Abbildung 3.58:
Beispiel für die spezifische elektrische Anschlussleistung eines Büros unter Verwendung von LED-Leuchten, ermittelt anhand realer Leuchtendaten und auf Basis einer konkreten Beleuchtungsplanung.
Beispiele: Energiebedarf für Licht gemäß DIN V 18599-4
2-Personen-Büro
Für ein Zwei-Personen-Büro mit einer Geometrie gemäß der AMEV-Schrift Beleuchtung 2019 kann die nach dem Referenzwertverfahren der EnEV zulässige Anschlussleistung mit dem Tabellenverfahren der DIN V 18599-4 ermittelt werden.
Die Abmessungen des Büros sind:
L ⋅ B ⋅ H = 4,80m ⋅ 3,60m ⋅ 2,70m
Die Fläche des Raumes ist:
A = L ⋅ B = 4,80m ⋅ 3,60m = 17,28m2
Für eine
direkt-indirekte Beleuchtung mit spezifischer Bewertungsleistung pj,lx = 0,06 W/(lx ⋅ m2) (siehe Tabelle),
einem Wartungswert der er Beleuchtungsstärke Em = 500 lx (siehe Tabelle),
einem Wartungsfaktor MF (bzw. WF) = 0,8 und dem daraus resultierenden Korrekturfaktor kWF = 0,8375 (siehe Absatz „Referenztechnologie der Beleuchtung” und Absatz „Energiebedarfsfaktor Anschlussleistung” im vorherigen Kapitel),
einem Anpassungsfaktor für den Bereich der Sehaufgabe kA = 0,92 (siehe Tabelle),
einem Anpassungsfaktor für die stabförmige Lampe kL = 1,00 (bzw. 0,58 für die LED-Leuchte gemäß DIN V 18599-4, Version von 2016, siehe Tabelle)
und einem Korrekturfaktor für den Raumindex kR = 0,73 (siehe im vorherigen Kapitel, Absatz „Raumeigenschaften” und Tabelle)
ergibt sich die spezifische Anschlussleistung:
(bzw. 8,9 W/m², wenn in Zukunft die LED Referenztechnologie wird)
und damit die Gesamtanschlussleistung:
PGesamt= 292(154) W.
Im Vergleich dazu kann eine arbeitszonal orientierte Planung mit LED-Leuchten (siehe Abbildung) diese maximal zulässige Anschlussleistung deutlich unterschreiten.
Abbildung macht darüber hinaus deutlich, dass mit Hilfe des indirekten Lichtaustritts hohe vertikale Beleuchtungsstärken und damit ein gutes Modelling (Ev/Eh, siehe Kapitel „Räumliche Beleuchtung, Lichtrichtung, Modelling") erreicht werden. Eine angenehme, die Kommunikationfördernde Beleuchtung steigert die Arbeitseffizienz und das Wohlbefinden in einem solchen Raum. Auch vertikale Sehaufgaben (siehe Kapitel „Grundlegende Kriterien" (Büro), Absatz „Sehaufgaben und Arbeitsbereich" werden optimal unterstützt.
Abbildung 3.59: Beispiel für die vertikale Beleuchtungsstärke an der Rückwand eines Büros bei Verwendung abgehängter, direkt-indirekt strahlender LED-leuchten.
Für eine automatische Anwesenheitserfassung kann gegenüber nicht erfasster Abwesenheit unter Verwendung des Nutzerprofils „Gruppenbüro” eine mögliche Energieeinsparung von ΔPr,rel = 28, 5 % angenommen werden (siehe auch vorheriges Kapitel, Absatz „Energiebedarfsfaktor Abwesenheitserfassung”).
Das Energieeinsparpotential der Tageslichtnutzung ist, wie oben beschrieben, in hohem Maße abhängig von der Tageslichtversorgung. Diese wird unter anderem durch die geografische Ausrichtung und die Verschattung der Fenster sowie weitere bauliche Gegebenheiten bestimmt. Unter Annahme einer mittleren Tageslichtversorgung der gesamten Fläche des Büroraumes kann der automatischen Tageslichterfassung eine Reduzierung des Energiebedarfs von mehr als ΔEn,rel = 70 % gegenüber einer Nichtnutzung des Tageslichtes zugeordnet werden. Zusätzlich kann das Einsparpotential der Konstantlichtregelung zum Ausgleich der Überbeleuchtung auf Grund des Wartungsfaktors ΔKo,rel = 10 % genutzt werden (siehe oben, Absatz „Konstantlichtregelung”).
Gegenüber einem Dauerbetrieb während der Arbeitszeit kann für ein automatisches Lichtmanagement also unter den oben gemachten Annahmen eine relative Energieeinsparung von
ermittelt werden.
Großraumbüro
Für das Großraumbüro macht sich im Vergleich zum Gruppenbüro der günstigere Raumindex mit einer deutlichen Reduzierung des Energiebedarfs für die Beleuchtung bemerkbar. Für z. B. die konkreten Abmessungen L ⋅ B ⋅ H = 10m ⋅ 16m ⋅ 3,0m ergibt sich ein Anpassungsfaktor für den Bereich der Sehaufgabe kA = 0,93 und ein Korrekturfaktor für den Raumindex kR = 0,54. Daraus ergibt sich hier eine spezifische Anschlussleistung von pj = 12, 7 W/m2 (bzw. 7,3 W/m², wenn in Zukunft die LED Referenztechnologie wird).
