(3.1)

19

3 Energieverbruik voor verlichting 20

met:

Echarannprimencons het karakteristiek jaarlijks primair energieverbruik, in MJEcharannprimencons, re f de referentiewaarde voor het karakteristiek jaarlijks primair

energieverbruik, in MJ

Voor het E-peil geldt dat hoe lager de waarde, hoe efficienter het energieverbruik van hetgebouw. De waarde van het berekende E-peil wordt naar boven afgerond tot op een eenheid.Het karakteristiek jaarlijks primair energieverbruik, de teller van vergelijking 3.1 wordtbepaald als volgt:

Echarannprimencons = Ep, light +12

∑m=1

(Ep, heat, m +Ep, cool, m +Ep, aux, m

−Ep, pv, m −Ep, cogen, m)

(3.2)

met:

Ep, light het jaarlijks primair energieverbruik voor verlichting, in MJEp, heat, m het maandelijks primair energieverbruik voor verwarming, in MJEp, cool, m het maandelijks primair energieverbruik voor koeling, in MJEp, aux, m het maandelijks primair hulpenergieverbruik van ventilatoren en pompen, in MJEp, pv, m de maandelijkse besparing aan primaire energie door elektriciteitsopwekking

met behulp van een fotovoltaısche installatie, in MJEp, cogen, m de maandelijkse besparing aan primaire energie door elektriciteitsopwekking

door middel van gebouwgebonden warmtekrachtkoppeling, in MJ

De term voor het verbruik van de verlichting geeft het energieverbruik per jaar, terwijlde andere termen bepaald worden per maand en nadien gesommeerd worden over twaalfmaanden.De referentiewaarde, gegeven in vergelijking 3.3, die gebruikt wordt, is afhankelijkvan verschillende factoren. De gebruiksoppervlakte, de totale oppervlakte van descheidingsconstructies, ontwerpdebieten voor de ventilatie binnen het gebouw en een termvoor de verlichting bepalen de noemer van vergelijking 3.1.

Echarannprimencons, ref = b1 ·A f +b2 ·AT,E

+b3 ·∑r

Vsupply,min,rm r +∑r(Vsupply, rm r −Vsupply, min, rm r)

+b5 ·10−3 ·∑r[L0.8

rm r · (tday + tnight) ·Af,rm r]

(3.3)


met:

b1, b2, b3, b4, b5 constanten [20], b5 voor verlichting bedraagt 0,7A f de totale gebruiksoppervlakte van het EPU-volume, in m2

AT,E de totale oppervlakte van alle scheidingsconstructies die het EPU-volumeomhullen en waardoorheen transmissieverliezen beschouwd worden bijde bepaling van de energieprestatie, in m2

Vsupply,min,rm r het minimale ontwerptoevoerdebiet aan buitenlucht van ruimte r, in m3/hVsupply, rm r het ontwerptoevoerdebiet aan buitenlucht van ruimte r waarvoor

de installatie ontworpen is, in m3/hLrm r een hulpvariabele, bepaald in paragraaf 3.2.3tday het conventioneel vastgelegd aantal gebruiksuren van de verlichting

per jaar van de energiesector waarin de ruimte gelegen is,gedurende de dagperiode, beschreven in tabel 3.1, in h

tnight het conventioneel vastgelegd aantal gebruiksuren van de verlichtingper jaar van de energiesector waarin de ruimte gelegen is,gedurende de nachtperiode, beschreven in tabel 3.1, in h

Af,rm r de gebruiksoppervlakte van ruimte r, in m2

De methode waarop Ep, light berekend wordt, is besproken in paragraaf 3.2.Niet alle verlichting wordt ingerekend bij het bepalen van het energieverbruik. Aangezienhet hele gebouw wordt onderverdeeld in energiesectoren wordt enkel de verlichting binnendeze volumes beschouwd. Bepaalde vormen van verlichting zoals buitenverlichting,noodverlichting, losse verlichting, ... worden niet ingerekend. De energiesector wordtonderverdeeld in ruimtes, waarvoor een hulpvariabele zal worden bepaald.

3.2 Bepaling van het elektriciteitsverbruik voor verlichting(EPU-methode)

Het primair energieverbruik voor verlichting wordt bepaald door:

Ep, light = 3,6 · fp ·Wlight (3.4)

met:

Ep, light primair energieverbruik voor verlichting, in MJfp de conventionele omrekenfactor naar primaire energie voor elektriciteitWlight het totale elektriciteitsverbruik voor verlichting in het EPU-volume, in kWh

De omzetting van conventioneel naar primair energieverbruik gebeurt door tevermenigvuldigen met een omrekenfactor fp. De omrekenfactor is verschillend afhankelijkvan het type primaire basisenergie. Steenkool, aardolie en aardgas zijn enkele vormen


van energiegrondstoffen waarop nog geen technische omzetting is gebeurd, de zogenaamdeprimaire energie. Voor elektriciteit bedraagt de omrekenfactor 2,5.

Het totale elektriciteitsverbruik voor verlichting bestaat uit twee termen: een term voor hetverbruik van de verlichting en een term voor het verbruik van de regelapparatuur. Dezetermen worden verder in dit hoofdstuk besproken.

Wlight = ∑i

Wlight, sec i +∑k

Wlight, rm r, ctrl (3.5)

met:

Wlight het jaarlijks elektriciteitsverbruik voor verlichting, in kWhWlight, sec i het jaarlijks elektriciteitsverbruik voor verlichting van energiesector i, in kWhWlight, rm r het jaarlijkselektriciteitsverbruik voor regelingen die in ruimten r buiten

het EPU-volume zijn opgesteld, maar wel ten dienste staan van de verlichtingbinnen het EPU-volume, in kWh

Het elektriciteitsverbruik voor verlichting van een energiesector kan op twee manierenworden bepaald; op een forfaitaire manier en aan de hand van het werkelijk geınstalleerdvermogen. Bij beide methodes wordt er gewerkt met een hulpvariabele Lrm r, die zelf ooknog op verschillende manieren kan berekend worden.

3.2.1 Op forfaitaire manier

Deze methode wordt gebruikt wanneer er geen gegevens beschikbaar zijn over deverlichting aanwezig in de ruimte. Wanneer op deze manier gerekend wordt, wordt dehulpvariabele gelijkgesteld aan Lrm r = 500.

Deze waarde komt overeen met 20 W/m2 om 500 lux te verkrijgen in de hele ruimte, of4 W/m2 voor 100 lux. Dit is veel meer dan de standaardwaarde die ongeveer 2 W/m2 voor100 lux bedraagt. Als deze L-variabele wordt toegepast op het ganse EPU-volume zal diteen immense invloed hebben op het E-peil. Om dit te compenseren zijn er vaak extremeenergiebesparende technieken nodig op andere vlakken (isolatie, warmteterugwinning, ...).Hierdoor wordt het moeilijk om aan de eisen voor het E-peil te voldoen. Deze methodewordt bijgevolg liever niet gebruikt.

Het elektriciteitsverbruik voor de energiesector i op forfaitaire manier wordt bepaald door:

Wlight, sec i = ∑r

A f , rm r · plight, de f · (tday + tnight) (3.6)


met:

Wlight, sec i het elektriciteitsverbruik voor verlichting in de energiesector i, in kWhA f , rm r de gebruiksoppervlakte in de ruimte r, in m2

plight, de f vaste waarde van het specifiek vermogen voor verlichting,gelijkgesteld aan 0,020 kW/m2

tday het aantal gebruiksuren per jaar gedurende de dagperiode, uit tabel 3.1tnight het aantal gebruiksuren per jaar gedurende de nachtperiode, uit tabel 3.1

Er zal enkel rekening gehouden worden met de geometrische kenmerken van de ruimte,onder de vorm van de gebruiksoppervlakte. Om het verbruik over het totale jaar te bepalen,zijn de coefficienten tday en tnight ingevoerd. Deze stellen het standaard aantal uren datde verlichting werkt, zowel overdag als ’s nachts, voor. De gebruiksuren per jaar wordengegeven in tabel 3.1.

Bestemming gebruiksduur overdag tday (u) gebruiksduur ’s nachts tnight (u)kantoor / school 2200 150

Tabel 3.1: Standaardwaarden voor gebruiksuren van verlichting

Deze waarden blijven steeds gelijk, ongeacht welke methode wordt gebruikt voor debepaling van het energieverbruik. In de verdere tekst wordt er steeds naar deze tabelverwezen.

Aangezien de formule geen rekening houdt met de reele kenmerken van de verlichtingwordt er gewerkt met een vaste waarde voor het vermogen van de verlichting. Dezewaarde bedraagt 0,020 kW/m2 en is in vergelijking met het vermogen van de gemiddeldeverlichtingsinstallatie aan de hoge kant.Het is dus niet aangewezen om met deze methode het energieverbruik voor verlichting tegaan berekenen.

3.2.2 Aan de hand van het werkelijk geınstalleerd vermogen

Een andere methode om het energieverbruik voor verlichting te gaan bepalen is op basisvan het werkelijk geınstalleerd vermogen in de ruimte. Het berekende verbruik met dezemethode levert een lager resultaat op dan het resultaat bekomen met forfaitaire waarden,en dus ook een lager E-peil. Bij voorkeur wordt deze methode in de verschillendeenergiesectoren gebruikt. Het energieverbruik voor verlichting wordt berekend op basisvan de karakteristieken van de werkelijk geınstalleerde verlichtingsinstallatie in de ruimte.Ook hier wordt er gewerkt met een hulpvariabele Lrm r, die op twee verschillende manierenkan bepaald worden. Deze methode wordt besproken in paragraaf 3.2.4.


3.2.3 Bepaling van de hulpvariabele Lrm r

Lrm r is een dimensieloze hulpvariabele die gebruikt wordt voor de bepaling van hetreferentieverbruik en het jaarlijks energieverbruik voor verlichting.De hulpvariabele is ook een zeer ruwe benadering van het gemiddelde verlichtingsniveau.De L-variabele bepaalt de noemer van vergelijking van vergelijking 3.1, de referentiewaardevoor het karakteristiek jaarlijks primair energieverbruik. Ook bepaalt ze de verlaagderekenwaarde van het geınstalleerde vermogen indien de verlichtingssterkte in de ruimteaanpasbaar is. Wanneer er geen vast geınstalleerde verlichting, zoals staande lampen dieverplaatsbaar zijn, in de ruimte voorzien is, bedraagt de hulpvariabele 500.

Indien de verlichting wel vast geplaatst is, kan de hulpvariabele op twee manieren berekendworden:

• aan de hand van de lichtstroom van de lampen en de armatuurkarakteristiek(flux-codes)

• verlichtingsniveau bepalen met een gedetailleerd rekenprogramma

Bepaling van de hulpvariabele Lrm r aan de hand van flux-codes (conventionelemethode)

De hulpvariabele kan worden bepaald aan de hand van flux-codes. Deze flux-codes zijnafhankelijk van het type armatuur en zijn gedefinieerd in CIE publicatie n◦ 52, opgesteld in1982. De CIE flux-code is identiek aan de recentere CEN flux-code (EN 13032-2:A-2004).[21]

De flux-codes zijn dimensieloos en bestaan uit vijf verschillende verhoudingen vanlichtstromen bij verschillende ruimtehoeken. Deze verhoudingen zullen voor elke armatuurmoeten worden bepaald, vaak zijn ze opgegeven door de fabrikant. Helaas is dit tot opheden nog niet courant aanwezig in de productcatalogi, waardoor de codes nog zelf moetenberekend worden. De polaire diagramma van de armaturen zijn wel opgegeven door defabrikant, het volstaat om de lichtstromen af te lezen uit het diagram en zo de verhoudingenzelf te gaan berekenen. In DIALux worden de flux-codes door het programma zelf berekenden weergegeven bij de eigenschappen van de armaturen. De flux-codes hebben een waardedie kleiner of gelijk aan 1 is.

Een armatuur met een lichtbron zal een lichtbundel verspreiden naar een te verlichtenvlak. De vorm en de afwerking van de armatuur hebben een invloed op de lichtbundel.Aangezien een lichtbron in drie dimensies straalt, is het moeilijk om dit tweedimensionaalvoor te stellen. Om dit op te lossen zal de lichtstroom in functie van een driedimensionaleopeningshoek, de ruimtehoek ω, worden uitgedrukt. Wanneer de ruimtehoek stijgt, zal detophoek α ook gaan stijgen, zoals voorgesteld in figuur 3.2. De tophoek wordt uitgedruktin graden (◦) en de ruimtehoek in steradialen (sr).


Om deze lichtbundel grafisch te kunnen voorstellen wordt er gebruik gemaakt van een polairlichtsterktediagram.

Figuur 3.1: Polair diagram voor Fagerhult 32412-46 Indulux Wide beam 1 x T8 58 W

In dit diagram wordt de lichtsterkte voorgesteld bij een varierende tophoek α in tweeverschillende vlakken, C0-180 en C90-270. C0-180 is het verticale vlak dat loodrecht(dwars) op de armatuur ligt, terwijl C90-270 het verticale vlak voorstelt dat de langsrichtingvan de armatuur volgt. Een polair diagram geldt bij een lichtstroom van 1000 lumen(klm); indien de lichtbron meer of minder uitstraalt zal er een correctie moeten toegepastworden. De waarden in het diagram worden uitgedrukt in cd/klm. De meeste armaturenstralen alleen naar onder toe, hierdoor wordt het polair diagram beperkt tot een tophoek vanmaximaal 90 ◦.

Doordat de lichtstroom in functie van de ruimtehoek wordt uitgedrukt, zal de lichtsterktemet als eenheid candela worden gebruikt in het diagram. Formule 3.7 geeft de relatietussen de lichtsterkte in candela en de lichtstroom in lumen met als veranderlijke parameterde ruimtehoek ω.

I =φ

ω(3.7)

met:

I lichtsterkte, in cd (candela)φ lichtstroom, in lm (lumen)ω ruimtehoek, in sr (steradiaal)

Figuur 3.3 geeft de lichtstromen weer bij de verschillende ruimtehoeken die gebruiktworden voor het bepalen van de flux-codes.

Figuur 3.2: Grafische voorstelling van detophoek en ruimtehoek

Figuur 3.3: Grafische voorstelling vanlichtstromen bij verschillende ruimtehoeken[9]


Tabel 3.2 geeft een overzicht van de relatie tussen de tophoek en de ruimtehoek. Voor hetbepalen van de verhoudingen moeten de lichtstromen bij de gegeven tophoeken afgelezenworden uit het polair diagram en nadien geconverteerd worden naar de lichtsterkte incandela met behulp van formule 3.7.

Tophoek α Ruimtehoek ω

41,4◦ π/260◦ π

75,5◦ 3/2π

90◦ 2π

180◦ 4π

Tabel 3.2: Waarden voor de tophoek en ruimtehoek

Om de flux-codes te bepalen, worden er vijf verschillende verhoudingen berekend:

.N1 =FC1

FC4

.N2 =FC2

FC4

.N3 =FC3

FC4

.N4 =FC4

F

.N5 =F

PHIS

Doordat .N5 de verhouding voorstelt van de lichtstroom bij een ruimtehoek van 4π en desom van de lichtstromen van elke individuele lamp in de armatuur, beschrijft .N5 het totalerendement van de armatuur. Dit geeft de verhouding van hoeveel er effectief uitgestraaldwordt en hoeveel er theoretisch zou worden uitgestraald. Het rendement ligt lager dan 100% door de belemmeringen ter hoogte van de lichtbron, zoals roosters en de behuizing vande armatuur.

In tegenstelling tot de gedetailleerde methode voor de bepaling van de hulpvariabele wordter bij de flux-methode geen rekening gehouden met de geometrie van de ruimte. Alleende gebruiksoppervlakte wordt in rekening gebracht, reflectiecoefficienten van de wandenhebben geen invloed.

Lrm r =

∑k

nk · [.N2k · .N4k +0,5 · (1− .N4k)] · .N5k ·0,85 ·PHISk

A f , rm r(3.8)


met:

nk het aantal armaturen van type k.N2k de verhouding van de lichtflux die het armatuur k verlaat in een ruimtehoek van π

t.o.v. de hoofdas (d.w.z. in een kegel met openingshoek van 120◦) tot de lichtfluxdie het armatuur k verlaat in een ruimtehoek van 2π t.o.v. de hoofdas, bepaaldvolgens CIE 52

.N4k de verhouding van de lichtflux die het armatuur k verlaat in een ruimtehoek van 2π

t.o.v. de hoofdas (d.w.z. in een kegel met openingshoek van 180◦) tot de totaleuitgaande flux van het armatuur, bepaald volgens CIE 52

.N5k de verhouding van de totale lichtflux die het armatuur k verlaat tot de lichtflux (PHISk)uitgestraald door alle lampen samen in het armatuur, bepaald volgens CIE 52

A f , rm r gebruiksoppervlakte van de ruimte r, in m2

PHISk de som van de lichtstroom van elk van de lampen in het armatuur van type k, in lumen

PHISk = ∑m

PHIm (3.9)

met:

PHIm de lichtstroom van lamp m in de armatuur k, in lumen

Om PHISk te bepalen, zal de lichtstroom van elk type armatuur k moeten gekend zijn.De waarde van deze lichtstroom wordt uitgedrukt in lumen en is bepaald volgens CIE 84.PHISk bestaat uit de sommatie van alle lichtstromen van de beschouwde armatuur in deruimte r.Indien men niet beschikt over de flux-codes van een bepaalde armatuur kan er voor gekozenworden om die armatuur buiten beschouwing te laten bij de bepaling van de hulpvariabele.Deze armatuur draagt echter wel bij tot het totale energieverbruik van de verlichting en magdus niet vergeten worden.

Wanneer er gekozen wordt om volgens deze methode te werken, moet er een duidelijkonderscheid gemaakt worden tussen de types armaturen die in de ruimte aanwezig zijn.Wandarmaturen en verlichtingen die in de vloer of in trappen ingewerkt is, wordenniet gebruikt voor de bepaling van de hulpvariabele. Er zijn ook beperkingen welkeplafondarmaturen ingerekend worden: het plafondarmatuur moet neerwaarts gericht zijn.Er moet extra aandacht besteed worden aan hellend bevestigde armaturen en beweegbarespots. Figuur 3.4 geeft een overzicht van de toegelaten en niet-toegelaten hellendearmaturen. De hoek die de as loodrecht op de armatuur vormt met de verticale mag nooitmeer dan 45◦ bedragen. Indien men de invloed van deze armaturen wel wil inrekenen voorde bepaling van de hulpvariabele, dan dient men gebruik te maken van de gedetailleerdeberekeningsmethode, zoals in de volgende paragraaf beschreven.


Figuur 3.4: Hellende armaturen die wel/niet ingerekend worden [9]

Er moet wel rekening gehouden worden met deze armaturen bij de bepaling van hetelektriciteitsverbruik per energiesector.

Bepaling van de hulpvariabele Lrm r met een gedetailleerd rekenprogramma

Wanneer de invloed van de armaturen die niet beschouwd worden in bovenstaande methodetoch ingerekend moet worden, bestaat de mogelijkheid om de hulpvariabele te berekenenmet behulp van gedetailleerde berekeningen. Deze berekeningen worden uitgevoerd metsoftware geschikt voor lichtberekeningen. De software moet goedgekeurd zijn door deoverheid. Tot op heden is er nog geen richtlijn opgesteld met betrekking tot erkenningvan rekenprogramma’s. Er zijn dus nog geen criteria waaraan het correct functioneren vande software kan getoetst worden.

