met welke levensduur van ledverlichting rekening houden in
TRANSCRIPT
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