Andererseits entfällt im Großraumbüro im Allgemeinen ein Einsparpotential durch Anwesenheitserfassung, da auf Grund der hohen Personen-Anzahl zu keinem Zeitpunkt mit deren vollständiger Abwesenheit gerechnet werden kann. Es gibt keine „relative Abwesenheit” (siehe Tabelle). Im Fall arbeitszonaler Beleuchtungssysteme mit individuellem Lichtmanagement kann jedoch für die Summe der einzelnen Arbeitsplätze eine relative Abwesenheit wie im Einzelbüro angenommen werden (siehe Kapitel, „Individualisierung der Beleuchtung”).
Darüber hinaus ist die mögliche Tageslichtnutzung im Großraumbüro vom Anteil der mit Tageslicht versorgten Fläche, also in hohem Maße vom Grundriss des Raumes abhängig. Gemäß DIN V 18599-4 [22] ist die maximale Tiefe der Tageslichtversorgung gegeben durch
aTL,max= 2,5 ⋅ (hSt - hNs)
mit
aTL,max |
der maximalen Tiefe des Tageslichtbereichs, in m, |
hSt |
der Sturzhöhe über dem Fußboden, in m und |
hNe |
der Höhe der Nutzebene über dem Fußboden, in m. |
Bei typischen Raumhöhen europäischer Verwaltungsgebäude ergibt sich eine maximale Tiefe des Tageslichtbereichs von ca. aTL,max = 4,0 m. Bis zu einer Raumtiefe von 1, 25 ⋅ aTL,max kann ein Raum als vollständig tageslichtversorgt betrachtet werden.
Ein Großraumbüro mit ca. 5 m Raumtiefe und großer Breite entlang der Fensterfront verhält sich bzgl. der Tageslichtversorgung also identisch wie das oben gezeigte Gruppenbüro. Das Einsparpotential des Lichtmanagements ergibt sich unter identischen Randbedingungen (ohne „relative Abwesenheit”)
zu ca. ΔEn,rel = 53%.
Bei größerer Raumtiefe kann der zusätzliche Bereich als nicht mit Tageslicht versorgt angenommen werden, wobei die Einsparung durch die Konstantlichtregelung auch hier berücksichtigt werden kann. Bei doppelter Raumtiefe ergibt sich also ein Einsparpotential
von ca. 35 %.
Für die Bereiche ohne Tageslichtversorgung empfiehlt sich in besonderem Maße eine melanopisch wirksame Beleuchtung (siehe Kapitel, „Human Centric Lighting” ff.). Mit modernen, geeigneten LED-Leuchten und entsprechend spezifiziertem Lichtmanagement (siehe Kapitel „Human Centric Lighting und Lichtplanung", Absatz „Anforderungen an die Lichtsteuerung”) ist dies heute weitgehend energiebedarfsneutral realisierbar.
Industrie, Metall/Reparaturwerkstatt
Für eine industrielle Produktionsstätte mit der Sehaufgabe Metall/Reparaturwerkstatt sind die relevanten Parameter zur Bestimmung der spezifischen Anschlussleistung:
eine direkte Beleuchtung mit spezifischer Bewertungsleistung pj,lx = 0,05 W/(lx⋅m2) (siehe Tabelle),
ein Wartungswert der er Beleuchtungsstärke Em = 500 lx (siehe Tabelle),
ein Wartungsfaktor MF (bzw. WF) = 0,67 und dem daraus resultierenden Korrekturfaktor kWF = 1 (siehe Absatz „Referenztechnologie der Beleuchtung” und Absatz „Energiebedarfsfaktor Anschlussleistung” im vorherigen Kapitel),
ein Anpassungsfaktor für den Bereich der Sehaufgabe kA = 0,85 (siehe Tabelle),
ein Anpassungsfaktor für die stabförmige Lampe kL = 1,00 (bzw. 0,58 für die LED-Leuchte gemäß DIN V 18599-4, Version von 2016, siehe Tabelle)
und bei großen Hallen ein Korrekturfaktor für den Raumindex kR = 0,51 (siehe Tabelle).
Es ergibt sich der Wert:
(bzw. 6,3 W/m², wenn in Zukunft die LED Referenztechnologie wird)
Bezüglich des Lichtmanagements ist im Fall der Industriehalle das relative Einsparpotential stark abhängig von der Verfügbarkeit des Tageslichts zu den gegebenen Arbeitszeiten, z. B. bei Mehrschichtbetrieb. Eine Anwesenheitserfassung für die Gesamthalle wird auf Grund der geringen „relativen Abwesenheit” in der Regel nicht berücksichtigt. Bei der auf einzelne Arbeitsplätze bezogenen Anwesenheitserfassung ist insbesondere die Arbeitssicherheit zu berücksichtigen. Ein Grundniveau der Beleuchtungsstärke von 20% bei Abwesenheit sichert darüber hinaus das in der EN 12464-1 geforderte Leuchtdichteverhältnis weiter entfernter Flächen im Gesichtsfeld zum Arbeitsbereich (siehe Kapitel „Leuchtdichteverteilung).
In Produktionshallen mit Einschichtbetrieb am Tage und mittlerer Tageslichtversorgung durch Sheddächer kann also ein zum Großraumbüro annähernd vergleichbares Einsparpotential durch Tageslichtnutzung angenommen werden.
Ein relativ hohes, von der Tageslichtversorgung unabhängiges Einsparpotential ergibt hier jedoch in der Regel durch die Konstantlichtregelung. Der Ausgleich eines Wartungsfaktors von 0,67 kann schon ein Einsparpotential von 25 % bedeuten (siehe vorheriges Kapitel, Absatz „Konstantlichtregelung”).
In vielen Fällen ist also auch hier ein relatives Einsparpotential durch Lichtmanagement in der Größenordnung von > 50 % zu erwarten.