DIALux wordt wereldwijd veelvuldig gebruikt voor lichtberekeningen en weveronderstellen dat het programma zal voldoen aan de toekomstige vereisten vanhet EPU-besluit. De ruimte waar we de hulpvariabele van willen bepalen, wordtingegeven in de rekensoftware. Tabel 3.3 geeft de reflectiefactoren, beschreven inBijlage II: Bepalingsmethode van het peil van primair energieverbruik van kantoor- enschoolgebouwen [10], die gebruikt moeten worden in het rekenmodel.

Oppervlakte Reflectiecoefficientplafond 0,7 / 70 %wanden 0,5 / 50 %

vloer 0,2 / 20 %

Tabel 3.3: Reflectiecoefficienten voor rekensoftware

De armaturen moeten in de software net zo geplaatst worden als hoe ze effectief uitgevoerdworden of reeds geplaatst zijn. Wanneer het orienteerbare armaturen betreft, dient bijde berekeningen het armatuur zo gericht te worden dat de hoek tussen de hoofdas en deverticale zo groot mogelijk is (maximaal naar boven gericht). Indien er nog verschillendeorientaties mogelijk zijn, dient de armatuur loodrecht op de dichtsbijzijnde wand gericht teworden.


Ook moet er een verminderingsfactor van 0,85 aangehouden worden t.o.v. deCIE84-waarde1. De hulpvariabele is dan gelijk aan de gemiddelde verlichtingssterkte ophet fictieve werkvlak. Dit werkvlak wordt op een hoogte van 0,8 m boven de afgewerktevloeroppervlakte beschouwd.

De werkwijze waarop dit berekend wordt in DIALux is besproken in paragraaf 5.1.4.

3.2.4 Bepaling van het elektriciteitsverbruik per energiesector

Het elektriciteitsverbruik voor de energiesector bestaat uit de sommering van hetenergieverbruik van alle ruimtes die zich in de energiesector bevinden en wordt beschrevenin vergelijking 3.10.

Wlight, sec i = ∑r

Wlight, rm r (3.10)

met:

Wlight, sec i het elektriciteitsverbruik voor verlichting van energiesector i, in kWhWlight, rm r het elektriciteitsverbruik voor verlichting van ruimte r in energiesector i in kWh

De manier waarop Wlight, rm r wordt berekend is afhankelijk van hoe de verlichting in deruimte bevestigd is; er is een verschil in rekenmethode voor niet-vaste verlichting en vasteverlichting. Deze twee methodes worden hieronder besproken.

Ruimte zonder vast geınstalleerde verlichtingsinstallatie

Indien er geen vaste verlichting in de ruimte aanwezig is, wordt het verbruik opdezelfde manier bepaald als bij de forfaitaire manier, beschreven in paragraaf 3.2.1. Erwordt gerekend met standaardwaarden voor het vermogen en de gebruiksduur van deverlichtingsinstallatie.

Wlight, rm r = A f , rm r · plight, abs · (tday + tnight) (3.11)

met:

Wlight, rm r het elektriciteitsverbruik voor verlichting van energiesector i, in kWhA f , rm r de gebruiksoppervlakte van de ruimte r waar geen vaste verlichting geplaatst is,

in m2

plight, abs een vaste waarde voor het specifiek vermogen voor verlichting,gelijkgesteld aan 0,020 kW/m2


1CIE 84 Measurement of Luminous Flux (1st Edition)


Ruimte met vast geınstalleerde verlichtingsinstallatie

Wanneer de verlichting in de ruimte wel vast geınstalleerd is, wordt het elektriciteitsverbruikbepaald door drie bijdragen. Het kunstlichtdeel, het daglichtdeel en het verbruik vanregelapparatuur zorgen voor het uiteindelijke verbruik. Het daglichtdeel wordt alleeningerekend indien er een daglichtregeling in de ruimte voorzien is. Wanneer dit typeregeling niet voorzien is, dragen enkel het kunstlicht en eventuele regelingen bij tot hetenergieverbruik.

Wlight, rm r =Wlight, rm r, arti f area +Wlight, rm r, dayl area +Wlight, rm r, ctrl (3.12)

met:

Wlight, rm r het elektriciteitsverbruik voor verlichting van ruimte r, in kWhWlight, rm r, arti f area het elektriciteitsverbruik in het kunstlichtdeel van ruimte r,

bepaald volgens 3.2.5, in kWhWlight, rm r, dayl area het elektriciteitsverbruik in het daglichtdeel van ruimte r,

bepaald volgens 3.2.6, in kWhWlight, rm r, ctrl het elektriciteitsverbruik voor regelapparatuur dat nog niet inbegrepen

is in het verbruik van de armaturen, bepaald volgens 3.3, in kWh

3.2.5 Elektriciteitsverbruik van een kunstlichtdeel

Een van de bijdragen tot het totale elektriciteitsverbruik is het verbruik van hetkunstlichtdeel. Deze bijdrage is opgebouwd uit verschillende factoren die afhankelijk zijnvan de geınstalleerde verlichting en van de gebruiksoppervlakte. Zo zijn er reductiefactoreningevoerd voor de besparing ten gevolge van regelsystemen in rekening te kunnen brengen.Aangezien het alleen om de bijdrage van het kunstlichtdeel gaat, wordt er alleen gerekendmet de kunstlichtoppervlakte. De methode om deze oppervlakte te gaan bepalen, wordtbesproken in het volgende hoofdstuk.

Wlight, rm r, arti f area = Plight, rm r ·A f , rm r, arti f area

A f , rm r· fswitch · fmod, arti f · (tday + tnight) (3.13)

met:

Wlight, rm r, arti f area het elektriciteitsverbruik in het kunstlichtdeel van ruimte r, in kWhPlight, rm r de rekenwaarde voor het vermogen voor verlichting in de ganse ruimte r,

in kWA f , rm r, arti f area de gebruiksoppervlakte van het kunstlichtdeel, bepaald volgens 4.1, in m2

A f , rm r de gebruiksoppervlakte van de ruimte r, in m2

fswitch factor voor schakelend regelsysteem, bepaald volgens 3.2.8fmod, arti f factor voor modelerend regelsysteem, bepaald volgens 3.2.9tday het aantal gebruiksuren per jaar gedurende de dagperiode, uit tabel 3.1tnight het aantal gebruiksuren per jaar gedurende de nachtperiode, uit tabel 3.1


3.2.6 Elektriciteitsverbruik van een daglichtdeel

De andere bijdrage tot het energieverbruik voor verlichting is het verbruik van hetdaglichtdeel. Deze wordt op dezelfde manier berekend als de bijdrage van hetkunstlichtdeel, echter wordt er hier gerekend met de daglichtoppervlakte. Ook hier wordter gebruik gemaakt van een reductiefactor voor modulerende systemen, specifiek voor hetdaglicht.

Wlight, rm r, dayl area = Plight, rm r·A f , rm r, dayl area

A f , rm r· fswitch

·( fmod, dayl · tday + fmod, arti f · tnight)

(3.14)

met:

Wlight, rm r, dayl area het elektriciteitsverbruik in het kunstlichtdeel van ruimte r, in kWhPlight, rm r de rekenwaarde voor het vermogen voor verlichting in de ganse ruimte r,

in kWA f , rm r, dayl area de gebruiksoppervlakte van het daglichtdeel, bepaald volgens 4.1, in m2

A f , rm r de gebruiksoppervlakte van de ruimte r, in m2

fswitch factor voor schakelend regelsysteem, bepaald volgens 3.2.8frm r, dayl area factor voor modelerend regelsysteem, bepaald volgens 3.2.9tday het aantal gebruiksuren per jaar gedurende de dagperiode, uit tabel 3.1tnight het aantal gebruiksuren per jaar gedurende de nachtperiode, uit tabel 3.1

3.2.7 Vermogen

Voor de bepaling van het elektriciteitsverbruik in een ruimte moet er ook rekeninggehouden worden met het totale vermogen van de verlichtingsinstallatie. Plight, rm r stelt derekenwaarde voor het vermogen van de verlichting in de ruimte r voor. Deze term wordt optwee verschillende manieren bepaald, afhankelijk van de instelbaarheid van de verlichting.Indien de verlichtingssterkte kan ingesteld worden door de gebruiker, zal de rekenwaardevermeningvuldigd worden met een reductiefactor. De hulpvariabele Lrm r wordt gebruiktom deze reductiefactor te bepalen.

Bij beide methodes zal eerst de rekenwaarde voor het nominaal vermogen van allelampen, Pnom, rm r, berekend moeten worden. Ook het vermogen van eventuelevoorschakelapparaten, sensoren, regelingen en schakelaars in de ruimte wordt hierbijgerekend. Deze term moet per ruimte worden beschouwd.

Pnom, rm r =

∑k

Pf itting, k

1000(3.15)


met:

Pnom, rm r de rekenwaarde voor het nominaal vermogen van alle lampen met inbegripvan eventuele voorschakelapparaten, sensoren, regelingenen/of schakelaars in ruimte r, in kW

Pf itting, k de rekenwaarde voor het vermogen van (alle) lamp(en) met inbegripvan eventuele voorschakelapparaten, sensoren, regelingenen/of schakelaars van verlichtingsarmatuur k, in W

Vergelijking 3.15 wordt gebruikt om de nominale vermogen van de verlichtingsinstallatiein de ruimte te bepalen, hierna kan de rekenwaarde van het verlichtingsvermogen berekendworden.

Voor een verlichtingsinstallatie waar de verlichtingssterkte niet instelbaar is, wordt hetvermogen gegeven door:

Plight, rm r = Pnom, rm r (3.16)

Het verlichtingsvermogen is hier gelijk aan het nominale vermogen van deverlichtingsinstallatie, er wordt geen reductiefactor op toegepast.

Wanneer de verlichtingssterkte echter wel instelbaar is, zal het nominale vermogenvermenigvuldigd worden met een reductiefactor. Aangezien de verlichtingssterkte vrij kaningesteld worden, zal dit een verlaagd energieverbruik met zich meebrengen. Dit wordtreeds ingerekend door de reductiefactoren voor regelsystemen, maar ook op het vermogenwordt dit toegepast.Vergelijking 3.17 geeft het verlichtingsvermogen na toepassing van de reductiefactor.

Plight, rm r = Pnom, rm r ·min(1,Lthresh + freduc · (Lrm r −Lthresh)

Lrm r) (3.17)

met:

Plight, rm r de rekenwaarde voor het vermogen, in kWPnom, rm r de rekenwaarde voor het nominaal vermogen, in kWLthresh drempelwaarde voor de L-variabele, Lthresh = 250freduc reductiefactor met als waarde freduc = 0,5Lrm r de hulpvariabele, bepaald in 3.2.3

De reductiefactor bestaat uit de verhouding van twee vaste constanten en een variabele, dehulpvariabele Lrm r. Wanneer de hulpvariabele in waarde stijgt, zal de reductiefactor ookstijgen. Er is geen vermindering van het vermogen wanneer Lrm r gelijk is aan Lthresh, dedrempelwaarde gelijk aan 250.


Indien er geen informatie beschikbaar is over de geınstalleerde verlichtingsinstallatie en dehulpvariabele dus gelijk is aan nul, wordt het vermogen bepaald volgens de methode van deniet-instelbare verlichtingssterkte. Het elektriciteitsverbruik voor verlichting zal dalen bijeen lager vermogen, dus wanneer de verlichtingssterkte vrij instelbaar is.

3.2.8 Schakelende regelsystemen

In de EPU-regelgeving is er rekening gehouden met besparingen ten gevolge vandaglichtschakelingen in ruimtes. Deze schakelingen zorgen ervoor dat het kunstlicht indaglichtzones uitgeschakeld wordt vanaf het verlichtingsniveau een bepaalde grenswaardeoverschrijdt. Vooraf kan de grenswaarde ingesteld worden bij de installatie van deschakeling, eventueel kan de waarde later nog aangepast worden.

Er kan gekozen worden voor gedeeltelijke uitschakeling of volledige uitschakeling,afhankelijk van het type schakeling. Ook kan er een onderscheid gemaakt worden tussende verschillende armaturen die worden uitgeschakeld. Bij gedeeltelijke uitschakelingwordt de verlichting in stand-by geplaatst, waarbij de verlichtingsinstallatie zelf nogelektriciteit verbruikt. Wanneer de installatie volledig is uitgeschakeld, verbruiken enkelde schakelingen nog energie; dit verbruik wordt ingerekend door gebruik te maken van demethode beschreven in paragraaf 3.3.

Er bestaan verschillende vormen van daglichtschakelingen; aanwezigheidsdetectie enhandmatige bediening zijn enkele types. Bij aanwezigheidsdetectie wordt er door middelvan een sensor continu gecontroleerd of er zich personen in de ruimte bevinden, bijaanwezigheid wordt de verlichting automatisch aangeschakeld. Indien er niemand meergedetecteerd wordt, zal na een bepaalde periode (de vertragingstijd) het licht automatischweer uitgeschakeld worden. Dit type schakeling kan gebruikt worden in klaslokalenaangezien er geen verlichting nodig is bij een lege bezetting.

Voor ruimtes zoals een trappenhuis kan er geopteerd worden voor handmatige schakeling,eventueel gecombineerd met aanwezigheidsdetectie. Wanneer iemand de ruimtebinnenkomt, kan de persoon via een schakelaar handmatig de verlichting aanschakelen,na een tijdje zal de verlichting automatisch uitgeschakeld worden. Het nadeel aan dezeuitvoering is dat indien er wel nog iemand aanwezig is de verlichting toch nog uit zal gaan.Dit kan opgelost worden door een aanwezigheidsdetectiesensor te plaatsen.

Voor de aanwezigheidsdetectie kunnen verschillende sensoren gebruikt worden, elk meteen specifieke techniek. Een infraroodsensor gaat reageren op veranderingen van warmtein de ruimte, zo zal elke menselijke beweging binnen het bereik van de sensor geregistreerdworden. Een ander type is voorzien van een ultrasoon sensor die continu geluidsgolvenuitzendt. De golven worden door de objecten in de ruimte gereflecteerd en de sensorontvangt de gereflecteerde golven. Aan de hand van het Dopplereffect zal de sensorkunnen detecteren of er beweging in de ruimte plaatsvindt. Ook zijn er sensoren die op


basis van geluid werken; zo zal de sensor vanaf een bepaald geluidsniveau de verlichtingaanschakelen. Al deze technieken kunnen ook onderling gecombineerd worden. [22]

Deze schakelsystemen zorgen voor besparingen aangezien de verlichting niet continu meerzal branden. Reductiefactoren zorgen ervoor dat bij de bepaling van het energieverbruikvoor verlichting de besparing in acht wordt genomen. De reductiefactor is in functie vanhet type schakeling en van de oppervlakte die wordt verlicht door de armaturen, bedienddoor een sensor of een schakelaar.

Tabel 3.4 geeft de reductiefactor fswitch voor verschillende types schakelsystemen.

Omschrijving schakeling fswitch

Centraal aan/uit en alle andere systemen 1die hieronder niet vermeld wordenManuele schakeling vergelijking 3.18Aanwezigheidsdetectie: schakelt zowel automatischaan als automatisch uit of naar dimstand(auto aan; auto uit/dim)• grootste geregelde oppervlakte As < 30 m2

◦ indien volledige uitschakeling bij afwezigheid 0,8◦ indien terugschakeling naar dimstand bij afwezigheid 0,9

• grootste geregelde oppervlakte As ≥ 30 m2 1Manuele aanschakeling;afwezigheidsdetectie schakelt automatisch uit of naar dimstand(manueel aan; auto uit/dim)• grootste geregelde oppervlakte As < 30 m2

◦ indien volledige uitschakeling bij afwezigheid 0,7◦ indien terugschakeling naar dimstand bij afwezigheid 0,85

• grootste geregelde oppervlakte As ≥ 30 m2 1

Tabel 3.4: Factor voor schakelende regelsystemen fswitch

Voor elk type schakeling kan de reductiefactor uit de tabel afgelezen worden; er geldt dat deschakeling als centraal wordt beschouwd van zodra een schakelaar de verlichting in meerdan een ruimte schakelt.De reductiefactor voor een manuele schakeling wordt bepaald met behulp van een formule:

max[0,90; min(1,00;0,90+0,10 · (As −8)22

)] (3.18)

De waarde voor fswitch is in functie van de grootste geregelde oppervlakte, As. Ditis de totale gebruiksoppervlakte (in m2) die verlicht wordt door alle armaturen diesamen door de schakelaar of sensor worden bediend. Wanneer twee aangrenzendearmaturen niet door dezelfde schakelaar of sensor worden bediend, moet er een opsplitsing


gemaakt worden in de totale gebruiksoppervlakte. De grens van de regeloppervlaktesvan de respectievelijke schakelingen wordt gevormd door de middellijn tussen de tweeaangrenzende armaturen. Per ruimte zal de grootste schakeloppervlakte beschouwd moetenworden om de reductiefactor te bepalen. De te gebruiken rekenwaarde voor As is deregeloppervlakte afgerond naar boven tot een geheel getal. Wanneer het voorkomt dat erverschillende types schakelsystemen in de ruimte geplaatst zijn, dan zal de reductiefactorde hoogste waarde van de verschillende factoren bedragen.

Op figuur 3.5 is vergelijking 3.18 in functie van de regeloppervlakte As voorgesteld. Er isduidelijk te zien dat er twee grenswaarden voor de regeloppervlakte zijn bij deze formule,namelijk 8 m2 en 30 m2. De eerste grenswaarde geeft een fswitch-waarde van 0,9 terwijl detweede grenswaarde 1 geeft. Tussen deze grenzen zal de functie lineair varieren.

Figuur 3.5: fswitch voor een manuele schakeling bij varierende As

3.2.9 Modulerende regelsystemen

De EPU-regelgeving houdt ook rekening met de invloed van modulerende regelsystemen,dit zijn schakelingen gelijkaardig aan schakelende regelsystemen. Echter schakelen dezesystemen de verlichting niet uit, maar wordt de kunstverlichting op een volautomatischemanier verminderd bij verhoogde toetrede van daglicht. Dit gebeurt op een continuvariabele wijze zodat de gebruiker in de ruimte geen verschil in lichtsterkte zal opmerken.

Hierdoor zal het kunstlicht minder gaan verbruiken en zal het totale energieverbruik voorverlichting dalen. Deze besparing wordt weer uitgedrukt met behulp van een reductiefactor,echter wordt er hier gebruik gemaakt van twee verschillende reductiefactoren: fmod, dayl enfmod, arti f . Dit komt doordat de invloed van de besparingen zowel bij het kunstlicht- als hetdaglichtdeel ingerekend wordt.


Tabel 3.5 geeft de reductiefactoren fmod, dayl en fmod, arti f voor modulerende regelsystemen.

