Licht- und Beleuchtungstechnik
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Elektrotechnik
Lichtmanagement: Kostensenkung und Umweltschutz
ep12/2008, 3 Seiten
Einsparungspotential Welches Potential im europäischen Markt zur Reduzierung von CO2 und Energiekosten steckt, zeigen Studien, die vom ZVEI veröffentlicht worden sind: Der Anteil für Beleuchtung liegt bei rund 14 % am Gesamtenergieverbrauch in der EU, wovon rund 80 % auf Beleuchtung in Wirtschaft und öffentlichen Räume entfallen und rund 20 % auf den privaten Bereich. Mit rund 3,2 Milliarden Kilowattstunden jährlich trägt dabei die Bürobeleuchtung einen Löwenanteil, der nur von der industriellen Beleuchtung übertroffen wird. In europäischen Büros werden damit jedes Jahr rund 1,9 Millionen Tonnen CO2 in die Atmosphäre geblasen. Veraltete Technik kostet Ruft man sich dabei die Tatsache ins Gedächtnis, dass laut ZVEI rund 75 % aller Bürobeleuchtungen sanierungsbedürftig sind und damit ganz erheblich zur Energieverschwendung und CO2-Belastung beitragen, wird schnell klar, dass hier dringend Nachholbedarf besteht und eine Modernisierung der Beleuchtung in der Wirtschaft dringend angeraten ist. Der Blick auf die restlichen Bereiche offenbart weitere erhebliche Einsparpotenziale: Durch den kompletten Wechsel zu energieeffizienter Beleuchtung in Kommunen, Industrie und Privathaushalten könnten bis zu 13 Millionen Tonnen Kohlendioxid pro Jahr eingespart werden. Dabei bedeutet Energiesparen nicht einen Verlust von Lebensqualität - im Gegenteil: · allein die deutschen Kommunen zahlen jährlich 2 Milliarden Euro für ihre Energieversorgung. Mit Lichttechnologien neuesten Standards könnten rund 80 % Energie eingespart werden, deren Kosten sich woanders wesentlich sinnvoller einsetzen lassen. · Die Beleuchtungsqualität erhöht sich durch intelligentes Lichtmanagement: Dort, wo Licht gebraucht wird, schafft die Technik optimale Bedingungen. · Die Umwelt wird durch weniger CO2 bei deutlich geringerem Energieverbrauch entlastet. · Kommunen und Unternehmen profitieren von einem Imagegewinn durch ihr aktives Engagement zur Klimarettung. Lichtmanagement als CO2- und Kosten-Senker Betrachtet man das Kosten/ Nutzen-Verhältnis von veralteter Beleuchtungstechnik und modernem Lichtmanagement, wird schnell deutlich, dass die Investitionen für aktuelle Systeme nur einen Bruchteil der Ausgaben fordern: Bei den Anlagenkosten schlagen rund 70 % Energiekosten zu Buche, 15 % werden für Anschaffung und Installation sowie weitere 15 % für die Wartung kalkuliert. Angesichts der permanent steigenden Energiepreise macht also eine Sanierung der Technik durchaus Sinn: Durch die drastische Senkung der Energiekosten haben sich die Investitionen für das Lichtmanagement schnell amortisiert. Was ist Lichtmanagement? Als Lichtmanagement wird der Mix aus energieeffizienten Beleuchtungssystemen mit bedarfsorientierter Lichtsteuerung nach Nutzungszeiten, natürlicher Lichtmenge und tatsächlicher Nutzung bezeichnet. Einfach ausgedrückt: Ein Lichtmanagementsystem passt die Beleuchtung stets den individuellen Erfordernissen und Rahmenbedingungen an. Reicht das Tageslicht aus, verzichtet das System vollständig auf den Einsatz von künstlichem Licht. Erst bei Schlechtwetter oder einsetzender Dämmerung wird künstliches Licht stufenlos dazu gedimmt. Ist niemand im Raum, schaltet sich das Licht ab oder reduziert sich auf ein Minimum. Das Lichtmanagement folgt dabei stets den Regeln von Ergonomie, Nutzerorientierung, Sicherheit und Wohlbefinden. Jeder Gebäudeabschnitt, jeder Raum und jeder Arbeitsplatz wird individuell berücksichtigt. Die Kombination aus energieeffizienten Leuchtstofflampen mit elektronischen Vorschaltgeräten, Bewegungsmeldern, Tageslichtsteuerung und Konstantlichtregelung erlaubt drastische CO2-Reduzierungen und Kostensenkungen. Der ZVEI rechnet vor: Ein modernes Lichtmanagement ermöglicht beim konsequenten Einsatz der genannten Komponenten und dem Wechsel von einer T8-Leuchte mit 2 x 58 W auf eine T5-Leuchte mit 2 x 49 W eine Energieeinsparung von bis zu 82 % - das entspricht einer Reduzierung um die Kohlendioxidmenge, die fünf Mittelklasselimousinen bei einer Fahrleistung von 13500 km pro Jahr ausstoßen (). Elektropraktiker, Berlin 62 (2008) 12 1114 AUS DER PRAXIS Lichtmanagement: Kostensenkung und