Bladet beskriver hvordan man kan beregne faktisk dagslysinnfall i en bygning. Med tilstrekkelig dagslysinnfall er elektrisk belysning unødvendig. Bladet viser hvordan man kan beregne dette sparepotensialet for elektrisk belysningsenergi, samt ulike praktiske måter å styre belysningen på. Målgruppa for dette bladet er arkitekter, ingeniører og offentlige saksbehandlere.
Plan- og bygningsloven (pbl)
Teknisk forskrift til pbl (TEK) med veiledning
Lov om arbeidervern og arbeidsmiljø m.v. (arbeidsmiljøloven)
Standarder:
SS 91 42 01 Byggnadsutformning –Dagsljus –Förenklad metod för kontroll av erforderlig fönsterglasarea
Planløsning:
311.115 Beregning av sol-, skygge- og horisontforhold. Del I og II
Byggdetaljer:
421.601 Lys og lystekniske begreper
421.602 Dagslys. Egenskaper og betydning
421.610 Krav til lys og belysning
421.621 Metoder for distribusjon av dagslys i bygninger
421.626 Beregning av gjennomsnittlig dagslysfaktor og glassareal
471.018 Dokumentasjon av forventet energibruk i bygninger. Krav til hver enkelt bygningsdel
472.421 Valg av vinduer til boliger. Energibehov og inneklima
472.422 Valg av vinduer til yrkesbygg. Energibehov og inneklima
525.775 Overlys med kupler av plast
533.163 Solskjerming
TEK krever at rom for varig opphold skal ha tilfredsstillende tilgang på dagslys, med mindre oppholds- og arbeidssituasjonen tilsier noe annet. TEK krever også at rom for varig opphold skal ha vinduer og utsyn.
Arbeidsmiljøloven regulerer kravene til arbeidsplasser. Arbeidsplassen skal innrettes slik at arbeidsmiljøet blir fullt forsvarlig ut fra hensynet til arbeidstakernes sikkerhet, helse og velferd. Det skal sørges for gode lysforhold, om mulig dagslys og utsyn. Klimaet skal være fullt forsvarlig med hensyn til luftvolum, ventilasjon, fuktighet, trekk, temperatur o.l.
TEK krever dokumentasjon på at bygningen tilfredsstiller varmetapskravene. Uansett dokumentasjonsmåte, vil det være en øvre grense for glassareal. For dokumentasjon vises det til Byggdetaljer 471.018.
Dagslys er avhengig av både vindusåpningene i en bygning (dagslysfaktoren) og tilgjengeligheten på dagslys på stedet hvor bygningen ligger (dagslysets varighet).
Ved overskyet vær vil dagslysnivået i et rom være proporsjonalt med dagslysnivået utendørs.
Dagslysfaktoren, DF, er definert som forholdet mellom belysningsstyrke innendørs på et horisontalt plan og samtidig belysningsstyrke på en horisontal flate ute med fri horisont og jevn overskyet himmel. Dagslysfaktoren gjelder bare for diffust lys utendørs, det vil si i overskyet vær. Med skyfri himmel kan mengden dagslys bli både høyere og lavere, avhengig av hvor mye været avviker fra dagslysfaktorens forutsetninger. Gjennomsnittlig dagslysfaktor er gjennomsnittet av dagslysfaktoren i et rom.
Arbeidsplasser som bare skal belyses med dagslys bør ha en gjennomsnittlig dagslysfaktor på 5 % på arbeidsplanet for å få en alminnelig god belysning [522]. I arbeidsrom og rom for varig opphold i boliger med kunstig tilleggsbelysning kan dagslysfaktoren reduseres til 2 %. I sekundære rom kan gjennomsnittlig dagslysfaktor reduseres til 1 %. I henhold til veiledningen i TEK skal oppholdsrom ha minimum 2 % gjennomsnittlig dagslysfaktor.
Det er fire aksepterte metoder for beregning av dagslysforholdene i et rom:
– beregning av gjennomsnittlig dagslysfaktor i bygninger ved hjelp av kurver, utviklet av Byggforsk
– bruk av dataprogram for beregning av gjennomsnittlig dagslysfaktor
– beregning av glassarealet etter SS 91 42 01
– minst 10 % glassareal av golvarealet, forutsatt begrenset horisontavskjerming. Balkonger teller med i golvarealet.
Detaljert beskrivelse av de ulike beregningsmetodene fins i Byggdetaljer 421.626.