Omschrijving fmod, dayl fmod, arti fmodulerende regeling

geen dimming 1,0 1,0daglichtdimming vergelijking 3.19 vergelijking 3.20

Tabel 3.5: Factor voor modulerende regelsystemen fmod, dayl en fmod, arti f

De reductiefactor voor het daglichtdeel, fmod, dayl , wordt bepaald door volgende formule:

max[0,6; min(1,0;0,6+0,4 · (Am −8)22

)] (3.19)

De waarde van fmod, dayl schommelt tussen 0,6 en 1, afhankelijk van de oppervlakte diegeregeld wordt door het regelsysteem. Er zijn twee drempelwaarden, namelijk 8 m2 en30 m2. Tussen respectievelijk 0,6 en 1 gaat de functie lineair veranderen.

Figuur 3.6: fmod, dayl bij varierende Am

Voor het kunstlichtdeel wordt de reductiefactor, fmod, arti f , gegeven door:

max[0,8; min(1,0;0,8+0,2 · (Am −8)22

)] (3.20)

De waarde van fmod, arti f varieert tussen 0,8 en 1 bij een wisselende oppervlakte diegeregeld wordt door het regelsysteem. Er zijn hier ook twee drempelwaarden, namelijk 8 m2

en 30 m2. De eerste grenswaarde geeft een waarde van 0,8 terwijl de tweede grenswaarde1 geeft. Tussen deze grenzen kent de functie een lineair verloop.


Figuur 3.7: fmod, arti f bij varierende Am

De waarde voor de reductiefactoren is in functie van de grootste door een sensor geregeldeoppervlakte, Am, Dit hoeft niet noodzakelijk dezelfde oppervlakte te zijn als As. Ook hierzijn dezelfde voorwaarden van toepassing die geldig zijn bij de bepaling van fswitch.

3.3 Bepaling van het elektriciteitsverbruik voor deregelapparatuur

In gebouwen kan elektronica voorzien zijn om de lichtvoorziening binnen ruimtes tecontroleren en eventueel bij te sturen. Sensoren kunnen de aanwezigheid van personen inruimtes controleren en de verlichting uitschakelen indien er na een bepaalde periode geenbeweging is gedetecteerd. Deze sensoren kunnen ook gebruikt worden om de lichtsterkteop het werkvlak te bepalen en indien nodig het kunstlicht te regelen. Apparatuur zoalsschakelaars en sensoren verbruiken energie, ook wanneer de verlichting niet in werking is.Armaturen verbruiken ook nog elektriciteit wanneer ze in stand-by staan. De vermogensvan al deze componenten zijn vaak klein, maar omdat ze continu in werking zijn kan hetverbruik niet verwaarloosd worden bij de bepaling van het energieverbruik van verlichting.

In kantoren brandt de verlichting slechts tussen 25 en 30 % van de totale jaartijd [22],in tegenstelling tot de regelapparatuur die het hele jaar door elektriciteit verbruikt. Hettotale verbruik van al de componenten mag zeker niet uit het oog verloren worden,aangezien hierdoor eventueel ingevoerde besparingen zoals aanwezigheidsdetectie kunnenteniet worden gedaan.


Binnen de EPU-regelgeving zal de invloed van de regelapparatuur als een deel van Wlightbeschouwd worden. Dit deel wordt gesommeerd met de bijdragen van kunst- en daglicht.De bijdrage voor controleapparatuur Wlight, rm r, ctrl wordt als volgt bepaald:

Wlight, rm r, ctrl = ∑k[Plight, rm r, ctrl, on, k · fswitch · (tday + tnight)

+Plight, rm r, ctrl, o f f , k · (8760− fswitch · (tday + tnight))](3.21)

met:

Wlight, rm r, ctrl het jaarlijks elektriciteitsverbruik van de regeling dat nog niet inbegrepenis in het verbruik bepaald volgens 3.2.5 en 3.2.6, in kWh

Plight, rm r, ctrl, on, k het vermogen van voeding k van de (groepen van) regelingen(met inbegrip van eventuele voorschakelapparaten, sensoren en/ofschakelaars) tijdens de gebruiksuren, dat nog niet in het vermogenvan de armaturen is inbegrepen, in W

Plight, rm r, ctrl, o f f , k het vermogen van voeding k van elk van de (groepen van) regelingen(met inbegrip van eventuele voorschakelapparaten, sensoren en/ofschakelaars) buiten de gebruiksuren, in W

fswitch de schakelfactor van de ruimte die door het toestel bediend wordt,uit tabel 3.4


In hoofdstuk 9 (Energieverbruik voor verlichting) van bijlage II [10] is deze rekenmethodebeschreven. Tot op heden wordt het verbruik van regelapparatuur nog niet meegeteld bijde bepaling van het totale energieverbruik voor verlichting, Wlight, rm r, ctrl wordt hierbijgelijkgesteld aan nul. De reden hiervoor is dat er nog onvoldoende ervaring is methet gebruik van deze methode. Ook kan het resultaat bij bepaalde combinaties nietvoldoende zwaar doorwegen. Het verbruik wordt dus nog niet ingerekend, eventueel kan naverbetering van de methode wel overgegaan worden tot inrekening van de invloed van deregelapparatuur.

Een schematische voorstelling van dit hoofdstuk wordt gegeven in bijlage B.1.

Hoofdstuk 4

Bepaling van de daglichtoppervlakte:vergelijking grafische methode en

rekenprogramma

Bij de bepaling van het energieverbruik voor verlichting kan het totale verbruikopgesplitst worden in een kunstlichtdeel en een daglichtdeel, zoals besproken inhoofdstuk 3. Om het energieverbruik te gaan bepalen, is het nodig om een daglicht-en kunstlichtoppervlakte te berekenen. In dit hoofdstuk worden de methodes besprokenom de beide oppervlaktes te berekenen. De kunstlicht- en daglichtoppervlakte zijnafhankelijk van de gebruiksoppervlakte en moeten steeds samen berekend worden. Dedaglichtoppervlakte wordt enkel bepaald wanneer het daglicht apart dimbaar is. Door deaangebrachte daglichtregeling wordt er een energieverbruik bekomen dat lager ligt danzonder enige vorm van regelsysteem.

Men is steeds vrij om het effect van de daglichtregeling niet in te rekenen, dan wordt dedaglichtoppervlakte A f , rm r, dayl area = 0 genomen. In de EPU-methode kan het daglichtdeelop twee manieren berekend worden; er kan gewerkt worden met een grafische methodeen met een gedetailleerde methode die gebruik maakt van een rekenprogramma. In beidegevallen wordt de oppervlakte aan de hand van de daglichtopeningen in de ruimte bepaald.Deze twee methodes worden toegepast op drie standaard kantoorsituaties waarbij telkens deoppervlakte van de daglichtopeningen wordt vergroot. Het verschil tussen beide methodeszal worden onderzocht.

39

4 Bepaling van de daglichtoppervlakte: vergelijking grafische methode enrekenprogramma 40

4.1 Rekenmethodes

4.1.1 Grafische methode

De grafische methode is een zeer ruwe methode voor de bepaling van het daglichtdeel. Bijdeze methode wordt er een opsplitsing gemaakt in de elementen die een invloed hebben opde daglichtoppervlakte. Enerzijds beschouwen we een verticale projectie van horizontaledaglichtopeningen, anderzijds worden ook verticale daglichtopeningen ingerekend. Defactoren die invloed hebben op het resultaat met deze methode zijn de afmetingen vande daglichtopening in de ruimte en de visuele transmissiefactor1 van de beglazing in dezeopeningen.

In tegenstelling tot de methode die besproken wordt in paragraaf 4.1.2 wordt er geenrekening gehouden met een bepaalde grens voor de daglichtfactor. Bij de bepaling vande afmetingen van de daglichtopeningen houden we enkel rekening met het transparanteoppervlak, raamkozijnen worden buiten beschouwing gelaten. Om te kunnen spreken vaneen daglichtopening moet de visuele transmissiefactor τvis, dir, h minstens 60 % bedragen;wanneer de waarde lager is wordt de opening niet als daglichtopening in rekening gebracht.

Voor de bepaling van de daglichtoppervlakte wordt volgende formule gebruikt:

A f , rm r, dayl area = A f , rm r, dayl area, vert +A f , rm r, dayl area, depth −A f , rm r, overlap (4.1)

met:

A f , rm r, dayl area de totale gebruiksoppervlakte van het daglichtdeel van ruimte r, in m2

A f , rm r, dayl area, vert de gebruiksoppervlakte overeenkomend met de verticale projectie,bepaald volgens 4.1.1, in m2

A f , rm r, dayl area, depth de gebruiksoppervlakte van de bijdrage van de (equivalente) verticaledaglichtopeningen, bepaald volgens 4.1.1, in m2

A f , rm r, overlap de overlappende daglichtoppervlakte, in m2

De kunstlichtoppervlakte is dan het verschil van de gebruiksoppervlakte en de berekendedaglichtoppervlakte. Dit wordt als volgt bepaald:

A f , rm r, arti f area = A f , rm r −A f , rm r, dayl area (4.2)

met:

A f , rm r, arti f area de oppervlakte van het kunstlichtdeel van ruimte r, in m2

A f , rm r de totale gebruiksoppervlakte van de ruimte r, in m2

A f , rm r, dayl area de oppervlakte van het daglichtdeel van ruimte r, bepaald in 4.1, in m2

1 τvis, dir, h (loodrechte inval, hemisferische tranmissie), bepaald volgens NBN EN 410


Oppervlaktebijdrage door verticale projectie van daglichtopeningen

Voor horizontale en naar binnen hellende daglichtopeningen wordt er een verticaleprojectie gemaakt van de opening op het afgewerkte vloeroppervlakte. Het is belangrijkalleen de projectie te beschouwen die binnen de gebruiksoppervlakte van de ruimte valt.De oppervlakte die gebruikt wordt voor de daglichtoppervlakte verschilt naargelanghet type van daglichtopening. Bij een hellende opening zal er niet alleen een verticaleprojectie, maar ook een dieptebijdrage ingerekend worden. Bij volledig horizontaledaglichtopeningen, zoals een dakkoepel, wordt er enkel gerekend met de verticaleprojectie. Binnen een bepaalde ruimte r zal er voor elke daglichtopening k in die ruimteeen oppervlaktebijdrage moeten berekend worden. De totale oppervlaktebijdrage voor dezetypes daglichtopeningen wordt bepaald met formule 4.3.

A f , rm r, dayl area, vert = ∑k

A f , rm r, dayl area, vert, k (4.3)

met:

A f , rm r, dayl area, vert de totale oppervlakte binnen een ruimte van de verticale projecties vanhorizontale en naar binnen hellende daglichtopeningen op deonderliggende vloergedeelten, in m2

Figuur 4.1 geeft een overzicht van de verschillende bijdrages bij enkele typesdaglichtlichtopeningen. Voor daklichten, dit zijn daglichtopeningen in het horizontale vlak,bestaat de daglichtoppervlakte enkel uit een verticale projectie. De bijdrage voor het linksehellende raam bestaat uit een dieptedeel en een verticale projectie. Bij het rechtse hellenderaam is er geen bijdrage door de verticale projectie aangezien deze projectie buiten degebruiksoppervlakte valt. Hierdoor wordt dit niet meegerekend bij de bepaling van de totaledaglichtoppervlakte. De methode waarop het dieptedeel wordt bepaald, is besproken in devolgende paragraaf.

Figuur 4.1: Voorstelling van de verticale projectie en dieptebijdrage van daglichtopeningen [10]


Oppervlaktebijdrage door (equivalente) verticale daglichtopeningen

Naast de verticale projectie moet er voor hellende en verticale daglichtopeningen ookeen dieptebijdrage in rekening gebracht worden. Deze bijdrage is opgebouwd door eendaglichtlengte ldayl en een daglichtdiepte ddayl .

Bij de bepaling van de boven- en onderkant van een daglichtopening zijn er enkelevoorwaarden waarmee rekening gehouden moet worden. Er geldt dat de onderkant minstensop een afstand van 0,8 m boven de afgewerkte vloeroppervlakte begint, ook al is de reeletoestand verschillend. Voor de bovenkant van de opening geldt dat de hoogte maximaal 4 mbedraagt.

Voor elke daglichtopening k die aan de hierboven beschreven voorwaarden voldoet, wordtde diepteoppervlakte bepaald en gesommeerd over alle daglichtopeningen:

A f , rm r, dayl area, depth = ∑k

ldayl, k · ddayl, int, k (4.4)

De daglichtlengte ldayl van een daglichtopening wordt bepaald door de breedte van hettransparante deel aan beide zijden te vermeerderen met maximaal 0,5 m, deze afstand kanook een kleinere waarde hebben in bepaalde situaties. Bij aangrenzende ramen moet er geletworden op het feit dat overlappingen niet dubbel geteld mogen worden. Ook bij ramen diezich op minder dan een halve meter van een binnenmuur bevinden, moet er extra aandachtbesteed worden bij het bepalen van de daglichtlengte.

Op figuur 4.2 zijn verschillende mogelijke situaties voorgesteld.

Figuur 4.2: Voorstelling van de daglichtoppervlakte bepaald door de daglichtlengte endaglichtdiepte in verschillende situaties [10]


Aangezien er geen overlapping mag plaatsvinden bij de bepaling van de daglichtlengtewordt er voor de breedte van het onderste raam in het midden aan de linkerkant slechtsgerekend met een vermeerdering van 200 mm. Indien de ramen zich op een afstand kleinerdan 0,5 m van elkaar zouden bevinden, moet er uiteraard met deze afstand gerekend worden.Deze afstand kan aan een van de twee ramen toegewezen worden, waarbij er bij het andereraam slechts aan een kant de breedte wordt vermeerderd. Door de sommatie over alledaglichtopeningen in de ruimte heeft dit geen invloed op de totale daglichtoppervlakte.Om de daglichtoppervlakte te gaan berekenen moet ook de daglichtdiepte ddayl bepaaldworden. Zoals op figuur 4.2 te zien, is dit de bijdrage loodrecht op het verticale vlakvan de daglichtopening. Deze bijdrage wordt van aan de rand van de gebruiksoppervlaktenaar binnen toe uitgezet, er moet op gelet worden dat deze bijdrage de grenzen van degebruiksoppervlakte niet overschrijdt. Bij hellende daglichtopeningen begint het verticalevlak bij de hoogst gelegen zijkant van de doorlaat, dit mag echter niet meer dan 4 m bovende afgewerkte vloeroppervlakte bedragen. De dieptebijdrage wordt dan vanaf het bepaaldeverticale vlak uitgezet.Er geldt dat:

ddayl, int = ddayl (4.5)

met:

ddayl, int de diepte van het gedeelte van het daglichtdeel dat binnen de gebruiksoppervlakteligt, in m

ddayl de daglichtdiepte, in m

De getalwaarde van de daglichtdiepte hangt af van de de hoogte van de daglichtopeningh0 en de transmissiecoefficient van de beglazing τv. De transmissiefactor τv wordt bepaaldvolgens NBN EN 410 en kan afgelezen worden uit documentatie beschikbaar gesteld doorde fabrikant.

1. Indien de getalwaarde van (h0 · τv) kleiner is dan 0,50 dan geldt:

ddayl = 0 m (4.6)

2. Indien de getalwaarde van (h0 · τv) groter is dan of gelijk is aan 0,50 dan geldt:

ddayl = 0,5+3 · (h0 · τv) (4.7)

De hoogte van de doorlaat h0 wordt bepaald door:

h0 = u0 − l0 (4.8)

met:

h0 de hoogte van de doorlaat van de daglichtopening, in mu0 de hoogte van de bovenkant van de doorlaat boven de afgewerkte vloeroppervlakte, in ml0 de hoogte van de onderkant van de doorlaat boven de afgewerkte vloeroppervlakte in m


4.1.2 Gedetailleerde methode

De EPU-methode geeft aan dat de daglichtoppervlakte in een ruimte bij conventiegedefinieerd is als de zone waar de daglichtfactor op het fictieve werkvlak (0,8 m boven deafgewerkte vloer) meer dan 3 % bedraagt. De daglichtfactor kan bepaald worden door eenrekenprogramma specifiek voor lichtberekeningen; in dit eindwerk wordt gebruik gemaaktvan DIALux. Dit rekenprogramma moet erkend zijn door de overheid, maar aangezien ernog geen eenduidige richtlijn bestaat over de erkenning van rekensoftware wordt dit buitenbeschouwing gelaten.

Wanneer de daglichtoppervlakte van een ruimte bepaald moet worden, wordt deze ruimteingegeven in de rekensoftware. Bijlage II stelt enkele eisen waarmee rekening moetgehouden worden bij de ingave in het rekenprogramma:

• Voor de beglazing dienen de reele karakteristieken gebruikt te worden (visueletransmissie, geometrie, met inbegrip van de geometrie van het raamprofiel, ...).

• Voor de ruimte dient de reele geometrie in lege toestand (zonder meubilair) gebruiktte worden. De te hanteren reflectiefactoren worden gegeven in tabel 4.1.

Constructiedeel Reflectiecoefficientplafond 70%wanden 50%

vloer 20%

Tabel 4.1: Reflectiefactoren voorgeschreven in bijlage II

Nadat de daglichtfactor overal in de ruimte is bepaald, kan de oppervlakte berekend wordenwaar de daglichtfactor groter dan 3 % is. Deze oppervlakte wordt dan gebruikt voorde opsplitsing in een kunst- en daglichtdeel bij de bepaling van het energieverbruik voorverlichting.

4.1.3 DIALux

Als rekenprogramma werd gekozen voor DIALux ontwikkeld door de Duitsesoftwareontwikkelaar Dial2. DIALux is al jaren een van de toonaangevenderekenprogramma’s voor zowel kunstlicht als daglicht. Het programma kan niet alleengebruikt worden voor berekeningen in kantoren en huizen, maar ook voor het ontwerp vanstraatverlichting en verlichting in sportcomplexen.

2http://www.dialux.com

http://www.dialux.com


Figuur 4.3: User interface van DIALux voor ruimte M019

Een van de grote troeven van DIALux is de armaturenbibliotheek met bijhorende plug-insvan fabrikanten. De producenten van armaturen stellen via hun website hun verzamelinglichtarmaturen ter beschikking, deze kunnen via de bibliotheek makkelijk geımporteerd engebruikt worden binnen een project. Hierdoor kan gebruik gemaakt worden van de juistegegevens van de geplaatste armaturen, wat de juistheid van de berekeningen alleen maar tengoede komt.

In DIALux kunnen daglichtberekeningen worden uitgevoerd sinds de uitgave van 4.0software. Zowel de invloed van het daglicht op interne en externe scenes kan wordenberekend. De verschillende correctiefactoren, besproken in paragraaf 2.1.5, locatie entijdstip van de berekening zijn enkele factoren die ingegeven kunnen worden in DIALuxen waarmee rekening gehouden wordt bij de bepaling van de resultaten. De berekeningengebeuren volgens de Duitse norm DIN 5034 en publicatie 110 opgesteld door het CIE.De daglichtberekening verloopt volgens de volgende stappen [23]:

1. Berekening van het hemellicht op alle oppervlakken, zowel binnen als buiten.

2. Berekening van het directe zonlicht op alle oppervlakken.

3. Berekening van het directe licht afkomstig van de armaturen (indien van toepassing).

4. Berekening van de indirecte component.

De verschillende hemelmodellen in DIALux zijn gebaseerd op CIE 110-1994 ”SpatialDistribution of Daylight - Luminance Distributions of Various Reference Skies”.

De versie waarmee gewerkt wordt binnen het kader van deze masterproef is DIALux 4.9.0.0,met de laatste update van de armaturenbibliotheek, op een Windows 7 Professional x64systeem.