Umweltschutz Inzwischen bestehen keine Zweifel mehr daran, dass der Klimawandel unser Leben zukünftig massiv beeinflussen wird. Daher ist Handeln gefragt. Lichtmanagement kann dabei einen erheblichen Beitrag zur nachhaltigen Senkung des CO2-Ausstoßes leisten - und zur drastischen Reduzierung der Betriebskosten. Deshalb ist Lichtmanagement nicht nur aus ökologischen, sondern auch aus wirtschaftlichen Gründen sinnvoll. Ausmaß der Einsparungsmöglichkeiten bei Verwendung neuer Technik und Lichtmanagementsystemen Elektropraktiker, Berlin 62 (2008) 12 1115 Meß-und Prüfgeräte - Für alle Netzwerke - leitungssucher Kabeladerprüfgerät xDSL Tester Prüftelefone Reflektometer - TDR Erdkabelsuchgeräte LAN-Tester Im Fachhandel oder direkt bei: KURTH ELECTRONIC Im Scherbental 5 72800 Eningen u.A. 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Energieschonende Bauweise, Solarkollektoren, eine Regenwassersammelanlage, eine doppelt hitzeisolierte Vorderfront und ein intelligentes Lichtmanagement bilden die Basis für das Erfolgsrezept dieses in Neuseeland einzigartigen Gebäudes. Die Beleuchtung im Meridian Hauptquartier wurde mit Hilfe eines Helvar DALI(Digital Adressable Lighting Interface)-Router-Systems realisiert, bei dem das Tageslicht eine tragende Rolle spielt. Die überall im Gebäude installierten Lichtsensoren steuern die Lichtmenge in der Anlage. Wenn die Sonne scheint, wird die Beleuchtung automatisch gedimmt und die Gesamtlichtmenge bleibt konstant. Dabei berücksichtigt das System die unterschiedlichen individuellen Anforderungen - so herrscht an den Bildschirmarbeitsplätzen eine andere Beleuchtungssituation als in der Kantine. Jede Leuchte verfügt über eine eigene DALI-Netzwerkadresse und wird so programmiert, dass sie einzeln oder in einer Gruppe aus mehreren Leuchten gesteuert werden kann (). Alle Leuchtengruppen und ihre jeweilige Größe können auf einfache Weise an die Bedürfnisse der Nutzer angepasst werden. Eine weitere Besonderheit des Gebäudes ist der in drei Bereiche unterteilbare Konferenzraum. Die beweglichen Wände des Raumes sind mit Sensoren ausgestattet, mit deren Hilfe die Leuchten zu kleineren, unabhängigen Beleuchtungsgruppen zusammengefasst werden können. Beim Öffnen der Wände werden die Leuchten automatisch wieder zu einem einzigen Beleuchtungsbereich vereint, der den gesamten Raum umfasst. Zur Lichtsteuerung des Gebäudes werden 11 Helvar-Digidim-Router eingesetzt, die zusammen 21 DALI-Lichtsteuernetzwerke abdecken . Das Meridian Building in Wellington/Neuseeland verfügt über ein DALI-gesteuertes Lichtmanagement Mit dem Energiekalkulator für den PC kann das Einsparpotenzial für Betriebskosten und CO2-Verbrauch sowie der voraussichtliche Zeitpunkt der Amortisation für den Kunden anschaulich berechnet werden Quelle: Helvar Lichtsteuerung mit DALI: Router-System, Leuchten mit eigenen Netzwerkadressen, Lichtsensoren und Bewegungsmelder sowie Konfiguration mit dem PC sorgen für eine energieeffiziente Beleuchtung Flexibilität durch Funk Da sich die Raumaufteilung in modernen Bürogebäuden im Schnitt alle fünf Jahre ändert, unterstützen Funksysteme die hier geforderte Flexibilität ideal. Immer häufiger entdecken Innenarchitekten die neuen Möglichkeiten, die sich bei der Gestaltung und Installation eröffnen (Bild ). Bei der Automatisierung eines solchen Gebäudes kommunizieren Funk-Sensoren und -Aktoren als intelligentes Unternetzwerk typischerweise innerhalb eines Raumes und ersetzen die konventionelle Verkabelung genau dort, wo sich die Raumaufteilung am häufigsten ändert. Die übergeordnete Kommunikation zur Leitebene erfolgt durch Gateways, die jeweils mehrere Räume oder intelligente Unternetzwerke mit dem LON-Backbone der Gebäudeautomatisierung verbinden. Die zweite Generation der Gateways - z. B. der Easysens STC65-FTT von Thermokon - ermöglicht eine vollständig bidirektionale Kommunikation. Daten, die von Enocean-Funksensoren generiert werden, können direkt von LON-Aktoren und -Reglern abgerufen werden. LON-basierende Controller können wiederum mit Enocean-Aktoren kommunizieren. Damit wird die Flexibilität eines Funk-Systems mit der hohen Bandbreite eines drahtgebundenen Backbones kombiniert. Gateways im Korridor Mit bereits fünf Jahren Erfahrung und fast 50000 installierten Knoten gehört die Fa. Themokon zu den Vorreitern