Rommets reflekterende flater, som tak, vegger og golv, bidrar til å øke dagslysfaktoren. Refleksjonsfaktoren angir hvor stor prosentdel av lyset som reflekteres tilbake fra en belyst flate. Hvis refleksjonsfaktorene innendørs er kjent, benyttes disse. Hvis faktorene ikke er kjent, er det vanlig å benytte 20–30 % for golv, 50 % for vegger og 70 % for tak.
En viktig faktor i beregning av dagslysfaktoren er glassarealets lystransmisjon. Denne må hentes fra datablad for angitt glasstype. Tonet glass kan ha lystransmisjon helt ned mot 50 %, mens klart glass kan ha lystransmisjon over 80 %. Glassets lystransmisjon vil variere med graden av overskyethet. Til praktiske formål er det vanlig å bruke 80 % lystransmisjon for tolags glass og 70 % lystransmisjon for trelags glass. Tallene gjelder for overskyet vær.
Slik dagslysfaktoren er definert, er den ikke et mål på hvor mye dagslys som kommer inn i bygningen. Den skiller ikke mellom nord- og sydvendte vinduer og heller ikke mellom ulike solforhold. Dagslysfaktoren angir bare den prosentvise mengden dagslys i et rom i forhold til tilgang på dagslys utendørs. Dagslysfaktoren må derfor ikke anvendes isolert, men sammen med varighetskurver for dagslys, se pkt. 3.
Fig. 312
Varighetskurve for Oslo. Kurven viser forventet antall timer per år over hele døgnet med horisontal belysningsstyrke over ett gitt nivå. Kurven gjelder for den diffuse delen av belysningsstyrken. Hvis også direktebelysningen regnes med, blir tallene noe høyere. Det er vanlig i prosjekteringssammenheng bare å regne med den diffuse delen av belysningsstyrken. Tallene til kurven er hentet fra [523].
Fig. 323
Oversikt over lengde- og breddegrader i Norge
Tabellen angir forenklede formler for beregning av horisontal belysningsstyrke når solas asimutvinkel er 180o, det vil si i senit. Tabellen må brukes sammen med tabell 323 b og fig. 323.
Himmeltype |
Horisontal belysningsstyrke, Ehor (lux)1) |
|
Klar himmel |
||
Midlere skydekke |
1 200 ⋅ h - 2 800 |
(8o < h < 50o) |
Overskyet |
500 · h |
1) h = solhøyden i grader
Tabellen viser maksimale solhøyder i grader som funksjon av den 21. i hver måned og breddegraden.
Breddegrad |
Maksimale solhøyder i grader |
|||||||||||
Jan. |
Febr. |
Mars |
April |
Mai |
Juni |
Juli |
Aug. |
Sept. |
Okt. |
Nov. |
Des. |
|
58 |
12,0 |
21,2 |
32,0 |
43,6 |
52,0 |
55,4 |
52,4 |
44,4 |
32,9 |
21,5 |
12,2 |
8,6 |
59 |
11,0 |
20,2 |
31,0 |
42,6 |
51,0 |
53,4 |
51,4 |
43,4 |
31,9 |
20,5 |
11,2 |
7,6 |
60 |
10,0 |
19,2 |
30,0 |
41,6 |
50,0 |
52,4 |
50,4 |
42,4 |
30,9 |
19,5 |
10,2 |
6,6 |
61 |
9,0 |
18,2 |
29,0 |
40,6 |
49,0 |
52,4 |
49,4 |
41,4 |
29,9 |
18,5 |
9,2 |
5,6 |
62 |
8,0 |
17,2 |
28,0 |
39,6 |
48,0 |
51,4 |
48,4 |
40,4 |
28,9 |
17,5 |
8,2 |
4,6 |
63 |
7,0 |
16,2 |
27,0 |
38,6 |
47,0 |
50,4 |
47,4 |
39,4 |
27,9 |
16,5 |
7,2 |
3,6 |
64 |
6,0 |
15,2 |
26,0 |
37,6 |
46,0 |
49,4 |
46,4 |
38,4 |
26,9 |
15,5 |
6,2 |
2,6 |
65 |
5,0 |
14,2 |
25,0 |
36,6 |
45,0 |
48,4 |
45,4 |
37,4 |
25,9 |
14,5 |
5,2 |
1,6 |
66 |
4,0 |
13,2 |
24,0 |
35,6 |
44,0 |
47,4 |
44,4 |
36,4 |
24,9 |
13,5 |
4,2 |
0,6 |
67 |
3,0 |
12,2 |
23,0 |
34,6 |
43,0 |
46,4 |
43,4 |
35,4 |
23,9 |
12,5 |
3,2 |
0 |
68 |
2,0 |
11,2 |
22,0 |
33,6 |
42,0 |
45,4 |
42,4 |
34,4 |
22,9 |
11,5 |
2,2 |
0 |
69 |
1,0 |
10,2 |
21,0 |
32,6 |
41,0 |
44,4 |
41,4 |
33,4 |
21,9 |
10,5 |
1,2 |
0 |
70 |
0 |
9,2 |
20,0 |
31,6 |
40,0 |
43,4 |
40,4 |
32,4 |
20,9 |
9,5 |
0 |
0 |
71 |
0 |
8,2 |
19,0 |
30,6 |
39,0 |
42,4 |
39,4 |
31,4 |
19,9 |
8,5 |
0 |
0 |
– bruk av fotocelle, der belysningsanlegget slås av når dagslystilskuddet alene dekker belysningsbehovet, se pkt. 42.