4.2 Toepassing op kantoorruimtes: typische bureauopstellingen

De daglichtoppervlakte kan op twee verschillende manieren berekend worden, zoals eerderal besproken. Om het verschil tussen deze methodes te gaan bekijken, worden ze toegepastop enkele kantoorruimtes. De gekozen methode speelt een grote rol in de juiste benaderingvan de werkelijkheid.

4.2.1 Kantoorruimtes

De ruimtes gebruikt in deze test zijn typische kantoorruimtes. Er is gekozen voor driekantoren, die onderling enkel verschillen qua raamafmetingen.

ruimte 1: A 37,5 S ruimte 2: A 50,0 S ruimte 3: A 60,0 Sbreedte 3,6 m 3,6 m 3,6 mlengte 6,0 m 6,0 m 6,0 m

hoogte 2,8 m 2,8 m 2,8 maantal ramen 2 2 2breedte raam 0,90 m 1, 20 m 1,44 mhoogte raam 2,1 m 2,10 m 2,10 m

Tabel 4.2: Binnenafmetingen en raamafmetingen van de kantoorruimtes

De vloeroppervlakte voor de drie kantoorruimtes is dezelfde en bedraagt:

A = 3,60 m ·6,0 m = 21,6 m2

De naamgeving van de ruimtes volgt uit de verhouding van de beglaasde oppervlakte (Sv)en de geveloppervlakte (S f ), weergegeven in formule 4.9.

Sv

S f=

oppervlakte beglazing (in m2)oppervlakte gevel (in m2)

(4.9)


In figuur 4.4 zijn de afmetingen van kantoorruimte 1 geschetst.

Figuur 4.4: Afmetingen kantoorruimte 1: A 37,5 S (in m)

De verhouding beglaasde oppervlakte en geveloppervlakte, bepaald volgens vergelijking4.9, bedraagt hier:

Sv

S f=

2 ·0,90 m ·2,1 m3,6 m ·2,8 m

=3,78 m2

10,08 m2

= 37,5 %

Figuur 4.5 stelt kantoorruimte 2 voor.



De afmetingen van de gevel zijn niet veranderd ten opzichte van kantoorruimte 1. Deafmetingen van de ramen zijn wel veranderd naar 1,20 m, de positie van de ramen tenopzichte van het vloeroppervlak blijft eveneens gelijk.

Voor kantoorruimte 2 bedraagt de verhouding gegeven in vergelijking 4.9:

Sv

S f=

2 ·1,20 m ·2,1 m3,6 m ·2,8 m

=5,04 m2

10,08 m2

= 50,0 %

Op figuur 4.6 zijn de afmetingen van kantoorruimte 3 te zien.


Volgens vergelijking 4.9 is de verhouding beglaasde oppervlakte en geveloppervlakte voorkantoorruimte 3:

Sv

S f=

2 ·0,90 m ·2,1 m3,6 m ·2,8 m

=6,048 m2

10,08 m2

= 60,0 %


4.2.2 Berekening van de daglichtoppervlakte volgens de grafische methode

De daglichtoppervlakte wordt voor de drie kantoorruimtes bepaald volgens de grafischemethode. In de ruimtes zijn ramen aangebracht met hetzelfde type beglazing. De visueletransmissiefactor τv voor deze beglazing bedraagt 70 %.

In tegenstelling tot de gedetailleerde methode spelen de geometrische karakteristieken vande ruimte geen rol. Eigenschappen zoals de dikte van de muur, reflectiecoefficienten vande wanden hebben geen invloed op het resultaat van de berekeningen. Er wordt enkelrekening gehouden met de afmetingen van de daglichtopeningen en de transmissiefactorvan de aangebrachte beglazing.

Kantoorruimte 1: A 37,5 S

Vergelijking 4.1 beschrijft hoe de daglichtoppervlakte wordt bepaald:

A f , rm r, dayl area = A f , rm r, dayl area, vert +A f , rm r, dayl area, depth −A f , rm r, overlap

Aangezien er in dit kantoor alleen maar verticale daglichtopeningen in de muren zijn, kande term A f , rm r, dayl area, vert gelijkgesteld worden aan nul.

De twee ramen in het kantoor zorgen voor een dieptebijdrage bij de bepaling van de totaledaglichtoppervlakte.A f , rm r, dayl area, depth wordt bepaald door vergelijking 4.4, waarbij ldayl en ddayl moetenbecijferd worden.

Figuur 4.7: Daglichtlengte voor kantoor A 37,5 S

De daglichtlengte ldayl bekomt men door de breedte van elke daglichtopening tevermeerderen met maximaal 0,5 m, zoals weergegeven in figuur 4.7.

Bemerk dat er bij de rechtse daglichtopening de breedte aan de linkerkant slechtsvermeerderd wordt met 0,4 m in plaats van de voorgeschreven 0,5 m; overlappingen wordennamelijk niet dubbel geteld.

ldayl = (0,45+0,9+0,5)+(0,4+0,90+0,45) = 1,85+1,75 = 3,6 m


Wanneer de daglichtdiepte ddayl berekend wordt, is de rekenmethode afhankelijk vande visuele transmissiefactor τv van de beglazing. Ofwel wordt dit berekend volgensvergelijking 4.6 of volgens vergelijking 4.7.

Om te weten op welke manier de daglichtdiepte moet bepaald worden, wordt de getalwaardevan h0 · τv berekend.h0 is de hoogte van de doorlaat van de daglichtopening en wordt gegeven door:

h0 = u0 − l0

metu0 : hoogte van de bovenkant van de doorlaat boven de afgewerkte vloeroppervlakte,maximum 4 ml0 : hoogte van de onderkant van de doorlaat boven de afgewerkte vloeroppervlakte,minimum 0,8 m

Voor kantoor A 37,5 S bedraagt de hoogte van de doorlaat:

h0 = u0 − l0 = 2,8 m−0,80 m = 2 m

De getalwaarde van h0 · τv bedraagt:

h0 · τv = 2 ·0,7 = 1,4 ≥ 0,5

Hierdoor wordt de daglichtdiepte bepaald volgens vergelijking 4.7:

ddayl = 0,5+3 · (h0 · τv) = 0,5+3 · (2 ·0,7) = 4,7 m

Er moeten gelet worden op het feit dat de daglichtoppervlakte de gebruiksoppervlakte nietoverschrijdt. Aangezien de diepte van het kantoor 6 m en de berekende daglichtdiepte 4,7m bedraagt, is er geen probleem.

Voor de bepaling van de diepteterm moet er gesommeerd worden over alledaglichtopeningen in de ruimte:

A f , rm r, dayl area, depth = ∑k

ldayl, k · ddayl, int, k

= 1,85 ·4,7+1,75 ·4,7= 16,92 m2

A f , rm r, overlap bedraagt nul, aangezien er geen overlappingen zijn.


De totale daglichtoppervlakte, bepaald volgens vergelijking 4.1, wordt nu:

A f , rm r, dayl area = A f , rm r, dayl area, vert +A f , rm r, dayl area, depth −A f , rm r, overlap

= 0+16,92+0 = 16,92 m2

De berekeningen voor de overige kantoorruimtes verlopen gelijkaardig en leveren hetzelfderesultaat op. Tabel 4.3 geeft een overzicht van de resultaten voor de drie kantoorruimtes.

ddayl (m) ldayl (m) A f , rm r, dayl area (m2)

A-37,5 S 4,7 3,6 16,92A-50,0 S 4,7 3,6 16,92A-60,0 S 4,7 3,6 16,92

Tabel 4.3: Resultaten van de berekeningen volgens de grafische methode voor de driekantoorruimtes


4.2.3 Berekening van de daglichtoppervlakte volgens de gedetailleerdemethode

Voor de berekeningen met DIALux wordt er geen rekening gehouden met eventueleobjecten in de ruimte, zoals bureau’s en kasten. Ook worden er geen armaturen ingegevenaangezien het enkel om daglicht gaat. De kantoren worden in DIALux ingegeven met dejuiste afmetingen van de ruimte en de daglichtopeningen. De muurdikte van de kantorenbedraagt 0,40 m, maar in DIALux kan de waarde van de muren niet aangepast worden.De waarde blijft standaard op 0,20 m staan, de invloed van deze parameter kan genegeerdworden gezien de geringe impact op de berekeningen. De te volgen werkwijze in DIALuxis beschreven.

In DIALux bestaat de mogelijkheid om voor de verschillende oppervlakken een anderereflectiecoefficient in te geven. De gebruikte coefficienten voor alle kantoren zijnweergegeven in tabel 4.4.

Constructiedeel Reflectiecoefficientplafond 70%wanden 50%

vloer 20%

Tabel 4.4: Gebruikte reflectiecoefficienten voor alle kantoren

Deze factoren kunnen per wand afzonderlijk ingesteld worden:

Wall surfaces Wall Material Reflection factor

Wanneer de reflectiefactoren voor de ganse ruimte gelijk zijn, kan dit via een andere manierook ingesteld worden voor het plafond, de wanden en de vloer:

naam ruimte Room surfaces Window Daylight properties

Om de invloed van daglicht in te rekenen op het model in DIALux zal er een light scenemoeten toegevoegd worden aan de ruimte:

Paste Light scenes

Na het toevoegen van de light scene moet er nog specifiek aangeduid worden dat de invloedvan daglicht in rekening gebracht moet worden:

naam light scene Daylight properties Take daylight... aanvinken Calculate Daylight factor


Hierna kunnen er enkele parameters ingesteld worden die invloed hebben op het resultaat.Deze instellingen kunnen aangepast worden bij de daglichtopeningen in de ruimte:

Wall surfaces Wall Window Daylight properties

Voor elk raam bedraagt de factor voor de lichttransmissie 70 %. Deze factor drukt deverhouding van het licht dat door het glasoppervlak doorgelaten wordt en het licht dat ophet glasoppervlak valt uit. Bij de instellingen vinden we deze factor terug onder de naamDegree of transmission.

De pollution factor, die de invloed van de omgeving op het binnenvallende licht weergeeft,wordt gelijkgesteld aan 1. De keuze voor deze waarde volgt uit het feit dat we enkel dekantoorruimtes beschouwen, we nemen aan dat er geen andere gebouwen in de buurt staan.Ook zorgen we ervoor dat dit geen invloed heeft op de resultaten van de gedetailleerdemethode, om te kunnen vergelijken met de grafische methode.

Voor dezelfde reden kiezen we er ook voor om de framing factor gelijk te stellen aan 1,deze factor hangt af van het materiaal waaruit de daglichtopening is opgebouwd.De parameter Maintenance factor for non-vertical light rays wordt gelijkgesteld aan 0,80.

De parameter die de invloed van de periodiciteit van onderhoud weergeeft, Light loss factor,vinden we terug onder:

Naam ruimte Maintenance plan method Window Daylight properties

Hoe vuiler de omgeving van de ruimte, hoe lager deze factor zal zijn en hoe zwaarder deinvloed van de vervuiling zal doorwegen op het resultaat. Deze waarde wordt gelijkgesteldaan 1.

Als referentievlak voor deze berekeningen wordt een vlak op een hoogte van 0,85 mboven de afgewerkte vloer genomen. Het vlak bestaat uit een raster van 64 x 64 punten.Voor de berekening geeft het rekenprogramma keuze uit twee verschillende methodes, eenstandaardmethode en een zeer nauwkeurige methode. Bij gebruik van de standaardmethodezal de berekeningstijd minder lang zijn dan bij de zeer nauwkeurige methode. Er wordtgekozen voor de zeer nauwkeurige methode, aangezien het hier maar om een ruimtegaat. Bij ingewikkelde en omvangrijke projecten kan eventueel geopteerd worden voorde standaardmethode.

Output Start Calculation Select All Very accurate selecteren


Na deze stap wordt het daglicht in de ruimte berekend en de resultaten gegenereerd; deberekende daglichtfactor voor de ruimte kan gevonden worden onder:

Output Naam ruimte Light scenes Room surfaces Werkvlak Isolines (D)

Het programma geeft de daglichtfactor weer op het rekenvlak en toont de resultaten inverschillende vormen: isolijnen, voorstelling in grijswaarden, grafische voorstelling van dewaarden op het rekenvlak en een tabel met waarden. Om de daglichtoppervlakte te kunnenbepalen in het rekenprogramma zijn er enkele tussenstappen nodig, aangezien dit niet in eenstap kan.

Wanneer er daglichtberekeningen worden uitgevoerd in het programma, kunnen deresultaten op verschillende manieren worden weergegeven zoals hierboven beschreven. Erwordt gekozen voor een voorstelling van de resultaten met behulp van isolijnen.De lijnen worden zo ingesteld dat de 3%-grens duidelijk zichtbaar is. Deze grafiekwordt geımporteerd in Autocad met behulp van de Raster Image Reference functie.Hierna kan de uiterste grens van de ruimte en de 3%-grens getraceerd worden, waarna deverhouding van de oppervlaktes kan bepaald worden. Deze verhouding wordt toegepast opde werkelijke gebruiksoppervlakte, waaruit de daglichtoppervlakte van de ruimte volgt.

De daglichtoppervlakte kan ook nog op een andere manier berekend dan de traceermethodemet Autocad. DIALux kan de resultaten voor de daglichtfactor ook in tabelvorm weergeven,er wordt gekozen voor een 100 x 100 raster. Met behulp van Excel kan geteld worden inhoeveel cellen de daglichtfactor groter dan 3 % is en kan opnieuw een verhouding berekendworden ten opzichte van de totale gebruiksoppervlakte. Beide methodes werden toegepastop de drie kantoorruimtes en de resultaten worden in tabel 4.5 weergegeven.

Autocad (m2) Excel (m2) Verschil (%)A-37,5 S (kantoorruimte 1) 6,306192 6,19704 1,761357A-50,0 S (kantoorruimte 2) 7,687311 7,56 1,684008A-60,0 S (kantoorruimte 3) 8,604207 8,5212 0,974127

Tabel 4.5: Overzicht van het verschil in daglichtoppervlakte met behulp van Autocad en Excel

De resultaten voor de daglichtoppervlakte bekomen met de Excel-methode zijn kleinerdan de methode met Autocad. Een mogelijke verklaring is de onnauwkeurigheid van detabelresultaten in Excel. Bij een groter raster zullen de resultaten ook dichter bij de metAutocad berekende daglichtoppervlaktes komen te liggen.Opvallend is het verschil tussen kantoorruimte 3 en de overige twee kantoren. Daar is hetverschil tussen de twee methodes slechts 0,97 %, terwijl dit bij de andere methodes rond 1,7% schommelt. Er is geen enkele reden waarom dit zou verschillen van de andere kantoren.


4.2.4 Analyse van de resultaten

Figuur 4.8 toont de grondplannen van de verschillende kantoorruimtes, met de berekendedaglichtoppervlakte volgens de twee methodes. De oppervlakte volgens de grafischemethode is constant voor de drie kantoorruimtes en bedraagt 16,92 m2, 78,3 % van de totalevloeroppervlakte.

(a) A-37,5 S (b) A 50,0 S (c) A 60,0 S

Figuur 4.8: Overzicht van de berekende daglichtoppervlaktes voor de drie kantoorruimtes

De daglichtoppervlakte, berekend met DIALux, neemt toe met een stijgenderaamoppervlakte zoals op de plattegronden in figuur 4.8 te zien is. De 3%-grenslijnverschuift naar de tegenoverstaande wand bij toenemende vensteroppervlakte en de leegtester hoogte van de hoeken verdwijnen.Figuur 4.9 vergelijkt de daglichtoppervlaktes berekend met de grafische methode enDIALux.

Figuur 4.9: Vergelijking van de daglichtoppervlaktes in de drie kantoorruimtes berekend met degrafische methode (grafisch) en DIALux (3%)


Beide rekenmethodes zijn toegepast op drie standaard kantoorruimtes die onderling enkelverschillen qua grootte van de daglichtopeningen. De grafische methode berekent dezelfdewaarde voor de daglichtoppervlakte in de drie gevallen. Echter zijn de afmetingen vande ramen wel veranderd, andere karakteristieken zoals de transmissiecoefficient zijn gelijkgebleven. De daglichtdiepte heeft hierdoor voor de drie kantoren dezelfde waarde. Dedaglichtlengte wordt verschillend verwacht bij de drie kantoren, echter is de waarde ookhier steeds dezelfde. De verklaring hiervoor is dat de binnenafmetingen van de kantorenonveranderlijk blijven. Wanneer de daglichtlengte bepaald wordt voor een daglichtopening,moet de breedte van het raam vermeerderd worden met maximaal 0,5 m langs beidezijden. De tussenafstand tussen de vensters wijzigt, maar de gevellengte zal niet veranderen;hierdoor blijft de daglichtlengte gelijk voor de verschillende kantoorruimtes. De grafischemethode overschat de daglichtoppervlakte, deze overschatting wordt veroorzaakt door eente grote waarde voor de daglichtdiepte.

Bij de gedetailleerde methode met DIALux zijn er uiteraard wel verschillen tussen dedrie kantoren. We stellen vast dat bij een groter raamoppervlak de daglichtoppervlakteproportioneel stijgt, zoals weergegeven in figuur 4.10. Door de verhoogde intrede vandaglicht zal er een groter oppervlak in de ruimte voldoen aan de 3%-grens.

Figuur 4.10: Verband tussen de raamoppervlakte en de berekende daglichtoppervlakte met DIALux

De verhouding tussen de daglichtoppervlakte en de raamoppervlakte is ook gegeven infiguur 4.10. De waarde van de verhouding neemt af wanneer de raamoppervlakte stijgt,de daglichtoppervlakte zal dus niet evenveel toenemen als de raamoppervlakte.

De resultaten van de berekeningen in DIALux zijn gegeven in bijlage C.


4.3 Parameterstudie

In DIALux zijn er verschillende parameters instelbaar die de resultaten voor daglichtbeınvloeden. Aangezien de exacte impact van deze parameters niet gekend is, zal ditonderzocht worden voor ruimte M118. De specifieke eigenschappen van de verlichtingen de afmetingen van de ruimte zijn gegeven in paragraaf 5.3.4 op pagina 85. De invloedvan de transmissiefactor van de beglazing en de pollution factor op de daglichtoppervlakteen de daglichtfactor in de ruimte wordt onderzocht.

Tabel 4.6 geeft een overzicht van de gebruikte parameters bij de berekeningen in DIALux.De daglichtoppervlakte werd bepaald op basis van de resultaten in tabelvorm, zoalsbesproken in paragraaf 4.2.3.

Transmissiefactor beglazing 77 % of varierenPollution factor 1 of varierenFraming factor 1

Maintenance factor for non-vertical light rays 1Light loss factor 1

Tabel 4.6: Gebruikte parameters bij de parameterstudie voor ruimte M118

4.3.1 Varierende transmissiefactor van de beglazing

Figuur 4.11 geeft de daglichtoppervlakte in functie van een veranderlijke transmissiefactorvan de beglazing. De beglazingsfactor loopt van 68 % tot 82 %; tussen 68 % en 70 % blijftde daglichtoppervlakte ongeveer gelijk. Vanaf 71 % kent de grafiek een lineair verloop meteen kleine insprong bij 74 %; de daglichtoppervlakte blijft daar gelijk.

