Intelligentes Licht am Arbeitsplatz und zuhause Intelligentes Licht: intelligente Stehleuchten Fall

  • View
    0

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of Intelligentes Licht am Arbeitsplatz und zuhause Intelligentes Licht: intelligente Stehleuchten Fall

  • Intelligentes Licht am Arbeitsplatz und zuhause

    René F. Oberhänsli Dipl. El. Ing. ETH CEO / senior engineer, S-TEC electronics AG D110.200

  • Vorstellung

    René F. Oberhänsli Dipl. El. Ing. ETH seit 30 Jahren CEO der S-TEC electronics AG in Unterägeri/ZG

    Generalunternehmen für industrielle Elektronik

    Leuchtenhersteller mit den Marken gottardo und eigerLight

    Elektronik, Kaffee und Licht sind unsere Leidenschaften!

    2

  • Einleitung: Was intelligentes Licht nicht ist:

    Was intelligentes Licht nicht ist:  24.07.2019  09:02

    3

  • Inhaltsübersicht Vortrag intelligentes Licht

    Das intelligente Licht kann aus verschiedener Sicht betrachtet werden:

    1. Grundlagen auffrischen

    2. Licht aus Sicht des Nutzers: Ist das Licht angenehm und angepasst?

    3. Aus betriebswirtschaftlicher Sicht: Was kostet die Beleuchtung und deren Betrieb?

    4. Architektonische Sicht: Lichtplanung und Architektur?

    5. Elektrotechnische Sicht: Wie lässt sich das Licht steuern und an die Gebäudesteuerung anschliessen?

    4

  • Grundlagen intelligentes Licht: Was ist Licht?

    ➜ Der sichtbare Bereich der Strahlung reicht von 400 bis 700nm Wellenlänge. ➜ Das IR-Spektrum schliesst im langwelligen Bereich an. ➜ Das UV-Spektrum schliesst im kurzwelligen Bereich an. ➜ Das Licht breitet sich mit Lichtgeschwindigkeit (ca. 300’000km/s) aus.

    5

  • Grundlagen intelligentes Licht: Sehen als ganzes System verstehen

    ➜ Gesamtsystem Sehen: 1. Licht von der Lichtquelle ausgesendet 2. Das Licht wird von einem Objekt reflektiert 3. Das Licht wird vom Auge aufgenommen und erzeugt im Auge einen Lichtreiz 4. Im Gehirn findet dann die Bildverarbeitung und die Objekterkennung statt = Sehen.

    6

  • Grundlagen intelligentes Licht: Lichttechnische Masseinheiten

    7

    Bezeichnung Masseinheit Abk.

    Lichtstrom Lumen lm 700lm  60W

    Lichtstärke Candela cd 1 Kerze

    Beleuchtungs‐ stärke

    Lux lx 0.1‐100’000lx

    Leuchtdichte Candela/m2 cd/m2

    Reflexionsgrad Prozent % weiss ca. 85%

  • Grundlagen intelligentes Licht: Reflexion

    8

    Der Reflexionsgrad einer Oberfläche ist sehr wichtig für die Lichtwirkung in einem Raum

    Reflexionsgrade weiss ca. 85-90% Weissputzdecke, weisse Wände hellgrau ca. 65-80% Holztäfer hell, Tapete, Sichtbeton dunkelgrau ca. 15-40% Anstrich dunkel, dunkles Täfer, Stoff schwarz ca. 5-10% Schwarzer Anstrich

    Tipp: Achten Sie auf helle Oberflächen, sie reflektieren Licht gut und lassen den Raum grösser erscheinen.

  • Grundlagen intelligentes Licht: Spektrum von LED für verschiedene Farbtemperaturen

    ➜ In einem Prisma wird weisses Licht in sein Spektrum zerlegt. ➜ Je nach Zusammensetzung des Spektrums ist weisses Licht unterschiedlich

    weiss: warmweiss oder kaltweiss. ➜ LED’s erzeugen zunächst blaues Licht mit einem Halbleiterchip. Dieses blaue

    Licht wird mit einem Leuchtstoff in weisses Licht umgewandelt. Der Leuchtstoff bestimmt die Farbtemperatur und den CRI.