der batterielosen Enocean-Technik. Bei der Erweiterung seines Firmengebäudes setzte das Unternehmen auf das Zusammenwirken von LON und Enocean (Bild ). So wurden im Korridor des Firmengebäudes 4 Easysens-LON-Gateways in der abgehängten Decke installiert, die jeweils mit mehreren Büros kommunizieren - alle ausgestattet mit Raumtemperaturfühlern, Schaltern für Licht- und Jalousiesteuerung, Fensterkontakten zur Zustandsüberwachung der Balkontüren sowie Multisensoren zur Erfassung von Bewegung und Helligkeit. Insgesamt wurden Funkkomponenten im Empfangsbereich, der Küche, dem Pausenraum, den technischen Bereichen, dem Konferenzraum und sechs Büros installiert. Die Installation zeigt die nahtlose Interaktion von verkabelten LON-Sensoren mit Enocean-basierenden Easysens-Funkkomponenten. Außer den Steckdosen und Netzwerk-Anschlüssen, die in versenkten Bodentanks installiert wurden, sind die Büroflächen kabellos, sodass etwaige Änderungen der Raumaufteilung keinen erneuten Verkabelungsaufwand hervorrufen. Temperatur- und Beleuchtungssteuerung Funktional wurden Heizung und Beleuchtung der einzelnen Büros automatisiert. Sobald die bedrahteten LON-Multisensoren eine Bewegung im Büro detektieren, schaltet sich die Beleuchtung ein. Je nach Umgebungshelligkeit werden entweder alle oder nur einzelne Leuchten geregelt. Der Sollwert der Heizung fährt bei Anwesenheit von Personen und geschlossener Balkontür vom Stand-by-Modus in den Normalbetrieb hoch. Die Heizungsventile werden über LON-I/O-Module von Thermokon angesprochen, die mit den Funk-Raumtemperaturfühlern und Fensterkontakten kommunizieren. Über die bidirektionalen LON-Gateways STC65-FTT werden auch die Außenjalousien angesprochen. Derzeit erfolgt ihre Steuerung noch manuell. Ergänzend dazu ist aber auch eine Automatisierung mit einer Wetterstation geplant. Einsparungen ausrechnen und kommunizieren Für viele Kunden ist Energieeffizienz und CO2 -Reduzierung nach wie vor ein Buch mit sieben Siegeln. Öko-Architektur wie im Meridian Building mag ein attraktives Schlagwort sein - überzeugen lassen sich Kunden aber vor allem durch die finanziellen Vorteile. Mit konkreten Kalkulationen, die anschaulich machen, wie schnell sich moderne Lichtmanagementsysteme amortisieren, lassen sich viele Kunden sofort überzeugen. Helvar bietet seinen Partnern dafür den Energiekalkulator, der auf jedem PC gestartet werden kann. In der Energiekalkulation werden nicht nur die Eckdaten wie Anzahl und Größe der Leuchtstoffröhren und Vorschaltgerätetyp eingegeben, sondern auch die Brenndauer pro Tag, an wie vielen Tagen im Jahr sowie die individuellen Kosten pro Kilowattstunde. Anhand dieser Angaben errechnet das Werkzeug das daraus resultierende Einsparpotential für Betriebskosten und CO2-Verbrauch sowie den voraussichtlichen Zeitpunkt der Amortisation (). So lässt sich auch der überzeugteste Klimaschutz-Skeptiker schnell überzeugen: nicht nur mit ökologischen, sondern auch mit wirtschaftlichen Argumenten. Als letztes Beispiel zur Verdeutlichung der sich ergebenden Möglichkeiten sei auf die Stadt Lohmar verwiesen. Hier sorgen effiziente T5-Leuchtstofflampen mit blend- und reflexfreien Spiegelrasterleuchten für Bildschirmarbeitsplätze, die mit einer automatischen Lichtsteuerung über Bewegungs- und Tageslichtsensoren kombiniert wurden, in den Schulen und Sporthallen der Stadt für eine Reduzierung des jährlichen Stromverbrauchs der Beleuchtung von fast 750000 kWh auf weniger als 300000 kWh. Das entspricht einer Einsparung von rund 67500 Euro und 270 Tonnen CO2 im Jahr. Elektropraktiker, Berlin 62 (2008) 12 1116 AUS DER PRAXIS LON und Enocean ergänzen sich sinnvoll Gemeinsame Zielsetzung der Nutzerorganisationen von Lonmark und Enocean ist eine einfache und deutliche Reduzierung des Energiebedarfs in Gebäuden. Beide Techniken ergänzen sich hierbei - LON für den drahtgebundenen Teil der intelligenten Gebäudeleittechnik und Enocean als funkbasierte Automationslösung. Bei der Erweiterung ihres Firmengebäudes zeigte die Fa. Thermokon, wie beide Systeme zusammenwirken. WEB-TIPP Weitere Informationen findet man unter www.licht.de sowie www.dali-ag.org Flexibilität trotz Glas - Bedienelemente auf dem Schreibtisch und an der Wand Fotos: Thermokon Blick in den Technik-Raum
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