Figuur 4.11: Daglichtoppervlakte in functie van de veranderlijke tranmissiefactor voor de beglazingin ruimte M118


Figuur 4.12 toont Dav en Dmin in functie van de veranderlijke transmissiefactor.

Figuur 4.12: Gemiddelde daglichtfactor Dav en minimale daglichtfactor Dmin in functie van deveranderlijke transmissiefactor voor de beglazing in ruimte M118

De berekende waarden kunnen teruggevonden worden in tabel D.1 op pagina 106. Zowelde gemiddelde daglichtfactor over de totale ruimte Dav als de minimale daglichtfactorDmin kennen een stijgend lineair verloop; echter zal Dmin veel minder snel stijgen dan degemiddelde daglichtfactor van de ruimte. De maximale daglichtfactor in de ruimte Dmax

kent een gelijkaardig verloop als de minimale daglichtfactor. De verhouding DminDmax

blijftsteeds dezelfde bij een toenemende transmissiefactor van de beglazing.

4.3.2 Varierende pollution factor van de beglazing

Figuur 4.13 geeft een grafische voorstelling van de daglichtoppervlakte in functie van eenveranderlijke pollution factor. Het interval waartussen de parameter verandert, begint bij 70% en eindigt bij 100 %. De daglichtoppervlakte neemt ook hier lineair toe bij een stijgendepollution factor.

Figuur 4.13: Daglichtoppervlakte in functie van de veranderlijke pollution factor in ruimte M118


Figuur 4.12 toont Dav en Dmin in functie van de veranderlijke pollution factor.

Figuur 4.14: Gemiddelde daglichtfactor Dav en minimale daglichtfactor Dmin in functie van deveranderlijke pollution factor in ruimte M118

De gemiddelde daglichtfactor Dav en de minimale daglichtfactor Dmin hebben een stijgendlineair verloop bij een toenemende pollution factor; Dmin zal minder snel stijgen dan degemiddelde daglichtfactor.De berekende waarden bij een varierende pollution factor kunnen teruggevonden worden intabel D.2 op pagina 106.De maximale daglichtfactor in de ruimte Dmax heeft ook een stijgend lineair verloop, ingrootorde vergelijkbaar met de minimale daglichtfactor in de ruimte. De verhouding Dmin

Dmaxblijft steeds dezelfde bij een toenemende pollution factor.

Hoofdstuk 5

Bepaling van het energieverbruikvoor verlichting van een testgebouw

Om de invloed van de verschillende rekenmethodes voor de bepaling van dedaglichtoppervlakte op het energieverbruik voor verlichting te kunnen inschatten, wordt hetenergieverbruik voor verschillende lokalen uit een testgebouw berekend. De verschillendemethodes kunnen gecombineerd worden tot twaalf combinaties die telkens toegepastworden op de testruimtes. Er wordt een theoretische verhouding, gelijkaardig aan het E-peil,berekend om onderling de resultaten te kunnen vergelijken. Verder wordt de invloed vande rekenmethodes op het totale E-peil bekeken door het creeren van een fictief testgebouwbestaande uit de vijf verschillende testlokalen.

5.1 Schoolgebouw KaHo Sint-Lieven campus Rabot

5.1.1 Eigenschappen van het gebouw

Het gekozen testgebouw bestaat uit de blokken L en M op de campus Rabot vanKaHo Sint-Lieven te Gent1. Dit gebouw is opgebouwd uit drie verdiepingen en er isook een ondergrondse parkeerruimte voorzien. De aannemer verantwoordelijk voor deruwbouwwerken was Strabag en Ingenieursbureau Stockman zorgde voor het ontwerp vande installaties.

Op figuur 5.1 is de locatie van de lokalen binnen het gebouw voorgesteld. De NO-gevelgrenst evenwijdig aan de Gebroeders Desmetstraat, tussen de NW-gevel en de lokalen voorde opleiding bouwkunde is er een ingang tot de campus voor voertuigen. De toegang tot deondergrondse parking bevindt zich rechtsonderaan van het gebouw. Tussen blok L en M iser een open ruimte waar de gevel volledig is uitgevoerd met glas.

1Gebroeders De Smetstraat 1 9000 Gent

60

5 Bepaling van het energieverbruik voor verlichting van een testgebouw 61

Figuur 5.1: Overzicht van de inplanting van de lokalen

Roosters

Als gevelafwerking is er voor het ganse gebouw gekozen voor metalen roosters aangebrachtaan de buitenzijde. Deze roosters zijn niet alleen voorzien voor het esthetische aspect, zehebben ook een zonnewerende functie. De invloed van de roosters op de zonnetoetredingin de ruimtes is zeker niet te verwaarlozen. Aangezien deze impact moeilijk in eencijferwaarde uit te drukken is, wordt er gekozen om de invloed van de roosters nietin rekening te brengen bij de berekeningen. Uit Hoofdstuk 7 - Gevelsluitingen van dealgemene bestektest kan de beschrijving van deze roosters gevonden worden. Er wordeneisen gesteld qua afmetingen van de mazen, ook zullen de roosters een speciale afwerkingmoeten hebben die beschermend werkt tegen de weersomstandigheden.

07.06.12 Gevelrooster uit staal

De roosters zijn samengesteld uit bandstaal van 40 mm hoogte en 2 mm dikte (dwars- endraagstaven 40 x 2). De staven worden loodrecht in mekaar geperst, daartoe zijn sleuvengestanst tot halve hoogte van de staven. De sleuven van de staven in een richting zijn recht,in de andere richting zijn ze konisch gestanst, onderaan zijn ze aldus smaller dan de diktevan de te ontvangen staaf. Dit verzekert een voldoende klemming.De afstand tussen de staven (mazen) bedraagt 44,44 x 111,11 mm. In de richting van dedraagstaven en de dwarsstaven is een minimale lengte van 2100 mm mogelijk. De langezijde van de maas loopt horizontaal. Aan de twee uiteinden van de staven wordt een platvan 20 x 3 mm gelast. Aan een zijde aan de bovenkant, aan de andere zijde aan de onderkant.Als corrosiebescherming worden de roosterpanelen in een warm bad gegalvaniseerd volgensde norm EN ISO 1461. De boringen voor ophanging, de bevestiging van scharnieren enblokkeringen met steeksleutel worden voor de corrosiebescherming uitgevoerd.

C-profiel: UPN 100 gegalvaniseerd volgens de norm EN ISO 1461.I-profiel: IPE 80 gegalvaniseerd volgens de norm EN ISO 1461.


Op de gevel zijn horizontale en verticale profielen aangebracht waarop de roosters kunnenbevestigd worden met een boutverbinding. Ter hoogte van enkele lokalen zijn er geenroosters aangebracht, deze lokalen hebben een functie waar het effect van de roosters opde lichtvorming een storende factor zou zijn.

Figuur 5.2 toont de verbinding van de roosters met de draagprofielen aan de gevel.

Figuur 5.2: Rooster aan de buitenkant van het testgebouw

Beglazing

Hoofdstuk 7 van de bestektekst geeft ook de eigenschappen van de te plaatsen beglazingin het gebouw. Voor de eenvoud wordt aangenomen dat dit type beglazing overal in hetgebouw aangebracht is.

07.02.22 Verbeterde isolerende beglazing

De verbeterde isolerende beglazing bestaat uit : een buitenruit in helder floatglas, een spouwvan 15 mm, gevuld met edelgas dat beter thermisch isoleert dan lucht en een binnenruitin helder floatglas, aan de spouwzijde bekleed met metaalcoating, onder hoog vacuumaangebracht door een cathodisch procede. De twee ruiten zijn samengevoegd door middelvan een dubbele dichtingvoeg, ondoordringbaar voor water en waterdamp. De k-waardebedraagt maximaal 1,1 W/m2K.De karakteristieken voor de samenstelling 6-15-6 zijn (volgens EN 410):- totale lichtdoorlaat min. 77 % - lichtreflectie buiten 12 %- zonnefactor ZTA g = 0,60 (ISO 9050 M1) of 0,62 (EN 410)

De diktes van de beglazing zullen conform de norm NBN S 23-002 zijn (juni 1989), met eenminimumdikte voor de buitenruit van 6 mm.

De transmissiefactor voor de beglazing wordt gelijkgesteld aan 77 %. Bij zowel deberekeningen met de grafische methode als met DIALux is er met deze waarde gewerkt.


5.1.2 Energieverbruik van het gebouw

De berekeningen voor de EPB-aangifte werden uitgevoerd in het kader van een eindwerk[24] door twee studenten van KaHo Sint-Lieven in 2007. Figuur 5.3 geeft een overzichtvan de verschillende verbruiksposten die bijdragen tot het totale energieverbruik. Zo zorgtde verwarmingsinstallatie voor het grootste aandeel, namelijk 61 %. Het energieverbruikvan verlichting bedraagt 21 % van het totale verbruik. Hulpenergie en koeling zorgen voorhet overige verbruik. Het is duidelijk dat de verlichting een grote rol speelt in de bepalingvan het totale energieverbruik. Wanneer dit verbruik lager kan ingerekend worden doortoepassing van verschillende rekenmethodes, moet dit zeker gestimuleerd worden. Er isnergens een daglichtdimming voorzien waardoor fmod, arti f en fmod, dayl beide 1 bedragen.

Figuur 5.3: Aandeel van de verschillende verbruiksposten ten opzichte van het jaarlijk primairenergieverbruik van het testgebouw

Op figuur 5.4 is het verbruik van de deelposten afgebeeld, zoals berekend door deEPB-software. Het karakteristiek jaarlijks primair energieverbruik Echarannprimenconsbedraagt 8654173 MJ terwijl de referentiewaarde Echarannprimencons, re f gelijk is aan 8466090MJ.

Figuur 5.4: Overzicht van het jaarlijks primair energieverbruik voor verschillende verbruikspostenvan het testgebouw


5.1.3 Keuze van de testlokalen

Om de verschillende rekenmethodes te gaan toepassen op enkele typelokalen, is er gekozenvoor vijf testlokalen uit het testgebouw. Deze lokalen hebben elk een verschillende functieen hebben allemaal een verschillende plaatsing van de daglichtopeningen en een anderekunstlichtconfiguratie. De testlokalen zijn gekozen op basis van de locatie in het gebouw;alle lokalen bevinden zich aan de buitenkant. De reden hiervoor is dat er bij lokalen aan debinnenkant van het gebouw rekening gehouden moet worden met reflectie van de glasgevel.Dit effect is niet in te geven in DIALux, waardoor er gekozen is voor lokalen die geen lasthebben van dit effect. Ook de invloed van naburige gebouwen wordt verwaarloosd, weveronderstellen dat het alleenstaande ruimtes zijn. De exacte locatie en orientatie van hettestgebouw spelen geen rol bij de daglichtberekeningen, aangezien er gewerkt wordt methet standard overcast sky model.

5.1.4 Ruimte M019

Ruimte M019 bevindt zich op een hoek van het testgebouw en wordt gebruiktals bureelruimte voor de vakgroep chemie: fermentatietechnologie. De totalegebruiksoppervlakte bedraagt 19,9504 m2 en de ruimte beschikt over driedaglichtopeningen: een raam in de ZW-gevel en twee ramen in de NW-gevel.

Tabel 5.1 geeft een overzicht van de eigenschappen van de geplaatste verlichting in ruimteM019.

Type T14.2: Fagerhult 32553-46 Indulux wide beam alfa 2 x 58 WAantal in de ruimte 2

Lichtstroom per armatuur 10000 lmVermogen per armatuur 110 W

CIE flux code 64 97 100 100 61

Tabel 5.1: Gegevens van de geplaatste verlichting in ruimte M019

Om te controleren of er voldoende verlichting geplaatst is in een ruimte, kan een parameterberekend worden die het aantal W per m2 voor 100 lx geeft. Een richtlijn voor deze waardeligt rond de 2 a 2,2 W/m2

100 lx voor een goed ontwerp. De parameter is een maat voor deefficientie van de verlichting, bij een lage waarde zal er minder vermogen nodig zijn omeen verlichtingssterkte van 100 lx te bekomen.

In lokaal M019 is het totale vermogen van de armaturen gelijk aan 2 x 110 W en deruimte heeft een oppervlakte van 19,9504 m2. De verhouding van het totale vermogenen de ruimteoppervlakte moet gedeeld worden door de gemiddelde verlichtingssterkte ophet werkvlak (0,80 m boven de vloeroppervlakte) per 100 lx.


Om deze gemiddelde verlichtingssterkte te berekenen met behulp van DIALux wordtde testruimte ingegeven met de juiste parameters beschreven in paragraaf 3.2.3. Na decorrecte ingave kan er overgegaan worden tot de berekening van de ruimte; de gemiddeldeverlichtingssterkte op het werkvlak vinden we terug onder:

Output Naam ruimte Summary Eav op het werkvlak

De berekende waarde is enkel ten gevolge van het kunstlicht, aangezien er met het daglichtgeen rekening gehouden wordt. De te berekenen parameter voor de kwaliteit van deverlichting kan ook terug gevonden worden op dezelfde pagina, onder Specific connectedload. Deze werkwijze wordt ook gebruikt voor de bepaling van de L-variabele aan de handvan een gedetailleerd rekenprogramma, besproken in paragraaf3.2.3.

Voor deze ruimte wordt er een resultaat gevonden van 456 lx op het werkvlak.Het berekenen van de parameter verloopt als volgt:

2 ·110 W19,9504 m2 = 11,0273 W/m2

11,0273 W/m2

456 lx/100 lx= 2,4182

W/m2

100 lx

Een waarde van 2,42182 W/m2

100 lx ligt dicht bij de richtwaarde, en voldoet dus ruimschoots.

Het polair diagram van het type armatuur in de ruimte wordt weergegeven in figuur 5.5.

Figuur 5.5: Polair diagram van de gebruikte armatuur in ruimte M019

De voorziene armatuur is een breedstralende armatuur en is ideaal voor het gebruik in eenkantoorruimte.


De plaatsing van de verlichting en de ruimteafmetingen zijn gegeven in figuur 5.6.

Figuur 5.6: Grondplan met afmetingen van ruimte M019

5.1.5 Ruimte L128

Deze ruimte is een labo voor de studenten van de opleiding microbiologie en heeft eengebruiksoppervlakte van 81,2221 m2. Er zijn vier ramen voorzien in de ZO-gevel, deafmetingen worden gegeven in tabel 5.7. De verlichting is geplaatst boven de werktafelsin het labo, aangezien de zichtbaarheid daar het grootst moet zijn.


De eigenschappen van de geınstalleerde installatie zijn gegeven in tabel 5.2.

Type T3.1: Fagerhult 32412-46 Indulux Wide beam 1 x T8 58 WAantal in de ruimte 11


CIE flux code 65 95 99 100 64

Tabel 5.2: Gegevens van de geplaatste verlichting in ruimte L128

Voor deze ruimte met een oppervlakte van 81,2221 m2 bedraagt het totale vermogen van dearmaturen 11 x 55 W . De gemiddelde verlichtingssterkte op het werkvlak is gelijk aan 352lx.De kwaliteitsparameter wordt dan:

11 ·55 W81,2221 m2 = 7,4487 W/m2

7,4487 W/m2

352 lx/100 lx= 2,1161

W/m2

100 lx

De verlichting in de ruimte is voldoende, L128 is een laboruimte waar er vooral ter hoogtevan de werktafels voldoende verlichting zal moeten geleverd worden.Figuur 5.7 geeft het polair diagram weer voor de gebruikte armatuur in de ruimte. Dittype armatuur straalt zeer breed in het C0-180 vlak waardoor de gehele werktafel goed zalverlicht worden.

Figuur 5.7: Polair diagram van de gebruikte armatuur in ruimte L128

Het grondplan met de afmetingen van de ruimte en plaatsing van de armaturen wordtweergegeven in figuur 5.8. Onder de vier armaturen in het midden zijn labotafels voorzien.


Figuur 5.8: Grondplan met afmetingen van ruimte L128

5.1.6 Ruimte L020

Lokaal L020 bevindt zich op het gelijkvloers van blok L en wordt gebruikt alsadministratieve ruimte voor docenten. Er is een raam voorzien in de ruimte, dit raam looptover de volledige hoogte van de ruimte. Tabel 5.3 geeft een overzicht van de eigenschappenvan de geplaatste verlichting in het lokaal.

Type T2.3: Fagerhult 20551-46 Multilume Module BetaAantal in de ruimte 20


CIE flux code 73 99 100 100 71

Tabel 5.3: Gegevens van de geplaatste verlichting in ruimte L020


De verlichting is in rijen van vijf armaturen naast elkaar aangebracht, verdeeld over de heleruimte. Aangezien de ruimte geen labo is, moet de verlichting niet specifiek ter hoogte vanwerktafels aangebracht worden.

Het totale vermogen voor de verlichting bedraagt 20 x 36 W , terwijl de oppervlakte van hetlokaal L020 gelijk is aan 74,3620 m2. De gemiddelde verlichtingssterkte op het werkvlakis 542 lx.De parameter voor de kwaliteit van de geplaatste verlichting is:

20 ·36 W74,3620 m2 = 9,6473 W/m2

9,6473 W/m2

542 lx/100 lx= 1,7799

W/m2

100 lx

Deze waarde ligt onder de richtwaarde, maar is nog steeds aanvaardbaar.Het polair diagram van het gebruikte type armatuur wordt weergegeven in figuur 5.9.Deze armatuur straalt hoofdzakelijk in het C0-180 vlak, in het vlak evenwijdig met delangsrichting straalt dit type weinig licht uit.

Figuur 5.9: Polair diagram van de gebruikte armatuur in ruimte L020


Figuur 5.10 stelt het grondplan van de ruimte L020 voor, met daarop de geplaatsteverlichting en de afmetingen.

Figuur 5.10: Grondplan met afmetingen van ruimte L020


5.1.7 Ruimte M118

Deze ruimte bevindt zich op de eerste verdieping van het M-gebouw en wordt gebruikt alskantoorruimte voor de docenten aroma-onderzoek. Tabel 5.4 toont de eigenschappen vande geplaatste verlichting in de ruimte.

Type T2.4: Fagerhult 20555-46 Multilume Module Beta 2 x T8 36 WAantal in de ruimte 3


CIE flux code 75 99 100 100 67


He totale vermogen in deze ruimte bedraagt 3 x 72 W , terwijl de oppervlakte gelijk is aan17,3440 m2. De gemiddelde verlichtingssterkte op het werkvlak, berekend door DIALux,is 493 lx.

3 ·72 W17,3440 m2 = 12,4539 W/m2

12,4539 W/m2

493 lx/100 lx= 2,526

W/m2

100 lx

De waarde voor de kwaliteit van de geplaatste verlichting ligt boven de richtwaarde, er is teveel vermogen geplaatst om aan een voldoende lichtsterkte te komen.Het polair diagram van de gebruikte armatuur is gegeven in figuur 5.11. Het is een typearmatuur dat geschikt is voor gebruik in een kantoorruimte, aangezien de verlichtingssterkteover het ganse werkvlak gelijk loopt.



Figuur 5.12 geeft het grondplan van lokaal M118, alsook de plaatsing van de armaturen.


5.1.8 Ruimte M224

Ruimte M224 bevindt zich op de tweede verdieping aan de NW-gevel en wordt gebruikt alssecretariaat. In de ruimte is er een raam aangebracht, dat zich in het midden van de gevelbevindt en over de volledige hoogte van het lokaal doorloopt. De ruimte is vergelijkbaarmet ruimte L020, echter is de plaatsing van het raam verschillend.