    9

  • Intelligentes Licht: Beleuchtungstechnik

    ➜ Für welche Aufgabe wird die Beleuchtung gebraucht? – Für Wohnen gemütliches, warmes Licht (2700K, 3000K) – Für Arbeiten neutralweisses Licht (4000K)

    ➜ Wie soll die Lichtstimmung sein?

    ➜ Intelligentes Licht hat die folgenden Eigenschaften: – Es lässt sich dimmen und hat eine der Sehaufgabe angepasste Helligkeit – Die Farbtemperatur kann eingestellt werden oder ist richtig gewählt – Es blendet nicht, was mit indirektem Licht erreicht werden kann – Es gibt die Farben natürlich wieder, Wohnen: CRI>90 Arbeiten CRI>80 – Ist absolut flimmerfrei

    ➜ Keine Lichtverschmutzung – Das Licht beleuchtet was es soll mit der richtigen Helligkeit, solange es gebraucht wird.

    10

  • Intelligentes Licht: Beleuchtungstechnik, die richtige Lichtfarbe

    ➜ Warmweisses Licht 2700K - 3000K ➜ Goldenes Licht 3500K ➜ Neutralweisses Licht 4000K ➜ Kaltweisses Licht 5000K ➜ Tageslicht 6500K

    ➜ Tunable white 2700K bis 5000K

    ➜ Wohnräume Warmweisses Licht: 2700K - 3000K und tunable white für jede Situation.

    ➜ Geschäftsräume Neutralweisses Licht: 4000K

    ➜ Hotels, Altersheime, Spitäler, Schulen tunable white, tagesganggeführt

    11

    Die richtige Farbtemperatur wählen.

  • Intelligentes Licht: Natürliches Licht und CRI

    ➜ Der CRI (Color Rendering Index) ist ein Mass für die Farbwiedergabe ➜ Farbreferenzkarte X-Rite für die Beurteilung der Farbwiedergabe;

    Die Farben von Kunstlicht sollen idealerweise wie bei Sonnenlicht CRI = 100 sein. ➜ Balkendiagramm eines CRI-Messgerätes für eine LED-Lichtquelle. Wie man sieht, fehlt das Licht

    für die Wiedergabe der Farbe R9. Rottöne und Haut wirken nicht natürlich wenn R9 tief ist. ➜ Geschäftsräume CRI > 80 Wohnbereich CRI > 90

    12

  • Intelligentes Licht: Was kostet die Beleuchtung und deren Betrieb

    ➜ Die Kosten einer Beleuchtungsanlage setzen sich zusammen aus:

    – Planungskosten – Kosten der Leuchten = Anschaffungskosten Beleuchtungsanlage – Installation

