IWT-TETRA-project: Impact van daglichtregelsystemen

op ontwerp en renovatie van schoolgebouwen

Ruben Delvaeye

Projectmedewerkers:

Ludwig Stroobant, Ruben Delvaeye

Projectsupervisie:

Wouter Ryckaert (Laboratorium voor Lichttechnologie)

Hilde Breesch, Ralf Klein (Onderzoeksgroep Duurzaam Bouwen)

KU Leuven – Technologiecampus Gent

Energiebesparing met daglichtregeling

in Vlaamse scholen: feit of fictie?

DTplan Demodagen 2014

• Schoolpatrimonium Vlaanderen sterk verouderd

H. Crevits (Minister van Onderwijs):

“500 miljoen euro voor scholenbouw”

R. Verdyck (GO! Vlaanderen):

“Volstaat niet: voor de vernieuwing van de bestaande gebouwen

in het GO! alleen al is bijna twee miljard euro nodig”

• Risico op energietekort in België

Bond Beter Leefmilieu:

“We kunnen het met beduidend minder stroom doen in scholen,

ziekenhuizen, kantoren, … En dat kan ook zonder grote kosten.”

“Door zuinigere lampen en een centrale lichtregeling kan

er minstens 800 megawatt bespaard worden.”

2/33

Verouderde verlichtingsinstallaties:

- OF Veel te weinig licht

- OF Risico op verblinding

- Niet energiezuinig

- Nauwelijks regelbaar

• 1e stap: voorzien van energie-efficiënte verlichtingstoestellen

die aan alle comforteisen cfr. NBN EN 12464-1 voldoen

Geïnstalleerd vermogen < 1,8 W/(m².100lx)

Studie VITO “Energiegebruik en energiebesparingspotentieel in de basis- en secundaire scholen in Vlaanderen”

• Aandeel verlichting in elektriciteitsverbruik scholen: tot 70%!

3/33

• Opsplitsing in zones

• Aan-/afwezigheidsdetectie

• Tijdsgestuurde regeling

• Manuele dimming

• Daglichtregeling

• Opsplitsing in zones

• Aan-/afwezigheidsdetectie

• Tijdsgestuurde regeling

• Manuele dimming

• Daglichtregeling

”Het automatisch regelen (dimmen of schakelen) van de lichtstroom uit de verlichtingstoestellen in functie van de beschikbare hoeveelheid daglicht.”

• 2e stap: aanpassing sturing/regeling verlichting

4/33

• 2e stap: aanpassing sturing/regeling verlichting

• Opsplitsing in zones voor lichtsturing

• Aanwezigheidsdetectie

• Tijdsgestuurde regeling

• Manuele dimming

• Daglichtregeling

• Daglichtregeling

Toepassing lijkt vooralsnog beperkt, namelijk:

- Besparingspotentieel afhankelijk van veel parameters

- Praktijkvoorbeelden met concrete cijfers ontbreken

Besparingspotentieel daglichtregelsysteem?

Kleinschalig project rond daglichtregeling op Technologiecampus

Ruime (vraag naar) onderzoeksmogelijkheden

5/33

IWT-TETRA-onderzoek

6/33

• Inschatten van besparingspotentieel van daglicht-regelsystemen toegepast in scholen door monitoring

• Nagaan van invloed van beïnvloedende parameters en koppelen aan ontwerprichtlijnen

• Bepalen van nauwkeurigheid beschikbare daglicht- en energiebesparingsberekeningssoftware

monitoring

IWT-TETRA-onderzoek Doelstellingen

7/33

• 10-tal schoolvoorbeelden van klaslokalen die zijn uitgerust met goede verlichting en lichtregelsystemen, op vlak van zowel energiezuinigheid als comfort

• Uitgerust met lichtregelsystemen:

– Dimbare daglichtregelsystemen

– Afwezigheidsdetectie (manueel aan / automatisch uit)

Monitoring in klaslokalen

8/33

Dimbaar vs. Schakelend

- Dimmen is voor de gebruiker minder storend dan schakelen

- Grotere energiebesparing bij dimmen dan bij schakelen

(continu terugregelen i.p.v. overschrijden van een drempelwaarde)

Keuze van het daglichtregelsysteem Opdeling volgens verschillende eigenschappen

9/33

Closed loop vs. Open loop

- Gericht naar taakoppervlak

- Meting van zowel dag- als kunstlicht

- Wel feedback

- Gericht op buitenomgeving

- Meting van enkel daglicht

- Geen feedback

Keuze van het daglichtregelsysteem Opdeling volgens verschillende eigenschappen

10/33

Keuze van het daglichtregelsysteem Opdeling volgens verschillende eigenschappen

Closed loop vs. Open loop

11/33

Type sturing:

Keuze van het daglichtregelsysteem Opdeling volgens verschillende eigenschappen

Sturing per ruimte (lokaal) vs. Sturing op gebouwniveau (centraal)

- 1-10V of DALI (broadcast)

- Lichtgroepen moeten voor

installatie reeds gedefinieerd

worden: bekabeling ligt vast

- KNX(-DALI)

- Gebouwbeheersysteem

- Vrije topologie: bekabeling is

willekeurig, verlichtingstoestellen

in lichtgroepen onderverdeeld via

adressering

Tip: zorg voor maximale autonomie voor de gebruiker!