De verlichting is net als in lokaal L020 volledig over de ruimte verspreid en opgebouwd uitverschillende rijen van armaturen.


De eigenschappen van de verlichting zijn gegeven in tabel 5.5.

Type T2.3: Fagerhult 20554-46 Multilume Module BetaAantal in de ruimte 20


CIE flux code 58 97 100 100 69


Het totale vermogen van de geplaatste verlichting bedraagt 20 x 36 W , de oppervlakte vande ruimte is gelijk aan 79,0128 m2. De gemiddelde verlichtingssterkte op het werkvlakbedraagt 470 lx.

20 ·36 W79,0128 m2 = 9,1124 W/m2

9,1124 W/m2

470 lx/100 lx= 1,9388

W/m2

100 lx

De geplaatste verlichting komt overeen met de richtwaarde en is dus perfect voor dezeruimte.Figuur 5.13 geeft het polair diagram van de gebruikte armatuur in ruimte M224.


De armatuur is breedstralend en heeft de grootste verlichtingssterkte onder een hoek van 30graden; loodrecht onder de armatuur geeft de lamp het minste verlichting op het werkvlak.Dit is niet de ideale armatuur die kan gebruikt worden in een kantoorruimte, aangezien deverlichtingssterkte niet gelijk loopt op het werkvlak.


Figuur 5.14 geeft de afmetingen van de ruimte en de plaatsing van de armaturen.



5.2 Theoretische combinaties

Om de invloed van de verschillende rekenmethodes op het E-peil te onderzoeken, wordt ergebruik gemaakt van een aantal combinaties die toegepast worden op de vijf testruimtes.Om de combinaties onderling te kunnen vergelijken wordt er een theoretische verhoudingberekend die overeen komt met het deel dat de verlichting bijdraagt tot het E-peil:

Ep, light

Ep, light, re f(5.1)

metEp, light, re f = b5 ·10−3 ·∑

r[L0.8

rm r · (tday + tnight) ·Af,rm r] (5.2)

Het totale elektriciteitsverbruik voor verlichting kan op twee manieren bepaald worden:

• W0: Methode aan de hand van de waarde bij ontstentenis, besproken in 3.2.1.

• W1: Methode aan de hand van het werkelijk geınstalleerd vermogen, besproken in3.2.2.

Voor elk lokaal wordt een karakteristiek primair verbruik voor verlichting berekenddat wordt opgesplitst in een verbruik van een kunstlichtdeel en een verbruik voor eendaglichtdeel. De opdeling van een ruimte in een kunst- en daglichtdeel kan op tweemanieren gebeuren:

• A1: Conventionele vereenvoudigde grafische methode, besproken in 4.1.1.

• A2: Gedetailleerde methode aan de hand van een rekenprogramma, besproken in4.1.2.

Voor het bepalen van de referentiewaarde voor het karakteristiek jaarlijks primairenergieverbruik (Ep, light, re f ) wordt gebruik gemaakt van een hulpvariablele Lrm r.Deze hulpvariable kan op drie manieren bepaald worden:

• L0: Waarde bij ontstentenis, besproken in 3.2.1.

• L1: Aan de hand van flux-codes (conventionele methode), besproken in 3.2.3.

• L2: Gedetailleerde methode aan de hand van een rekenprogramma, besproken in3.2.3.

Deze methodes kunnen gecombineerd worden tot twaalf verschillende deelsituaties enworden nadien toegepast op de testruimtes. Het totale electriciteitsverbruik voor verlichting(Wlight) en de theoretische verhouding zullen berekend worden. De invloed van dedaglichttoetreding en de impact van de verschillende rekenmethodes wordt bepaald voorde volgende theoretische gevallen:


• 1. (W0-L0): Basisverbruik met waarde bij ontstentenisDeze combinatie stelt de slechtst mogelijke berekende situatie voor, dit doorde berekening met standaardwaarden die niet afhangen van de geplaatsteverlichtingsinstallatie. Er wordt geen rekening gehouden met de invloed van daglicht.

• 2A. (W1-L1): Verbruik zonder daglichtregeling - geen instelbare verlichtingssterktevoor armaturenBij deze combinatie wordt er gerekend met de flux-codes voor de bepaling van dehulpvariabele. De verlichtingssterkte is niet instelbaar, hierdoor wordt het vermogenniet bepaald op basis van de L-variabele. Er wordt geen rekening gehouden met deinvloed van daglicht.

• 2B. (W1-L1): Verbruik zonder daglichtregeling - instelbare verlichtingssterkte voorarmaturenOok hier wordt er geen rekening gehouden met de invloed van daglicht, deverlichtingssterkte is wel instelbaar.

• 3A. (W1-A1-L1): Verbruik met daglichtregeling - geen instelbare verlichtingssterktevoor armaturen - daglichtzone op basis van grafische methodeDe toetrede van het daglicht wordt wel ingerekend bij deze situatie. Deverlichtingssterkte is niet instelbaar, waardoor het vermogen niet afhangt vande hulpvariabele. Lrm r wordt bepaald op basis van de flux-codes, terwijl dedaglichtoppervlakte berekend wordt met de grafische methode.

• 3B. (W1-A1-L2): Verbruik met daglichtregeling - geen instelbare verlichtingssterktevoor armaturen - hulpvariabele op basis van rekenprogrammaHier wordt de L-variabele berekend met een rekenprogramma, de hulpvariabele isdan gelijk aan de gemiddelde verlichtingssterkte op het werkvlak.

• 3C. (W1-A2-L1): Verbruik met daglichtregeling - geen instelbare verlichtingssterktevoor armaturen - daglichtzone op basis van berekening met rekenprogrammaDe daglichtoppervlakte wordt bepaald met een rekenprogramma, waarbij deoppervlakte gelijk is aan de zone waar de daglichtfactor meer dan 3 % bedraagt.

• 3D. (W1-A2-L2): Verbruik met daglichtregeling - geen instelbare verlichtingssterktevoor armaturen - daglichtzone en hulpvariable op basis van berekening metrekenprogrammaBij deze situatie wordt zowel de hulpvariabele als de daglichtoppervlakte berekendmet DIALux.

• 4A. (W1-A1-L1): Verbruik met daglichtregeling - instelbare verlichtingssterkte voorarmaturen - daglichtzone op basis van grafische methodeDe verlichtingssterkte van de armaturen is instelbaar bij de volgende situaties.Hierdoor hangt het vermogen dat gebruikt wordt bij de bepaling van hetenergieverbruik af van de berekende L-variabele. De daglichtoppervlakte wordtbepaald aan de hand van de grafische methode.


• 4B. (W1-A1-L2): Verbruik met daglichtregeling - instelbare verlichtingssterkte voorarmaturen - hulpvariabele op basis van rekenprogrammaEen rekenprogramma wordt gebruikt om de hulpvariabele te bepalen, terwijl dedaglichtoppervlakte berekend wordt met de grafische methode. De verlichtingssterkteis variabel instelbaar.

• 4C. (W1-A2-L1): Verbruik met daglichtregeling - instelbare verlichtingssterkte voorarmaturen - daglichtzone op basis van berekening met rekenprogrammaHier wordt de hulpvariabele bepaald aan de hand van flux-codes, dedaglichtoppervlakte wordt berekend met een rekenprogramma.

• 4D. (W1-A2-L2): Verbruik met daglichtregeling - instelbare verlichtingssterktevoor armaturen - daglichtzone en hulpvariable op basis van berekening metrekenprogrammaDeze situatie is gelijk aan de situatie beschreven bij combinatie 3D, echter is deverlichtingssterkte van de armaturen instelbaar.

• 5. (W1-A2-L2): Verbruik met daglichtregeling - instelbare verlichtingssterktevoor armaturen bij regelsysteem met manuele aanschakeling en automatischeuitschakeling - daglichtzone en hulpvariable op basis van berekening metrekenprogrammaDeze situatie wordt berekend om het maximale besparingspotentieel te kunnenevalueren waarbij fswitch gelijk is aan 0,7. Dit is de grootste besparing die bereiktkan worden door de schakelfactor.

Voor alle situaties, behalve de laatste combinatie (5), is de reductiefactor fswitch gelijk aan1. De invloed van schakelende en modulerende regelsystemen wordt niet onderzocht in diteindwerk, de verlichting wordt overal bediend met een centraal aan/uit systeem.

5.3 Berekeningen

De verschillende combinaties werden toegepast op de testruimtes en de resultaten wordenhieronder weergegeven.

De in DIALux gebruikte parameters zijn gegeven in tabel 5.6.

Transmissiefactor beglazing 77 %Pollution factor 0,8Framing factor 0,85

Maintenance factor for non-vertical light rays 0,85Light loss factor 0,85

Tabel 5.6: Gebruikte parameters bij de berekeningen van de testlokalen in DIALux


Tabel 5.7 geeft de afmetingen van de verschillende daglichtopeningen in de testruimtes.Het aantal, de afmetingen en de positie van de ramen ten opzichte van de afgewerktevloeroppervlakte wordt gegeven.

Aantal Hoogte Breedte Afstand onderkant tot vloerM019 1 160 100 102

2 160 180 104L128 4 130 180 130L020 1 334 370 0M118 1 160 180 100M224 1 334 380 0

Tabel 5.7: Afmetingen van de ramen in de testruimtes (in mm)

De resultaten van de berekening van de daglichtoppervlakte volgens de grafische methodesworden gegeven in tabel 5.8.

aantal ddayl (m) ldayl(m)

M019 raam 1 4,196 2,002 4,196 4,80

L128 4 3,503 8,73L020 1 4,889 4,09M118 1 4,196 2,55M224 1 4,889 4,66

Tabel 5.8: Berekende daglichtdiepte en daglichtlengte voor de testruimtes

Figuur 5.15 geeft de arceringen weer die gebruikt worden in de grondplannen waarop dedaglichtoppervlaktes zijn weergegeven.

Figuur 5.15: Gebruikte arceringen in de afbeeldingen


5.3.1 Ruimte M019

Op figuur 5.16 worden de daglichtoppervlaktes gegeven, berekend volgens beide methodes.De grafische methode geeft een oppervlakte (17,9460 m2) die groter is dan de oppervlakteberekend met DIALux (14,0824 m2).

Figuur 5.16: Overzicht van de daglichtoppervlaktes berekend met de grafische methode en DIALuxvoor ruimte M019

Figuur 5.17: Grafische voorstelling van de daglichtoppervlaktes berekend met de grafische methodeen DIALux voor ruimte M019


Aangezien er in de ruimte meerdere ramen zijn die zich niet in hetzelfde muurvlakbevinden, overlappen de daglichtoppervlaktes van de grafische methode. De overlappendeoppervlakte wordt in rekening gebracht door deze af te trekken van de gesommeerdedeeloppervlaktes. DIALux geeft een oppervlakte die een grillig verloop kent, de 3%-grensloopt van de zijkant van raam 1 naar de onderkant van raam 2. De oppervlakte looptniet door tot de volledige diepte van de ruimte; bovenaan in de ruimte raakt de grenswel aan de uiterste grens. De grafische methode geeft een resultaat dat wel de volledigediepte van de ruimte omvat, enkel de linker- en rechterbovenhoek behoren niet tot de totaledaglichtoppervlakte.

De resultaten worden weergegeven in tabel 5.9.

Lrm r Warti f area Wdayl area Wlight Ep, light Ep, light, re f verhouding1 500 / / 937,6688 8439,019 4734,711 1,782372

2A 504,1954 517 0 517 4653 4766,467 0,9761952B 504,1954 386,6745 0 386,6745 3480,071 4766,467 0,7301153A 504,1954 51,94256 465,0574 517 4653 4766,467 0,9761953B 456 51,94256 465,0574 517 4653 4398,346 1,0578983C 504,1954 152,0639 364,9361 517 4653 4766,467 0,9761953D 456 152,0639 364,9361 517 4653 4398,346 1,0578984A 504,1954 38,84886 347,8256 386,6745 3480,071 4766,467 0,7301154B 456 40,20992 360,0116 400,2215 3601,993 4398,346 0,8189434C 504,1954 113,7316 272,9429 386,6745 3480,071 4766,467 0,7301154D 456 117,7161 282,5054 400,2215 3601,993 4398,346 0,8189435 456 95,7726 216,6817 312,4544 2812,089 4398,346 0,639352

Tabel 5.9: Overzicht van de resultaten voor ruimte M019

Het grootste verbruik wordt gevonden bij situatie 1, wanneer er gebruik gemaakt wordtvan forfaitaire waarden, zonder rekening te houden met de karakteristieken van degeınstalleerde verlichting. Wanneer de L-variabele bepaald wordt aan de hand van deconventionele methode, zonder rekening te houden met daglichttoetreding (situatie 2A),daalt het energieverbruik met 45 % ten opzichte van situatie 1. Indien de verlichtingssterktevan de armaturen wel instelbaar is (situatie 2B), zal het verbruik met 59 % verminderen.Voor situatie 3A, 3B, 3C en 3D zal het energieverbruik gelijk blijven; indien deverlichtingssterkte instelbaar is, verschilt het energieverbruik naargelang de methodewaarop de L-variabele bepaald is. Combinatie 4A en 4C hebben een hogere L-variabelewaardoor het verbruik lager zal liggen dan bij 4B en 4D. De voordeligste situatie quaenergieverbruik wordt gevonden bij combinatie 5, hier is er een schakelsysteem ingevoerdwaardoor de factor fswitch gelijk is aan 0,7. Hierdoor zal het energieverbruik met 30 % dalenin vergelijking met situatie 4D, deze besparing is niet terug te vinden bij de theoretischeverhouding aangezien de L-variabele en dus ook de referentiewaarde gelijk blijven.


5.3.2 Ruimte L128

De daglichtoppervlakte berekend met de grafische methode geeft voor ruimte L128 eenveel grotere oppervlakte dan met DIALux berekend. De dieptebijdrage van de grafischemethode is verantwoordelijk voor het grote verschil in oppervlaktes. Zoals te zien op figuur5.19 komt de lengte van de daglichtoppervlakte berekend met de grafische methode overeenmet die van de DIALux-oppervlakte. Echter is de diepte volgens de grafische methode veelgroter dan deze van de gesimuleerde situatie.

Figuur 5.18: Overzicht van de daglichtoppervlaktes berekend met de grafische methode en DIALuxvoor ruimte L128

Figuur 5.19 geeft een grafische voorstelling van de daglichtoppervlaktes berekend met detwee methodes. De dieptebijdrage van de grafische methode is veel groter dan de dieptevan de daglichtoppervlakte berekend met DIALux; de daglichtlengte komt overeen met delengte van de daglichtoppervlakte van het rekenprogramma.

Figuur 5.19: Grafische voorstelling van de daglichtoppervlaktes berekend met de grafische methodeen DIALux voor ruimte L128


De resultaten voor de verschillende combinaties worden voor lokaal L128 gegeven in tabel5.19.


2A 349,9542 1421,75 0 1421,75 12795,75 14489,3486 0,8831142B 349,9542 1218,7094 0 1218,7094 10968,3842 14489,3486 0,7569963A 349,9542 924,7013 497,0487 1421,75 12795,75 14489,3486 0,8831143B 352 924,7013 497,0487 1421,75 12795,75 14557,0729 0,8790063C 349,9542 1132,6196 289,1304 1421,75 12795,75 14489,3486 0,8831143D 352 1132,6196 289,1304 1421,75 12795,75 14557,0729 0,8790064A 349,9542 792,6444 426,0650 1218,7094 10968,3842 14489,3486 0,7569964B 352 790,7247 425,0331 1215,7578 10941,8203 14557,0729 0,7516504C 349,9542 970,8698 247,8396 1218,7094 10968,3842 14489,3486 0,7569964D 352 968,5184 247,2394 1215,7578 10941,8203 14557,0729 0,7516505 352 823,2407 173,0676 996,3082 8966,7741 14557,0729 0,615974

Tabel 5.10: Overzicht van de resultaten voor ruimte L128

De resultaten tonen dat het grootste gebruik gevonden wordt bij berekening met forfaitairewaarden, zonder rekening te houden met de geplaatste verlichting. Wanneer er metde conventionele methode wordt gerekend zonder daglichtregeling en niet-instelbareverlichting, situatie 2A, is het elektriciteitsverbruik met meer dan 63 % gedaald ten opzichtevan situatie 1.Wanneer de verlichtingssterkte instelbaar is (situatie 2B), zal het energieverbruik met 68% dalen. Het energieverbruik Ep, light blijft gelijk voor situaties 3A tot 3D, echter zal hetenergieverbruik onderling verschillen voor 4A tot 4D. De voordeligste combinatie is situatie5, hier zal er door het regelsysteem een reductie worden toegepast die zorgt voor een dalingvan het energieverbruik met 30 % ten opzichte van situatie 4D.


5.3.3 Ruimte L020

Figuur 5.20 geeft een overzicht van de daglichtoppervlaktes berekend met de tweeverschillende methodes. De grafische methode geeft een daglichtoppervlakte van 19,9851m2, de methode met behulp van DIALux geeft als resultaat 8,6353 m2.

Figuur 5.20: Overzicht van de daglichtoppervlaktes berekend met de grafische methode en DIALuxvoor ruimte L020

De daglichtoppervlaktes voor ruimte L020 worden weergegeven in figuur 5.21.

Figuur 5.21: Grafische voorstelling van de daglichtoppervlaktes berekend met de grafische methodeen DIALux voor ruimte L020


De oppervlakte berekend met het rekenprogramma komt overeen met het resultaat uit degrafische methode, enkel is de diepte van de grafische methode veel groter. De diepte vande daglichtoppervlakte uit DIALux daalt bij een grotere afstand van het center van het raam.Doordat het raam in de linkerhoek is aangebracht zal de bijdrage voor de daglichtlengteslechts 12 cm bedragen aan de linkerkant, aan de rechterkant is er geen obstructie enbedraagt de bijdrage 50 cm.

De resultaten voor de verschillende combinaties voor lokaal L128 zijn gegeven in tabel5.11.


2A 512,3507 1692 0 1692 15228 18061,1281 0,8431372B 512,3507 1258,8032 0 1258,8032 11329,2284 18061,1281 0,6272713A 512,3507 1238,9130 453,0870 1692 15228 18061,1281 0,8431373B 524 1238,9130 453,0870 1692 15228 18388,9111 0,8281083C 512,3507 1496,2276 195,7724 1692 15228 18061,1281 0,8431373D 524 1496,2276 195,7724 1692 15228 18388,9111 0,8281084A 512,3507 921,7185 337,0847 1258,8032 11329,2284 18061,1281 0,6272714B 524 914,9987 334,6272 1249,6260 11246,6336 18388,9111 0,6115994C 512,3507 1113,1537 145,6495 1258,8032 11329,2284 18061,1281 0,6272714D 524 1105,0383 144,5877 1249,6260 11246,6336 18388,9111 0,6115995 524 773,5268 101,2114 874,7382 7872,6435 18388,9111 0,428119

Tabel 5.11: Overzicht van de resultaten voor ruimte L020

De combinatie met de forfaitaire methode zorgt ook hier voor de hoogste waarden. Doorte rekenen met de werkelijk geplaatste verlichtingsinstallatie (situatie 2A) kan het verbruikmet 52 % dalen. Wanneer de verlichtingssterkte van de armaturen ingesteld kan worden(situatie 2B), daalt het energieverbruik met 64 %. Indien daglichtregeling wel wordtingerekend en de verlichtingssterkte niet instelbaar is, zal het energieverbruik gelijk blijven,ongeacht welke methode er gebruikt werd voor de bepaling van de daglichtoppervlakteen de hulpvariabele. De methode voor het bepalen van de hulpvariabele heeft wel invloedwanneer de verlichtingssterkte instelbaar is, aangezien de referentiewaarde en het vermogenworden beınvloed door de L-variabele. Door de invoer van een schakelend systeem bijsituatie 5 zal het energieverbruik met 30 % verminderen.