    – Stromkosten – Leuchtmittelkosten = Betriebskosten – Wartungskosten

    ➜ Umweltaspekt: Strom und CO2

    13

  • Intelligentes Licht: Was kostet die Beleuchtung und deren Betrieb Berechnung

    ➜ Beispiel: Halogenstehleuchten vs. gottardo Serie H LED-Stehleuchte

    14

    A) Stromkosten Leistung Watt 300 87 Lichtstrom Lumen 4500 Leuchtmit tel 9730 Leuchte Lichtstrom normiert % 46% von Lichtstrom gottardo 100% Leistung aufgerechnet Watt 649 für gleichen Lichtst rom 87 Eff izienz Lumen/Watt 7 112 Energie für eine Stunde kWh 0.649 0.087 Nutzungsdauer pro Jahr Std. 3'000 3'000 Energie im Betrieb für 1 Jahr kWh 1'946 261 Standby Leistung Watt 0.000 keine Intelligenz / Schalte 0.41 intelligente Leuchte Energie Standby für 1 Jahr kWh 0.000 2.362 Energie pro Jahr kWh 1'946 263 7.4 mal weniger Energiepreis für 1 kWh CHF 0.204 www.admin.ch 0.204 Stromkosten für eine Stunde Rp./Std 13.2 1.8 Stromkosten pro Jahr CHF 397 53 B) Leuchtmittelkosten Brenndauer Leuchtmit tel h 1000 2 Leuchtmit tel nöt ig 50000 Preis Leuchtmit tel R7s (micasa) CHF 13.90 6.95/Stk. 0 Anzahl Leuchtmit telwechsel 6 0 Leuchtmittelkosten für 3000 Std. CHF 83 0 C) Anschaffungskosten CHF 219.60 2x109.80 1'750.00 ohne Messerabatt ! Betriebskosten über 10 Jahre CHF 4'803.84 532.44 Total Cost Anschaffung plus Betrieb 10 Jahre CHF 5'023.44 Nutzungsdauer 10 Jahre 1'407.44 Nutzungsdauer 20 Jahre Kosten pro Jahr CHF 502 141 3.6 mal weniger elektrische Energie in 10 Jahren kWh 19'460 2'610 CO2-Ausstoss pro kWh CH g/kWh 143 www.co2-monitor.ch 143 BMWi3 14kWh/100km CO2-Ausstoss pro kWh Euromix g/kWh 630 630 Einsparung kWh in 10 J 16'850 kWh Totale CO2-Menge CH kg 2'783 373 Reichweite 120'357 km Totale CO2-Menge Euromix kg 12'260 1'644 pro Jahr 12'036 km

  • Intelligentes Licht: Was kostet die Beleuchtung und deren Betrieb

    15

    ➜ Mit der Stromeinsparung fährt ein BMW i3 12’000km weit pro Jahr

  • Intelligentes Licht: Was kostet die Beleuchtung und deren Betrieb toplicht.ch

    16

    Für maximale Effizienz: gottardo Serie I 165 lm/W

    ➜ toplicht.ch zeigt alle Minergie-Leuchten.

  • Intelligentes Licht: Architektonische Aspekte

    ➜ Für ein Projekt werden die beleuchtungs- technischen Anforderungen nach Normen geplant. Die Lichtplaner erstellen ein Lichtkonzept.

    ➜ Tageslicht und Kunstlicht verbinden (Beispiel Dachflächenfenster oder Lichtkuppen, Innenhöfe) Licht soll nicht blenden, daher ist indirektes Licht ideal

    ➜ Für indirektes Licht braucht es helle Oberflächen, die das Licht reflektieren

    ➜ Die direkte Beleuchtung soll nicht blenden

    ➜ Spiegelung der Leuchten an Fenstern oder Glaswänden vermeiden

    17

  • Intelligentes Licht: Architektonische Aspekte

    Der Tageslichteinfall wird durch die Lamellen so gesteuert, das möglichst viel Tageslicht im  Gebäudeinnern nutzbar ist. Stehleuchten mit einer Lichtregelung ergänzen die Beleuchtung.

    18

    In einem modernen Gebäude wird die  Gebäudetechnik von einem Leitsystem  gesteuert. Die Beleuchtung ist nur eines  von vielen Gewerken. Sie erhält die  Befehle vom übergeordneten Leitsystem.  So kann die Lichtfarbe in einem Gebäude  vom Leitsystem vorgegeben werden.

  • Intelligentes Licht: Steuern und Anbindung an Systeme

    Es gibt verschiedene Automatisierungsgrade

    1) Autonome, intelligente Leuchten (Bewegungsmelder, Lichtregelung, Schwarmverhalten) 2) Nutzer bedient die Leuchte(n) mit einer App und stellt verschiedene, vorprogrammierte Szenen ein 3) Leuchten werden durch eine Raumregelung oder ein Gebäudeleitsystem gesteuert.

    19

    1) Nutzer kauft Leuchten selbst ein und stellt sie auf. (keine Programmierkosten, wenig Komplexität 2) Nutzer konfiguriert seine Leuchten selbst und stellt die Szenen ein, die er braucht 3) Komplett integrierte Gebäudesteuerung, abgestimmt auf die Nutzungen im Gebäude, das verfügbare

    Tageslicht, die Energieversorgung und Klimatisierung etc. Massgeschneiderte individuelle Lösung, die hohes gewerkübergreifendes Fachwissen mit einer entsprechenden Planung, Ausführung und