energiatehokas valaistus valo-olosuhteen laatua ...dialux evo, valaisinsijoittelu käsin dialux evo,...

Energiatehokas valaistus valo-olosuhteen laatua unohtamatta – Valaistuksen energiatehokkuus ja suunnittelun haasteet palvelurakennuksissaLaatija: Kari Kallioharju, Tampereen ammattikorkeakoulu

24.11.2019


24.11.2019 2

ENERGIATEHOKAS VALAISTUS VALO-OLOSUHTEEN LAATUA UNOHTAMATTA

Valaistuksen energiatehokkuus ja suunnittelun haasteet palvelurakennuksissa

Kari Kallioharju, Tampereen ammattikorkeakoulu


24.11.2019 3

Sisällys

Energiatehokas valaistus valo-olosuhteen laatua unohtamattaValaistuksen energiatehokkuustekijät palvelurakennuksissa

Valo sisäolosuhteena

Valaistuksen energiatehokkuus

Valaistussuunnittelun vaikutus valaistuksen sähkötehoon ja energiatehokkuuteen

Automaattisen valaistuksenohjauksen vaikutus energiatehokkuuteen

Pintojen vaikutus valaistuksen sähkötehoon ja energiatehokkuuteen


24.11.2019 4

Valo sisäolosuhteena

• Valo on yksi tärkeimmistä sisäolosuhteista, koska se mahdollistaa näkemisen

• Valolla on suuri merkitys ihmisen vireystilaan, mielialaan ja hyvinvointiin.

©Kari Kallioharju


24.11.2019 5

Valaistuksen energiatehokkuus

• Valaistuksen energiatehokkuuteen vaikuttavat tekijät ovat valaisimet ja niiden sijoittelu, valaistuksen ohjaus ja rakennuksen arkkitehtuuri

• Valaistuksen energiatehokkuuteen vaikuttavat suunnitteluvaiheessa pääasiassa arkkitehti ja valaistussuunnittelija

• Suomessa käytetään uudisrakennuksissa pääsääntöisesti energiatehokkaita valaisimia. Valaisimien sijoittelussa rakennuksessa ja tiloissa on kuitenkin paljon parannettavaa

• Ohjaustekniikat ovat uusissa palveluraken-nuksissa pääsääntöisesti moderneja ja kehittyneitä, mutta niiden käyttö ei välttämättä ole optimaalista.

Kuva. Valaistuksen energiatehokkuuden tekijät


24.11.2019 6

Vaaditun valaistusvoimakkuuden huolellinen suunnittelu on tärkeää

• Tilojen valaistusvoimakkuusvaatimukset on määritelty standardissa ”SFS-EN 12464-1:2011 TYÖKOHTEIDEN VALAISTUS”. Standardi on Suomessa velvoittava suunnitteludokumentti.

• Valaistuksen suunnittelu ”hihavakioilla” (esim 10 W/m2) tai mitoitusohjelmien automaattisilla sijoitus/laskentatoiminnoilla on yleistä, mutta johtaa usein vääriin valaistusvoimakkuuksiin ja liian suuriin sähkötehoihin (ks. esimerkkikuva seuraavalla kalvolla)

• Valaistusstandardin luksivaatimukset erilaisille työpisteille on määritelty seuraavasta taulukosta: 20-30-50-75-100-150-200-300-500-750-1000-1500-2000-3000-5000. Määrätystä arvosta saa perustellusti poiketa pykälällä suuntaan tai toiseen.

• Yhden portaan poikkeaminen ylöspäin kasvattaa valaistuksen sähkötehoa noin 50 % ja portaan alentaminen pienentää noin 33 %


24.11.2019 7

Esimerkki DIALux EVON automaattisen valaisinsijoittelunvaikutuksesta valaistusvoimakkuuteen ja sähkötehoonEsimerkkihuone 5 x 3 m:• vaatimus tilan työpisteellä 500 luksia (esim. palvelutalon lukuhuone)• työtilaa koko tila

DIALux EVO, 500 lx automaattisijoitteluDIALux EVO, valaisinsijoittelu käsin

valaistusvoimakkuus ylittää 750 luksin portaansähköteho kasvaa + 48 %

Em= 541 lx, 5.73 W/m2 Em= 783 lx, 8.6 W/m2


24.11.2019 8

Valaistavan alueen vaikutus valaistuksen sähkötehoon

• Standardi ”SFS-EN 12464-1:2011 TYÖKOHTEIDEN VALAISTUS” määrittelee, että tilojen valaistussuunnittelun tulisi perustua työpistekohtaisen valaistuksen suunnitteluun. Valoa tulisi siis olla standardinmukainen määrä työalueilla ja työalueen lähellä.