5.3.4 Ruimte M118

De daglichtoppervlakte volgens de grafische methode voor ruimte M118 bedraagt 10,6998m2, terwijl DIALux een daglichtoppervlakte van 3,9067 m2 geeft.


Figuur 5.23 geeft een grafische voorstelling van de verschillende daglichtoppervlaktes. Ookhier geldt dat de dieptebijdrage van de grafische methode veel te groot is in vergelijkingmet de daglichtoppervlakte volgens DIALux. De 3%-grens bevindt zich het diepst inde ruimte bij het center van de daglichtopening en zwakt af bij een toenemende afstandvan dit centerpunt. Aan de rechterzijde van het raam wordt de toetrede van het daglichtbelemmerd door de aanwezige muur, hierdoor zal er maar 25 cm aan de daglichtlengteworden toegevoegd.



De resultaten van de berekeningen voor ruimte M118 zijn gegeven in tabel 5.12.


2A 624,1384 507,6 0 507,6000 4568,4 4915,1851 0,9294462B 624,1384 355,4601 0 355,4601 3199,1413 4915,1851 0,6508693A 624,1384 194,4532 313,1468 507,6 4568,4 4915,1851 0,9294463B 493 194,4532 313,1468 507,6 4568,4 4069,9840 1,1224613C 624,1384 393,2630 114,3370 507,6 4568,4 4915,1851 0,9294463D 493 393,2630 114,3370 507,6 4568,4 4069,9840 1,1224614A 624,1384 136,1709 219,2892 355,4601 3199,1413 4915,1851 0,6508694B 493 146,5301 235,9717 382,5018 3442,5164 4069,9840 0,8458304C 624,1384 275,3927 80,0675 355,4601 3199,1413 4915,1851 0,6508694D 493 296,3432 86,1586 382,5018 3442,5164 4069,9840 0,8458305 493 207,4402 60,3110 267,7513 2409,7615 4069,9840 0,592081


Combinatie 1 levert het grootste energieverbruik op, dit valt te verklaren door hetgebruik van forfaitaire waarden voor de L-variabele en het vermogen. Wanneer deconventionele methode gebruikt wordt voor de bepaling van de L-variabele (2A) levertdit een vermindering van het energieverbruik met 38 % op. Indien de verlichtingssterkteinstelbaar is, kan het energieverbruik dalen met 56 %. Het energieverbruik voor situaties3A tot 3D is hetzelfde, wanneer de verlichtingssterkte instelbaar is (situatie 4A tot4D) verandert dit energieverbruik. Het verbruik voor verlichting wordt dan afhankelijkvan de L-variabele. Het kleinste verbruik wordt gevonden bij situatie 5, waar er eenenergiebesparing van 30 % door de regelfactor fswitch wordt gerealiseerd.


5.3.5 Ruimte M224

Figuur 5.24 geeft een overzicht van de daglichtoppervlaktes berekend met de grafischemethode en het rekenprogramma DIALux. De grafische methode geeft 22,7827 m2 alsresultaat; de daglichtoppervlakte bepaald met DIALux bedraagt 9,2984 m2.


De grafische voorstelling van de verschillende daglichtoppervlaktes wordt gegeven in figuur5.25. Ruimte M224 is vergelijkbaar met ruimte L020, echter is het raam hier centraalin de buitenmuur geplaatst; hierdoor zal de daglichtlengte langs beide zijden met 50 cmvermeerderd worden. De dieptebijdrage van de grafische methode is in vergelijking metde daglichtoppervlakte bepaald met DIALux veel te groot. De 3%-grens ligt het diepstin de ruimte ter hoogte van het midden van de daglichtopening; aan de buitenkant van deraamopening is de diepte van de grens het kleinst.



De resultaten van de berekeningen voor ruimte M224 zijn gegeven in tabel 5.13.


2A 483,9439 1692 0 1692 15228 18268,3510 0,8335732B 483,9439 1283,0342 0 1283,0342 11547,3074 18268,3510 0,6320943A 483,9439 1204,1247 487,8753 1692 15228 18268,3510 0,8335733B 470 1204,1247 487,8753 1692 15228 17846,0309 0,8532993C 483,9439 1492,8824 199,1176 1692 15228 18268,3510 0,8335733D 470 1492,8824 199,1176 1692 15228 17846,0309 0,8532994A 483,9439 913,0810 369,9531 1283,0342 11547,3074 18268,3510 0,6320944B 470 922,3083 373,6917 1296 11664 17846,0309 0,6535914C 483,9439 1132,0444 150,9898 1283,0342 11547,3074 18268,3510 0,6320944D 470 1143,4844 152,5156 1296 11664 17846,0309 0,6535915 470 800,4391 106,7609 907,2 8164,8 17846,0309 0,457513


Wanneer gerekend wordt met forfaitaire waarden (situatie 1) zal het energieverbruik hetgrootst zijn, bij gebruik van de conventionele methode voor de bepaling van de L-variabeledaalt het energieverbruik met 55 %, met instelbare verlichtingssterkte zelfs met 66 %. Voorsituatie 3A tot 3D is het energieverbruik hetzelfde, bij situatie 4A tot 4D is dit verschillend.Het laagste energieverbruik bij deze combinaties wordt gevonden bij de combinatie metde grootste L-variabele, zijnde combinatie 4A en 4D. Bij situatie 5 zorgt de invoer vanhet schakelende regelsysteem voor een besparing van 30 % van het energieverbruik voorverlichting.

Bijlage E geeft de resultaten van de berekeningen in DIALux voor de testruimtes. Deresultaten van de vijf testruimtes worden grafisch weergegeven in bijlage F.


5.4 Invloed op het E-peil

Het testgebouw bestaat uit 188 ruimtes met elk een verschillende verlichtingsinstallatie eneventuele daglichtopeningen. Aangezien het onmogelijk is om voor al deze ruimtes deverschillende combinaties te gaan berekenen, werd er gekozen voor vijf verschillende typestestruimtes. Om de invloed van de verschillende rekenmethodes op het totale E-peil tekunnen bekijken, kunnen alle ruimtes in het testgebouw vervangen worden door een bepaaldtype testruimte. Op deze manier kan er een E-peil berekend worden voor een gebouw meteen vergelijkbaar energieverbruik als het originele testgebouw. Voor deze berekeningen iser gebruik gemaakt van het energieverbruik voor de verschillende deelposten, beschrevenin paragraaf 5.1.2.

Om een bepaalde ruimte te koppelen aan een type testruimte werd er gekeken naar degeplaatste verlichtingsinstallatie en de plaatsing van de daglichtopeningen. Sommigelokalen werden gecombineerd om zo tot een bepaald type te kunnen komen; hierdoor zalhet aantal gebruikte testruimtes lager liggen dan het totale aantal lokalen in het gebouw.Ook zal de totale gebruiksoppervlakte niet overeen komen met de werkelijke situatie, erwerd gerekend met de sommatie van oppervlaktes van de testruimtes en er wordt dus eenlagere totale gebruiksoppervlakte bekomen. Bij de bepaling van het referentieverbruikvoor verlichting werd er rekening gehouden met deze lagere oppervlakte, bij de andereverbruiksposten werd dit niet gedaan. De uitgevoerde berekeningen zijn hierdoor nietvolledig correct, maar werden enkel uitgevoerd om de impact van deze rekenmethodes inpunten uit te kunnen drukken in plaats van de theoretische verhouding.

Tabel 5.14 geeft het aantal gebruikte typelokalen in het nieuwe testgebouw.

Type ruimte AantalL128 15L020 34M118 38M019 4

Tabel 5.14: Aantal gebruikte typeruimtes in het nieuwe testgebouw

Aangezien het energieverbruik voor verlichting enkel afhankelijk is van de methodewaarop de hulpvariabele Lrm r is bepaald, wordt het E-peil berekend voor combinaties1, 3C, 3D, 4C, 4D en 5. Omdat situaties 2A en 2B qua verbruik overeenkomen metrespectievelijk situatie 3C en 4C, en de invloed van daglichttoetreding geen invloed heeftop het energieverbruik, worden deze situaties niet beschouwd.


Figuur 5.26 geeft het E-peil weer bij de verschillende deelsituaties voor het nieuwetestgebouw.

Figuur 5.26: Totale E-peil bij verschillende situaties

Wanneer er gebruik gemaakt wordt van forfaitaire waarden is het E-peil gelijk aan 114. Deconventionele methode zorgt voor een besparing van dertien punten, deze besparing kannog groter worden door de instelbaarheid van de armaturen. Indien alle armaturen in hetgebouw niet instelbaar zijn qua verlichtingssterkte (3C en 3D) zorgt dit voor een hogerE-peil, voor instelbare verlichtingssterkte (4C en 4D) ligt het E-peil drie punten lager. Doorgebruik te maken van DIALux voor de bepaling van de hulpvariabele (3D en 4D) zal hetE-peil toenemen met een punt. Het laagste E-peil wordt bekomen bij situatie 5, ten opzichtevan situatie 1 is er een daling met 18 punten.

Het is duidelijk dat het gebruik van forfaitaire waarden voor een hoog E-peil zorgt; doorrekening te houden met de reele karakteristieken van de verlichtingsinstallatie daalt hetE-peil met meer dan 13 punten. Het schakelend regelsysteem bij situatie 5 zorgt voor degrootste besparing.


5.5 Conclusies

Na toepassing van de verschillende deelsituaties op de vijf testruimtes kunnen er enkelealgemene conclusies getrokken worden uit de resultaten. Wanneer er gerekend wordt metde grafische methode zal er altijd een grotere daglichtoppervlakte bekomen worden danwanneer er gewerkt wordt met DIALux. Voor kleine ruimtes met veel daglichttoetredingzoals M019 zal dit verschil kleiner zijn, aangezien de gebruiksoppervlakte beperkt is. Voorgrote ruimtes is het verschil tussen beide methodes wel opmerkelijk. Het grote verschiltussen beide methodes is te wijten aan de daglichtdiepte die in alle gevallen een te grotewaarde krijgt. De te gebruiken formule voor de bepaling van deze diepte komt niet overeenmet de werkelijkheid en geeft een resultaat dat tot twee maal te groot is in vergelijking metde oppervlakte uit DIALux. De methode voor de bepaling van de daglichtlengte is welcorrect.

Ook de instelbaarheid van de verlichtingssterkte speelt een rol bij de bepaling van hetenergieverbruik voor verlichting. Wanneer de verlichtingssterkte instelbaar is, zorgt ditbij elke ruimte voor een lager energieverbruik. Bij niet-instelbare situaties (3A tot 3D)ligt het verbruik hoger en heeft het steeds dezelfde waarde, echter is de theoretischeverhouding voor deze situaties verschillend. De referentiewaarde voor het energieverbruikis wel afhankelijk van de hulpvariabele waardoor de theoretische verhouding verschilt.Wanneer de verlichtingssterkte instelbaar is, wordt het energieverbruik beınvloedt door dehulpvariabele. Het is van belang om de juiste methode te gebruiken voor een bepaald typeruimte. Voor grote ruimtes met veel verlichting wordt het kleinste energieverbruik gevondenwanneer de hulpvariabele bepaald wordt met methode L2. Deze methode zal een groterevariabele geven dan de conventionele methode L1, de hogere waarde zorgt voor een kleineretheoretische verhouding. Voor kleine ruimtes is het beter om de conventionele methode tegebruiken, dit zorgt voor de hoogste waarde voor de hulpvariabele.

Het inrekenen van daglichtregeling heeft geen invloed op het totale energieverbruik voorverlichting. Er is geen verschil qua energieverbruik tussen situaties 2A en 3A; ook tussen2B en 4A blijft het energieverbruik hetzelfde. Bij situatie 2A is er geen daglichtregeling,waardoor het verbruik enkel door het kunstlicht wordt bepaald. De methode waarop dedaglichtoppervlakte wordt bepaald heeft ook geen invloed op het energieverbruik voorverlichting, zelfs niet bij situatie 5 waar er een schakelend regelsysteem werd ingevoerd.De waarde van de daglichtoppervlakte bepaalt enkel de graad van opsplitsing in hetverbruik voor het kunst- en daglichtdeel en niet het totale energieverbruik. Aangeziende regelfactoren bij situatie 5 voor het kunst- en daglichtdeel dezelfde waarde hebben,wordt het totale energieverbruik bij situatie 5 niet beınvloed. Door het invoeren van eenschakelend systeem met fswitch= 0,7 zal het energieverbruik met 30 % dalen, aangezien ervoor de overige situaties steeds met een schakelfactor gelijk aan 1 is gerekend. Deze factorbeınvloedt enkel het energieverbruik terwijl het referentieverbruik gelijk blijft. Hierdoor zalde besparing van 30 % niet teruggevonden worden bij de theoretische verhouding. Wanneerer een modulerend systeem in de ruimte aangebracht is, speelt de methode voor de bepalingvan de daglichtoppervlakte wel een rol. De modulerende regelfactor is verschillend voor


het kunst- en daglichtdeel en beınvloedt dus het totale energieverbruik voor verlichting.Wanneer er geen modulerend systeem aanwezig is, is het niet nodig om daglichtregeling inte rekenen aangezien dit geen verschil in resultaat geeft.

Bij gebruik van forfaitaire waarden (situatie 1) heeft de theoretische verhouding voor de vijftestruimtes dezelfde waarde, alhoewel de gebruiksoppervlakte voor de ruimtes verschillendis. De invloed van de gebruiksoppervlakte wordt zowel bij de teller als de noemer vande theoretische verhouding ingerekend en zal worden weggedeeld; de waarde blijft steedsdezelfde. Door af te stappen van het gebruik van forfaitaire waarden en te rekenen met reelekan er tot meer dan 60 % bespaard worden; de grootste besparing wordt gevonden bij groteruimtes met bijhorende verlichtingsinstallatie. Het is niet aangewezen om met forfaitairewaarden voor de hulpvariabele en het vermogen te rekenen.

5.6 Perspectieven

Door het korte tijdskader waarin dit eindwerk werd uitgevoerd, zijn er nog enkele aspectenrond daglicht in de EPB-regelgeving niet ter sprake gekomen. Aangezien enkel de invloedvan het daglicht en meer specifiek de methodes voor de bepaling van de daglichtoppervlaktewerden onderzocht, zijn er nog enkele situaties die kunnen berekend worden. De invloedvan modulerende systemen werd niet verder bekeken en de nauwkeurigheid van de formulesvoor de bepaling van de modulerende regelfactoren werd niet geverifieerd. Het verschiltussen methode L1 en L2 voor de bepaling van de hulpvariabele kan nog verder geevalueerdworden. De juistheid van de formule gebruikt bij de bepaling van de L-variabele volgens deconventionele methode kan ook gecontroleerd worden.

Hoofdstuk 6

Besluit

Na het geven van een korte theoretische achtergrond over daglicht werd het verschil tussende grafische en de gedetailleerde methode voor de bepaling van de daglichtoppervlakteonderzocht. Beide methodes werden toegepast op drie kantoorruimtes met eenverschillende raamoppervlakte.Wanneer er gerekend wordt met de grafische methode zal er altijd een groteredaglichtoppervlakte bekomen worden dan wanneer er gewerkt wordt met DIALux. Hetverschil kan tot het dubbele van de oppervlakte via het rekenprogramma bedragen. Dewerkwijze voor de bepaling van de daglichtdiepte bij de grafische methode geeft een tegroot resultaat en overschat de dieptebijdrage. De daglichtlengte wordt wel correct begroot.Hierna werd de rekenmethode voor de bepaling van het energieverbruik voor verlichting(EPU) toegepast op vijf testruimtes van een testgebouw. De invloed van daglichttoetredingwerd onderzocht en berekend voor twaalf verschillende deelsituaties. Een theoretischeverhouding werd bepaald om onderling te kunnen vergelijken. De conclusies zijn enkelgeldig voor de beschouwde theoretische combinaties, aangezien er bij modulerenderegelsystemen wel rekening moet gehouden worden met de invloed van daglicht.Door af te stappen van het gebruik van forfaitaire waarden en te rekenen met reele kan er totmeer dan 60 % bespaard worden; de grootste besparing wordt gevonden bij grote ruimtesmet bijhorende verlichtingsinstallatie. Er werd een maximale besparing van 18 E-puntenbekomen bij het testgebouw door geen gebruik te maken van de forfaitaire waarden.Het inrekenen van daglichtregeling door de opsplitsing in een kunst- en daglichtdeel aande hand van de daglichtoppervlakte heeft geen invloed op het totale energieverbruik voorverlichting. De grootte van de daglichtoppervlakte bepaalt enkel de graad van opsplitsingin het verbruik voor het kunst- en daglichtdeel. Het energieverbruik voor verlichting wordtniet beınvloed door de methode waarop de daglichtoppervlakte wordt bepaald.De instelbaarheid van de verlichtingssterkte speelt wel een rol bij de bepaling van hetenergieverbruik voor verlichting. Wanneer de verlichtingssterkte instelbaar is, zorgt ditbij elke ruimte voor een lager energieverbruik. Voor grote ruimtes met veel verlichtingwordt het kleinste energieverbruik gevonden wanneer de hulpvariabele bepaald wordt metDIALux. Deze methode zal een grotere variabele geven dan de conventionele methode, de

93

6 Besluit 94

hogere waarde zorgt voor een kleinere theoretische verhouding. Voor kleine ruimtes is hetbeter om de conventionele methode te gebruiken, dit zorgt voor de hoogste waarde van dehulpvariabele.Door de bijhorende reductiefactor, gelijk voor het kunst- en daglichtdeel, zorgt de invoervan schakelende regelsystemen voor een daling van het energieverbruik.Wanneer er geen modulerend regelsysteem aanwezig is, is het niet nodig omdaglichtregeling in te rekenen aangezien dit geen verschil in resultaat geeft. Indiende ruimte voorzien is van een modulerend regelsysteem heeft de daglichtoppervlakte weleen invloed doordat de reductiefactoren verschillen voor het kunst- en daglichtdeel. Ditkan nog verder onderzocht worden door toepassing op de testruimtes.

De methode voor de bepaling van het energieverbruik voor verlichting houdt wel rekeningmet daglicht en de bijhorende daglichtoppervlakte, echter zal het totale energieverbruikhierdoor niet worden beınvloed. Enkel wanneer er een modulerend systeem is, zal dedaglichtoppervlakte een rol spelen.

Bibliografie

[1] D’Herdt P. Energy performance of buildings in the Flemish Region: Lighting inthe energy performance regulation. http://www.lightinglab.fi/IEAAnnex45/meetings/0704Brussels/13_dherdt_brussels_april_2007.pdf, 2007.

