Met welke levensduur van

ledverlichting rekening

houden in lichtstudies?

Peter Bracke

Seminarie IBE-BIV 2016

17 November 2016

1

2

Voorbeelden aan de hand van kantoorverlichting

volgens NBN EN 12464-1:2011

EN 12464-1 en maintenance factor

3

• Verlichtingssterkte = behouden verlichtingssterkte.

• Ontwerp met een maintenance factor die volgt uit een

berekening gebaseerd op de gekozen toestellen, de ruimte

en het onderhoudsschema.

• Vermeld de MF en gemaakte veronderstellingen.

• Geef een onderhoudsschema.

• Richtlijnen voor de bepaling van de MF kunnen gevonden

worden in CIE 97:2005

CIE 97:2005

4

• Geen rechtstreekse info voor led verlichting

• Wel uitgewerkt voor o.a. fluorescentieverlichting

• De maintenance factor:

MF = LLMF x LSF x LMF x RSMF

LLMF: lichtstroombehoud van de lichtbronnen in de tijd (lamp

lumen maintenance factor)

LSF: overlevingsfactor van de lichtbronnen (lamp survival factor)

LMF: reductie door vervuiling en degradatie van de armaturen

(luminaire maintenance factor)

RSMF: reductie door vervuiling van de ruimte (room surface

maintenance factor)

LSF = 1 indien plaatselijke vervanging i.p.v. periodieke groepsvervanging

5

T5

niet

LLMF 0,90

LSF = 1

Clean

1 j, 6 j

LMF 0,92 0,88 – 0,94

RSMF 0,94 0,91 – 0,96

MF 0,78

Voor fluorescentie volgens CIE 97:2005

Tabellen:http://www.wtcb.be/homepage/download.cfm?dtype=lab_daylight&doc=Labo_LB_P_09_N.pdf&lang=nl

http://www.zumtobel.com/PDB/Ressource/teaser/en/Lichthandbuch.pdf pag. 254 - 255

6

MF voor led-verlichtingstoestellen

7

• Met CIE 97:2005 als gids

• RSMF blijft dezelfde

• LMF:

Stof bovenop de lichtbron heeft minder impact voor de led-versie

EU 245/2009 vermeldt: “Armaturen hebben een

armatuurbehoudsfactor (LMF) > 0,95 bij normale graad van

vervuiling in kantoren met een reinigingscyclus van 4 jaar”

Maintenance category D - Enclosed IP2X

LLMF

8

Gemiddelde lumenbehoud bij tijdsduur tot gemiddelde defect

Burning hours in thousand hours

0.1 0.5 1 2 4 6 8 10 12 15 20 30

Fluorescent tri-phosphor (HF gear)

LLMF 1 0.99 0.98 0.97 0.93 0.92 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 –

LSF 1 1 1 1 1 0.99 0.98 0.98 0.97 0.94 0.5 –

High pressure Na (250/400 W)

LLMF 1 1 0.98 0.98 0.98 0.97 0.97 0.97 0.97 0.96 0.94 0.9

LSF 1 1 1 1 0.99 0.99 0.99 0.99 0.97 0.95 0.92 0.5

Traditionele levensduur

Burning hours in thousand hours

0.1 2 5 10 20 50 100 310 500 1000114 j

2000 6550747 j

LEDLLMF 1 0.99 0.98 0.96 0.91 0.8 0.64 0.25 0.11 0.01 0 0

LSF 1 1 1 1 1 0.99 0.99 0.97 0.95 0.9 0.81 0.5

Driver F10 = 50k LSF 1 1 0.99 0.98 0.96 0.9 0.81 0.52 0.35 0.12 0.01 0

http://apps1.eere.energy.gov/buildings/publications/pdfs/ssl/led_luminaire_lifetime_guide_sept2014.pdf

Levensduur = nuttige gebruiksduur

Vb. overlevingsfactor 90%

en lichtstroombehoud 70%

= = = =

Afhankelijk van gebruiksduur

dit kan zijn verschillend van typische levensduur

Exponentiele curve (IES TM-21, TM-28)

Afhankelijk van omgevingstemperatuur

LLMF voor led-verlichtingstoestellen

9

Afhankelijk van gebruiksduur

dit kan zijn verschillend van typische levensduur

Exponentiele curve (IES TM-21, TM-28)

Afhankelijk van omgevingstemperatuur

LLMF voor led-verlichtingstoestellen

10

Afhankelijk van gebruiksduur

dit kan zijn verschillend van typische levensduur

Exponentiele curve (IES TM-21, TM-28)

Afhankelijk van omgevingstemperatuur

LLMF voor led-verlichtingstoestellen

11

Afhankelijk van gebruiksduur

dit kan zijn verschillend van typische levensduur

Exponentiele curve (IES TM-21, TM-28)

Afhankelijk van omgevingstemperatuur

LLMF voor led-verlichtingstoestellen

12

Lichtstroombehoud led-verlichtingstoestel

• Nog geen standaardprocedure

• IES LM-84-14 en TM-28-14 nog niet vaak gebruikt:

o Minimum 3 samples per omgevingstemperatuur.

o 1 of meer omgevingstemperaturen, vb. 25°C en 45°C

(interpolatiemethode voor tussenliggende temperaturen).

o Datapunten tot 6000 uur, interval tussen datapunten 1000 uur.

o Lichtstroombehoudscurve: extrapolatie met een exponentiele

functie door de gemiddelde lichtstroomdata van de laatste 5000 uur

of laatste tijdshelft indien groter (dan 5000u).

o Het maximum dat men mag rapporteren hangt af van het aantal

samples: van 3 x de testduur voor 3 samples tot 6 x de testduur

voor 10 samples. Vb.: L80(6k) > 36000 uur bij Ta = 25°C.