12/33

Monitoring in klaslokalen Geselecteerde scholen

16/33

Elektrisch verbruik (E ; P ; I ; U)

Gebruik beamer

Aanwezigheid

Stand zonwering Globale irradiantie

Monitoring in klaslokalen Wat monitoren?

19/33

Monitoring in klaslokalen Hoe monitoren?

Datacaptatie: Meetopstelling:

- Meetmodules

- Embedded PC – WEC7

- IPCam

20/33

21/33

Monitoring in klaslokalen Hoe verwerken?

Data processing:

- Generatie van datasets

- Export mogelijkheden

Tekst

CSV

Excel

SQL DB*

...

Monitoring in klaslokalen Hoe verwerken?

Visuele weergave via

graphics:

- Highstocks

- Highcharts

22/33

• Nieuwbouw (2012)

• Gecombineerd gebouw voor kleuter-, basis-, en secundair onderwijs, en voorzien van theaterzaal

• Gebouwbeheer via KNX (verlichting ; zonwering ; HVAC ; …)

• Voldoet aan E70-eis

Belang van afregeling en monitoring Casestudie

23/33

• Geometrie (L*B*H): 9,2 m * 6,4 m * 2,9 m

• Oriëntatie ramen: ZO

• GWR / GFR (lokaalniveau): 0,57 / 0,26

• Zonwering: automatisch gestuurde screens aan buitenzijde

Belang van afregeling en monitoring Casestudie

24/33

• Geïnstalleerd vermogen: 512 W (verdeeld over 8 armaturen)

• Gemiddelde praktijkverlichtingssterkte: 529 lx (zonder randzone)

• Specifiek vermogen: 1,64 W/(m².100lx)

• Type systeem: afwezigheidsdetector met

geïntegreerde daglichtsensor

• Communicatie: KNX-DALI

• 1 van de 2 armatuurrijen gedimd

• Aantal verschillende dimsignalen: 1

• Ingesteld luxniveau: ± 500 lx

• Nalooptijd afwezigheidsdetectie: 15 min

Belang van afregeling en monitoring Casestudie

25/33

Periode: 17/09/2013 – 28/02/2014

Belang van afregeling en monitoring Casestudie

26/33

Sreens hele dag open

Belang van afregeling en monitoring Casestudie

27/33

1/2

500 lx

500 lx 250 lx

Belang van afregeling en monitoring Casestudie

28/33

Belang van afregeling en monitoring Casestudie

Periode: 17/09/2013 – 21/09/2014

29/33

Belang van afregeling en monitoring Casestudie

Controle afregeling/werking

daglichtregelsysteem!

Initieel:

- aanstellen van verantwoordelijke

- definiëren van de opdracht

Langdurig:

- belang van onderhoud

- voordeel van monitoring via

gebouwenautomatisatie

- opvolging van de resultaten (!)

30/33

Afsluitende studienamiddag TETRA-project

Daglichtregeling in klaslokalen gewikt en gewogen

Datum:

Vrijdag 5 december 2014 (namiddag)

Locatie:

KU Leuven – Technologiecampus Gent

Gebroeders De Smetstraat 1

9000 Gent

Deelname aan de studiedag is gratis, maar de plaatsen zijn

beperkt. Inschrijven mogelijk tot en met 1 december 2014 via

onderstaande website:

www.iiw.kuleuven.be/studiedag_daglichtregeling

31/33

Contactgegevens Delvaeye Ruben

KU Leuven – Technologiecampus Gent

Tel: 09/265.86.12

E-post: ruben.delvaeye@kuleuven.be

Stroobant Ludwig

KU Leuven – Technologiecampus Gent

Tel: 09/265.86.12

E-post: ludwig.stroobant@kuleuven.be

KU Leuven – Technologiecampus Gent

Gebroeders De Smetstraat 1

B - 9000 Gent

Ryckaert Wouter Laboratorium voor Lichttechnologie

& Groen Licht Vlaanderen

KU Leuven – Technologiecampus Gent

Tel: 09/265.87.13 E-post: wouter.ryckaert@kuleuven.be

Breesch Hilde Onderzoeksgroep Duurzaam Bouwen

KU Leuven – Technologiecampus Gent

Tel: 09/265.86.12

E-post : hilde.breesch@kuleuven.be

Klein Ralf Onderzoeksgroep Duurzaam Bouwen

KU Leuven – Technologiecampus Gent

Tel: 09/265.86.12

E-post : ralf.klein@kuleuven.be

Mariën Jan / Kondratenko Irena Passiefhuis-Platform vzw (PHP)

Tel: 03/500.89.87 E-post : jan.marien@passiefhuisplatform.be

32/33

33/33