[2] De Groot & Visser Projectzonwering. Sonnet zonnerooster: Gti. http://www.gv-projectzonwering.nl/projectzonwering-zonneroosters-referenties.php.

[3] De Groot & Visser Projectzonwering. Schoepenzonwering:Guljelaan. http://www.gv-projectzonwering.nl/projectzonwering-schoepenzonwering-referenties.php.

[4] CLEAR: Comfortable Low Energy Architecture. Skylight and Sunlight: SkyTypes. http://new-learn.info/learn/packages/clear/visual/daylight/sun_sky/sky_types.html.

[5] Grondzik W. T. Kwok A. G. Stein B. Reynolds J.S. Mechanical and ElectricalEquipment for Buildings, page [527]. John Wiley & Sons, Inc., 2010.

[6] Osterhaus W. Daylight Quality: Defining Critical Issues for Modellingand Assessment. http://www.thedaylightsite.com/filebank/Werner_Osterhaus_Daylight_Quality.pdf.

[7] Van Santen C. Hansen A.J. Dagverlichting: het gebruik van stippendiagram encomputer, page [11]. Publikatieburo Bouwkunde Technische Universiteit Delft, 2000.

[8] Geebelen B. Daylighting Computation Methods: From Dot Chart to DigitalSimulation. http://www.thedaylightsite.com/filebank/Werner_Osterhaus_Daylight_Quality.pdf.

[9] Vlaamse Overheid. EPB-software Vlaanderen Versie 1.4.2 Helpfunctie , 2009.

[10] Vlaamse Overheid. Bepalingsmethode van het peil van primair energieverbruikvan kantoor- en schoolgebouwen. http://www2.vlaanderen.be/economie/energiesparen/epb/doc/bijlage2epb.pdf.

95

http://www.lightinglab.fi/IEAAnnex45/meetings/0704Brussels/13_dherdt_brussels_april_2007.pdf

http://www.lightinglab.fi/IEAAnnex45/meetings/0704Brussels/13_dherdt_brussels_april_2007.pdf

http://www.gv-projectzonwering.nl/projectzonwering-zonneroosters-referenties.php



http://www.gv-projectzonwering.nl/projectzonwering-schoepenzonwering-referenties.php

http://www.gv-projectzonwering.nl/projectzonwering-schoepenzonwering-referenties.php

http://new-learn.info/learn/packages/clear/visual/daylight/sun_sky/sky_types.html

http://new-learn.info/learn/packages/clear/visual/daylight/sun_sky/sky_types.html

http://www.thedaylightsite.com/filebank/Werner_Osterhaus_Daylight_Quality.pdf




http://www2.vlaanderen.be/economie/energiesparen/epb/doc/bijlage2epb.pdf

http://www2.vlaanderen.be/economie/energiesparen/epb/doc/bijlage2epb.pdf

BIBLIOGRAFIE 96

[11] Vlaamse Overheid. Epu maatregelenpakketten, versie 0.1. http://www2.vlaanderen.be/economie/energiesparen/epb/doc/epb_m4_pr9_v01b_epu_maatregelenpakketten.pdf.

[12] Van Santen C. Hansen A.J. Daglicht, kunstlicht, een leiddraad, 1989.

[13] Chan L. Methods for Daylight Factor Estimation. http://personal.cityu.edu.hk/˜bsapplec/methods.htm.

[14] Vermeir G. Licht op de grootheden. Syllabus Studiedag Daglichttoetreding inGebouwen, Antwerpen, page [8], 2003.

[15] Deneyer A. Onderzoek: het visuele comfort op voorhand bepalen. WTCB tijdschrift,winter, page [11], 2003.

[16] Van Santen C. Hansen A.J. Dagverlichting: het gebruik van stippendiagram encomputer, page [13]. Publikatieburo Bouwkunde Technische Universiteit Delft, 2000.

[17] Wilkinson M.A. Waldram Diagram. http://people.bath.ac.uk/absmaw/Lighting/Lighting.htm.

[18] Geebelen B. Daylighting Computation Methods: From Dot Chart to DigitalSimulation. Syllabus Studiedag Daglichttoetreding in Gebouwen, Antwerpen, page[15], 2003.

[19] Hopkinson R. G. Architectural Physics Lighting, 1963.

[20] Vlaamse Overheid. Energieprestatie van kantoor- en schoolgebouwen . http://www2.vlaanderen.be/economie/energiesparen/epb/doc/module41.pdf.

[21] Vlaamse Overheid. EPB Module 4.6: Verlichting versie 2.0. http://www2.vlaanderen.be/economie/energiesparen/epb/doc/module46.pdf.

[22] Verbruggen A. Couder J. Beschrijving van gebouwgebonden energiefuncties.http://www.milieurapport.be/upload/main/docs/Administrators/MIRA%20O&O/SAVER_LEAP_bijlage%202_Beschrijving%20energiefuncties_02.05.2006.pdf.

[23] DIAL GmbH. DIALux Version 4.7 User Manual 15th Edition , 2009.

[24] De Ryck A. Baeyens D. Invloed van de maatregelenpakketten op het K- en E-peilvan de uitbreidingen van de KaHo Sint-Lieven. Master’s thesis, KaHo Sint-Lieven,Belgie, 2007.

http://www2.vlaanderen.be/economie/energiesparen/epb/doc/epb_m4_pr9_v01b_epu_maatregelenpakketten.pdf



http://personal.cityu.edu.hk/~bsapplec/methods.htm

http://personal.cityu.edu.hk/~bsapplec/methods.htm

http://people.bath.ac.uk/absmaw/Lighting/Lighting.htm

http://people.bath.ac.uk/absmaw/Lighting/Lighting.htm

http://www2.vlaanderen.be/economie/energiesparen/epb/doc/module41.pdf




http://www.milieurapport.be/upload/main/docs/Administrators/MIRA%20O&O/SAVER_LEAP_bijlage%202_Beschrijving%20energiefuncties_02.05.2006.pdf



Bijlage A

Beschrijving EPU Pakket 90a

97

A Beschrijving EPU Pakket 90a 98

EPU Pakket 90a: condenserende ketel (aardgas)

Netto energiebehoefte

• isolatie: K40

• ventilatie: mechanisch

− IDA2, min. bezetting, niet

rokers

− geen warmteterugwinning

• luchtdichtheid:

− waarde bij ontstentenis:

�� = 12��(ℎ ∙ ��)�

• beglazing:

− selectief verbeterd dubbel glas

− � = 0,40

• binnenzonnewering

• thermische massa:

met forfaitaire beschaduwing

� = 110 �� (�� ∙ �)�

Installaties

• geen actieve koeling

• verwarming

− verwarming met water, dus

klimatiseringssysteem type 1

− ketel: condenserende gasketel ��% = 102%(��% = 30°�)

• ventilatoren: forfaitair vermogen

• pompen met regeling

• verlichting: gebouwgemiddeld

− 11,5� �²�

− voor = 500

Figuur A.1: Beschrijving van EPU Pakket 90A voor aardgas [11]

Bijlage B

Flowchart energieverbruik voorverlichting

99

B Flowchart energieverbruik voor verlichting 100

Standaardwaarde

Werkelijk geïnstalleerde vermogen

Niet-vaste verlichting

Vaste verlichting

Plight fswitch fmod

Niet instelbaar

Vrij instelbaar

Daglichtzone

Kunstlichtzone

Conventionele manier

Rekenprogramma

WEL: plafond + <45 ° t.o.v. verticale

NIET: > 45° + wand/trapverlichting

Af, rm r, dayl area Af, rm r, artif area

Daglichtfactor > 3% op

het werkvlak

Sterk vereenvoudigdErkend door overheid

Af, rm r- =

Projectie-deel

Diepte-deel

ddaylldayl

Energiesector

Ruimte

Armatuur

Energieverbruik

Figuur B.1: Schematische voorstelling van de rekenmethode voor het energieverbruik voorverlichting, gebaseerd op [1]

Bijlage C

Resultaten kantoorruimtes berekendmet DIALux

101


A-37,5 S

20.04.2011

OperatorTelephone

Faxe-Mail

A-37.5 S / Light scene 1 / Werkvlak / Isolines (D)

3

3

3

3

3

3

6

6

6

6

6

6

6

9

9

9

9

9

9

9

9

9

9

12

12

12

12

12

15

15

6.00 m0.00

3.60 m

0.00

Scale 1 : 43Position of surface in room: Marked point: (0.000 m, 0.000 m, 0.850 m)

Grid: 64 x 64 Points

Dav [%] Dmin [%] Dmax [%] Dmin / Dav Dmin / Dmax

2.82 0.44 23 0.158 0.019

Horizontal illuminance outdoors Eo: 11432 lx

Page 1

Figuur C.1: Resultaten voor kantoorruimte A-37,5 S


A-50 S

20.04.2011

OperatorTelephone

Faxe-Mail

A-50 S / Lichtdecor 1 / Werkvlak / Isolines (D)

3

3

3

3

8

8

8

8

8

8

8

13

13

13

13

13

13

13

13

13

13

18

18

18

18

23

23

23

23

6.00 m0.00

3.60 m

0.00




3.76 0.59 24 0.158 0.024


Page 1



A-60 S

20.04.2011

OperatorTelephone

Faxe-Mail

A-60 S / Light scene 1 / Werkvlak / Isolines (D)

3

3

3

3

8

8

8

8

8

13

13

13

13

13

13

18

18

18

18

18

18

18

18

18

18

23

23

23

23

23

6.00 m0.00

3.60 m

0.00




4.50 0.71 25 0.158 0.028


Page 1


Bijlage D

Resultaten parameterstudie inDIALux

105

D Resultaten parameterstudie in DIALux 106

Transmissiefactor (%) Daglichtoppervlakte (m2) Dav(%) Dmin(%) Dmax(%)68 5,2413 3,34 0,58 1869 5,2413 3,39 0,59 1870 5,2413 3,44 0,6 1871 5,3142 3,49 0,6 1872 5,3766 3,54 0,61 1973 5,5344 3,58 0,62 1974 5,5344 3,63 0,63 1975 5,6801 3,68 0,64 1976 5,7651 3,73 0,65 2077 5,8379 3,78 0,66 2078 5,9732 3,83 0,67 2079 6,0565 3,88 0,67 2180 6,1761 3,93 0,68 2181 6,3270 3,98 0,69 2182 6,4328 4,03 0,7 21

Tabel D.1: Overzicht van de resultaten voor een veranderlijke transmissiefactor: ruimte M118

Pollution factor (%) Daglichtoppervlakte (m2) Dav(%) Dmin(%) Dmax(%)70 4,5632 2,65 0,45 1472 4,6256 2,72 0,47 1474 4,6880 2,8 0,48 1576 4,8389 2,87 0,49 1578 4,9551 2,95 0,5 1680 5,0280 3,02 0,52 1682 5,1060 3,1 0,54 1684 5,1060 3,18 0,55 1786 5,1685 3,25 0,56 1788 5,2413 3,33 0,58 1890 5,2413 3,4 0,59 1892 5,3142 3,48 0,6 1894 5,4494 3,55 0,62 1996 5,5344 3,63 0,63 1998 5,6294 3,7 0,65 20100 5,7529 3,75 0,67 21

Tabel D.2: Overzicht van de resultaten voor een veranderlijke pollution factor: ruimte M118

Bijlage E

Resultaten testruimtes berekend metDIALux

107


M019

10.05.2011

OperatorTelephone

Faxe-Mail

M019 / Summary

280

280

280420

420

420

420

420

420420

420

420

420

420560

560

560560

560

560

560

560

560560

560

700

700

700

700

700

3.37 m0.00

5.92 m

0.00

Height of Room: 3.120 m, Mounting Height: 2.600 m, Light loss factor: 0.85

Values in Lux, Scale 1:77

Surface ρ [%] Eav [lx] Emin [lx] Emax [lx] u0

Workplane / 456 152 805 0.333

Floor 20 370 187 507 0.506

Ceiling 70 49 35 63 0.712

Walls (4) 50 128 32 301 /

Workplane:Height: 0.800 mGrid: 64 x 64 Points Boundary Zone: 0.000 m

Luminaire Parts List

Specific connected load: 11.03 W/m² = 2.42 W/m²/100 lx (Ground area: 19.95 m²)

No. Pieces Designation (Correction Factor) Φ [lm] P [W]

1 2 Fagerhult 32553-46 Indulux wide beam alfa 2x58W (1.000) 10000 110.0

Total: 20000 220.0

Page 1

Figuur E.1: Overzicht van resultaten voor kunstlicht: ruimte M019


L128

10.05.2011

OperatorTelephone

Faxe-Mail

L128 / Summary

110

110

110

220

330

330

330

330

330 330

330

330

330

330

330

330

330330

330

330

440

440

440 440

440

440

440

440

440440

440

440 440

440440

440

440440

440

440

440

550 550

10.63 m0.00 3.28

9.05 m

0.00

Height of Room: 3.120 m, Mounting Height: 2.600 m, Light loss factor: 0.85 Values in Lux, Scale 1:117


Werkvlak / 352 47 583 0.133

Vloer 20 319 90 516 0.281

Plafond 70 58 31 72 0.527

Walls (4) 50 129 29 437 /

Werkvlak:Height: 0.800 mGrid: 128 x 128 Points Boundary Zone: 0.000 m




1 11 Fagerhult 32412-46 Indulux Wide beam 1xT8 58W (1.000) 5000 55.0

Total: 55000 605.0

Page 1

Figuur E.2: Overzicht van resultaten voor kunstlicht: ruimte L128


L020

10.05.2011

OperatorTelephone

Faxe-Mail

L020 / Summary

280

280

280

280

420

420

420

420

420

560

560

560

560

560

560

560

560560

560

700

700 700

700700

700 700700

700700

700 700

700700700

7.60 m0.00

9.82 m

0.00

Height of Room: 2.700 m, Mounting Height: 2.808 m, Light loss factor: 0.85

Values in Lux, Scale 1:127


Werkvlak / 524 140 824 0.267

Vloer 20 481 159 758 0.329

Plafond 70 77 37 104 0.476

Walls (4) 50 144 39 334 /


UGR Lengthways- Across to luminaire axisLeft Wall 13 14Lower Wall 13 14(CIE, SHR = 0.25.)




1 20 Fagerhult 20551-46 Multilume Module Beta (1.000) 3200 36.0

Total: 64000 720.0

Page 1

Figuur E.3: Overzicht van resultaten voor kunstlicht: ruimte L020


M118

10.05.2011

Operator Benjamin RogiersTelephone

Faxe-Mail

M118 / Summary

300

300

400 400

400

400

400400

400

500

500

500 500

500

500

500

500500

500

500

600

600

600 600600

600

600

600600600

600

700

700700 700 700

700

700

700700700700

5.42 m0.00

3.20 m

0.00



Workplane / 493 235 733 0.477

Floor 20 402 234 553 0.581

Ceiling 70 67 42 87 0.630

Walls (4) 50 167 44 349 /

Workplane:Height: 0.800 mGrid: 32 x 32 Points Boundary Zone: 0.000 m




1 3 Fagerhult 20555-46 Multilume Module Beta 2xT8 36W (1.000) 6400 72.0

Total: 19200 216.0

Page 1



M224

10.05.2011

OperatorTelephone

Faxe-Mail

M224 / Summary

280 280280

280

280280

420 420 420

420

420420

420

560

560560

560

560

560

560

560560

560

700700

700

700

700

700

700

700

700

700

700

700

700

700

700700

700

700

700

700

700

700

700

700

9.83 m0.00

7.97 m

0.00



Werkvlak / 470 127 790 0.271

Vloer 20 429 153 691 0.355

Plafond 70 67 42 94 0.620

Walls (4) 50 146 44 367 /





1 20 Fagerhult 20554-46 Multilume Module Beta (1.000) 3200 36.0

Total: 64000 720.0

Page 1



M019

10.05.2011

OperatorTelephone

Faxe-Mail

M019 / Light scene 1 / Workplane / Isolines (D)

3

3

3

6

6

6

6

6

66

6

6

6

6

66

6

66

6

66

9

9

9

9

9

9

9

9

9

9

9

999

99

12

12

12

12

12

12

12

12

12

12

3.37 m0.00

5.92 m

0.00




5.11 0.69 13 0.135 0.051


Page 1

Figuur E.6: Overzicht van resultaten voor daglicht: ruimte M019


L128

10.05.2011

OperatorTelephone

Faxe-Mail

L128 / Light scene 2 / Werkvlak / Isolines (D)

3

3

3

3

3

6

6

6

6

6

6

6

6

6

6

6

10.63 m0.00 3.28

9.05 m

0.00




1.83 0.24 9.14 0.132 0.026


Page 1

Figuur E.7: Overzicht van resultaten voor daglicht: ruimte L128


L020

10.05.2011

OperatorTelephone

Faxe-Mail

L020 / Light scene 1 / Werkvlak / Isolines (D)

3

3

333

6

6666

9999

9

1515151515

7.60 m0.00

9.82 m

0.00

Scale 1 : 77Position of surface in room: Marked point: (9.815 m, -1.270 m, 0.800 m)



1.51 0.15 21 0.102 0.007


Page 1

Figuur E.8: Overzicht van resultaten voor daglicht: ruimte L020


M118

10.05.2011

OperatorTelephone

Faxe-Mail

M118 / Light scene 1 / Workplane / Isolines (D)

3

3

3

3

3

6

6

66

66

6

9

99

9

9

9

99

9

9

5.42 m0.00

3.20 m

0.00




2.18 0.37 12 0.172 0.032


Page 1



M224

10.05.2011

OperatorTelephone

Faxe-Mail

M224 / Light scene 1 / Werkvlak / Isolines (D)

3

3

3

3

3

3

6

6

6

6

6

6

9

9

9

9

9

9

12

12

12

12

15

9.83 m0.00

7.97 m

0.00




1.59 0.18 21 0.113 0.009


Page 1


Bijlage F

Grafieken testruimtes

118


Ruimte M019

Figuur F.1: Besparing ten opzichte van situatie 1 voor ruimte M019

Figuur F.2: E-peil verhouding van verschillende situaties voor ruimte M019


Figuur F.3: Onderverdeling van het energieverbruik van het kunst- en daglichtdeel voor ruimteM019


Ruimte L128

Figuur F.4: Besparing ten opzichte van situatie 1 voor ruimte L128

Figuur F.5: E-peil verhouding van verschillende situaties voor ruimte L128


Figuur F.6: Onderverdeling van het energieverbruik van het kunst- en daglichtdeel voor ruimteL128


Ruimte L020

Figuur F.7: Besparing ten opzichte van situatie 1 voor ruimte L020

Figuur F.8: E-peil verhouding van verschillende situaties voor ruimte L020


Figuur F.9: Onderverdeling van het energieverbruik van het kunst- en daglichtdeel voor ruimteL020


Ruimte M118


0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

pe

il v

erh

ou

din

g

0

0,2

0,4

0,6

1 2A 2B 3A 4A 3B 4B 3C 4C 3D 4D 5

E-p

eil

ve

rho

ud

ing



Ruimte M224



Analyse van daglicht in EPB: vergelijking berekeningsmethodes en impact op energieverbruik voor...

Documents

Transcript of Analyse van daglicht in EPB: vergelijking berekeningsmethodes en impact op energieverbruik voor...