13

Specificaties lichtstroombehoud

14

LxBy

Voorbeeld: L80(B50) = 60.000 ulichtstroom is gemiddeld gedaald tot 80% na 60.000 u

• IES (LM-80) TM-21/TM-28:

Tijdsduur (60.000 u) < 6 x testduur (10.000 u)

+ exponentiele extrapolatie van lumenbehoud: 80% na 60.000 u.

• IEC 62717/62722-2-1:

Lichtstroombehoud is gespecifieerd door fabrikant.

Verificatie = 6.000u max en 90% testsamples heeft > 80% lumenbehoud.

Geen extrapolatie.

L80 = 60.000 u betekent voldoen aan L>80B10 = 6.000 u (L80 24.000u)

Categorieën zijn niet geschikt voor MF berekening.

Lx LLMF: tabel en formule

15

𝐿𝐿𝑀𝐹 = 𝑒ln

𝑥100

𝑔𝑒𝑏𝑟𝑢𝑖𝑘𝑠𝑑𝑢𝑢𝑟𝐿𝑥

Rekenvoorbeeld kantoorrenovatie:

L70 = 50.000 u

gebruiksduur = 15 jaar = 38.700 u 𝐿𝐿𝑀𝐹 = 𝑒ln 0,7038700

50000 = 0,759

MF = 0,94 • 0,95 • 0,76 = 0,68

LLMF Gebruiksduur (u)

5000 10000 20000 30000 40000 50000

L70 = 50000 u 0,965 0,931 0,867 0,807 0,752 0,700

L80 = 50000 u 0,978 0,956 0,915 0,875 0,837 0,800

L90 = 50000 u 0,990 0,979 0,959 0,939 0,919 0,900

L80 = 70000 u 0,984 0,969 0,938 0,909 0,880 0,853

L97 = 50000 u 0,997 0,994 0,988 0,982 0,976 0,970

Voorbeeld

16

Renovatie kantoorruimte elke 15 jaar

• 12 m x 7,5 m x 3 m

• Plafondtegels 1,2 m x 0,6 m r = 0,82

• Muren ivoorkleur r = 0,61

• Vinylvloer Europees kersenhout design r = 0,22

• Led verlichtingstoestellen 3800 lumen, L70 = 50000 u, 100 lm/W, 38 W

7,5 m

12 m

3 m

Aantal armaturen voor MF = 0,68

17

18 led-verlichtingstoestellen

18

Vlak r [%] Egem [lx] Es [lx] Emax [lx] Es / Egem

Werkvlak / 549 328 695 0.598

Totaal: 68400 lumen Totaal: 684.0 W

Specifiek vermogen: 7.60 W/m² = 1.38 W/m²/100 lx (Oppervlakte: 90.00 m²)

Taakoppervlakken (2m x 2m): minimum Em = 501 lux, minimum Uo = 0,655

mits 37 x 12 cm in hoeken niet voor taakoppervlak

Na 15 jaar:

MF=0,78 15 verlichtingstoestellen

19

Vlak r [%] Egem [lx] Es [lx] Emax [lx] Es / Egem

Werkvlak / 531 291 653 0.548

Totaal: 57000 lumen Totaal: 570.0 W

Specifiek vermogen: 6.33 W/m² = 1.19 W/m²/100 lx (Oppervlakte: 90.00 m²)

Taakoppervlakken (2m x 2m): minimum Em = 501 lux, minimum Uo = 0,62

mits hoeken niet voor taakoppervlak

47 cm

244 cm

MF 0,78

indien

LLMF 0,87

L80 63.600u

Of

L>84 = 50.000u

Na 15 jaar:

led-verlichtingstoestellen

3050 lm, L97 = 50.000 u

20

= 18 verlichtingstoestellen

Originele rekenvoorbeeld 3800 lm, L70 = 50.000u:

Lichtstroom na 15 jaar per verlichtingstoestel:

3800 lm x 0,759 = 2884 lm

7,6 W/m²

Met verlichtingstoestellen 3050 lm, L97 = 50.000u:

Lichtstroom na 15 jaar per verlichtingstoestel:

3050 lm x 0,977 = 2980 lm

6,1 W/m²

Hetzelfde (lagere) vermogen in originele voorbeeld met 124

lm/W initieel i.p.v. 100 lm/W

Met welke levensduur van ledverlichting

rekening houden in lichtstudies?

21

Levensduur = vage definitie

Voor lichtstudies: verwachte gebruiksduur

o Corresponderende LLMF opvragen of berekenen

• IES TM-28 categorieën van IEC 62722-2-1

o Voor de juiste omgevingstemperatuur

Rekening houden met gebruiksduur van

ledverlichting in lichtstudies

22

• TCO: rekening houden met vervangen van defecten (vb.

8% defecte drivers) tijdens gebruiksduur

Sterke impact

Kleine impact