• Suomessa suunnitellaan käytännössä standardista poiketen yleisvalaistusta, eli koko tilaan suunnitellaan työalueelle vaadittu valaistusvoimakkuus. Perusteluina käytetään tyypillisesti esim. mahdollisia kalustemuutoksia.

• Vaikka uuteen kohteeseen suunniteltaisiin jollain perusteella yleisvalaistus, voitaisiin ohjausratkaisuilla pienentää valaistustehoa ja sitä kautta energiankulutusta tilanneohjauksia hyödyntämällä. Tämä tarkoittaa, että valaisimia olisi valaisinkohtaisesti himmennetty siten, ettei valoa olisi liikaa työalueen ulkopuolella.

• Kahdella seuraavalla kalvolla on esitetty mallinnukseen perustuvia tutkimustuloksia valaistuksen sähkötehon ja valaistusenergian muutoksesta, kun tiloihin suunnitellaan yleisvalaistus, tilanneohjattu yleisvalaistus tai työpistekohtainen valaistus.


24.11.2019 9

Esimerkki valaistavan alueen vaikutuksesta valaistuksen sähkötehoon

• Oikealla on havainnollistettu toimistohuoneen valaistuksen sähkötehon muutosta yleisvalaistuksen, tilanneohjatun yleisvalaistuksen ja työpistekohtaisen valaistuksen välillä.

• Esimerkin toimistohuoneen valaistusvoimakkuusvaatimus on 500 luksia työpisteellä, 300 luksia sen läheisyydessä ja 100 luksia muualla huoneessa.

• Valaistuksen sähköteho pienenee yleisvalaistuksesta tilanneohjattuun yleisvalaistukseen siirryttäessä 39 % ja työpistekohtaiseen valaistukseen siirryttäessä 54 %.

suora yleisvalaistus

suora yleisvalaistus tilanneohjauksella

työpistekohtainen valaistus

13 W / m2 8 W / m2 6 W / m2


24.11.2019 10

Esimerkki valaistavan alueen vaikutuksesta vuosittaiseenvalaistusenergiaan palvelurakennuksen asuin- ja oleskelutiloissa


24.11.2019 11

Automaattisen valaistuksenohjauksen vaikutus energiankulutukseen

• mallinnuksissa palvelutalojen valaistusenergiasta voitiin säästää läsnäolo-ohjauksin noin 15 %

• läsnäolo + päivänvalo-ohjauksella voitiin säästää noin 25 % verrattuna perinteiseen käsiohjaukseen

©Kari Kallioharju


24.11.2019 12

Pintojen värityksen vaikutus valaistuksen sähkötehoon

Valaistuksen sähkötehontarvenousee + 22 %.

Valaistuksen sähkötehontarve laskee - 26 %

muutetaan hyvin tummiksi pinnoiksi (heijastussuhde 20 %).

muutetaan hyvin vaaleiksi pinnoiksi (heijastussuhde 80 %)

Tyypilliset pinnat(heijastussuhde70 % / 50 % / 20 %)


24.11.2019

Tämän teoksen suhteen noudatetaan lisenssiä Creative Commons Nimeä-JaaSamoin 4.0 Kansainvälinen. Lisenssiin voit tutustua osoitteessa https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.fi

Lisätietoja COMBI-hankkeesta

Juha Vinha Tampereen yliopisto [email protected] 040 849 0296

Kiitos!

https://research.tuni.fi/rakennusfysiikka/tutkimusprojektit/combi

Lisätietoja esityksen sisällöstä

13

Kari Kallioharju Tampereen ammattikorkeakoulu [email protected] 040 801 6509

Combi tuloskortti: Energiatehokas valaistus valo-olosuhteen laatua unohtamattaOpinnäytetyö: Aaltonen, J-P., 2017. Valaistuksen energiatehokkuuteenvaikuttavat tekijät: Valaistuksen mallintaminen COMBI-hankkeessa. Tampere. Tampereen ammattikorkeakoulu.

https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.fi

https://research.tuni.fi/rakennusfysiikka/tutkimusprojektit/combi

energiatehokas valaistus valo-olosuhteen laatua ...dialux evo, valaisinsijoittelu käsin dialux evo,...

Documents