– automatisk dimmeanlegg, der den elektriske belysningen kompenserer for manglende dagslys ved å heve belysningsstyrken opp mot for eksempel 500 lux, se pkt. 43.
Vi har et cellekontor hvor det er installert 2 stk. 2 x 28 W lysrørarmaturer, som gir 500 lux på arbeidsplanet. Stedet er Oslo, og dagslysfaktoren er beregnet til 2 %. Vi finner årstabellen for Oslo i [523]. Vi tar utgangspunkt i at kontoret bare brukes innenfor vanlig kontortid, fra kl. 0800 til 1600. Utdrag av årstabellen er vist i tabell 42.
Hvis vi styrer belysningsanlegget med en fotocelle som slår av belysningen når dagslysnivået er over 500 lux innendørs, ser vi at i 606 timer av totalt 2 920 timer kan den elektriske belysningen være av. Dette vil si at i 2 920 - 606 = 2 314 timer må belysningen være tent. Med en energipris på 0,5 kr/kWh, og med et effektforbruk på 0,12 kW, koster belysningen oss:
2 314 timer/år ⋅ 0,12 kW ⋅ 0,5 kr/kW = 138,84 kr/år.
Hvis belysningen er tent hele tiden, vil kostnaden være:
2 920 timer/år ⋅ 0,12 kW ⋅ 0,5 kr/kW = 175,20 kr/år. Vi har her spart 21 % av energiforbruket og -kostnadene.
Varighetstabell/år for Oslo i tidsrommet kl. 0800–1600
Ehor i klux1) |
Antall timer |
Belysningsstyrken i lux innendørs når DF = 2 % |
= 0 |
2 920 |
= 0 |
> 0 |
2 775 |
> 0 |
> 2 |
2 538 |
> 40 |
> 4 |
2 358 |
> 80 |
> 6 |
2 130 |
> 120 |
> 8 |
1 959 |
> 160 |
> 10 |
1 799 |
> 200 |
> 15 |
1 416 |
> 300 |
> 20 |
969 |
> 400 |
> 25 |
606 |
> 500 |
> 30 |
379 |
> 600 |
> 35 |
231 |
> 700 |
> 40 |
123 |
> 800 |
> 45 |
46 |
> 900 |
> 50 |
4 |
> 1 000 |
1) 1 klux = 1 000 lux
Vi benytter samme eksempel som i pkt. 42, men med automatisk dimmeanlegg.
Vi ser av tabell 43 at det er tilstrekkelig dagslys i 606 timer, mens det i 969 timer må kompenseres med elektrisk belysning på 100 lux, som tilsvarer et effektforbruk på 0,024 kW. I den videre beregningen er det antatt at sammenhengen mellom avgitt belysningsstyrke og effektforbruk er proporsjonalt. Dette er ikke helt korrekt, men som overslagsberegning kan det aksepteres. Hvis vi sier at energiforbruket forandrer seg lineært fra 0 til 100 lux, vil vi i gjennomsnitt bruke 0,024/2 = 0,012 kW over hele perioden. Vi kan så lage følgende regnestykke:
(969 - 606) timer · (0,024/2) kWh = 4,36 kWh. Med en energipris på 0,5 kr/kW blir dette kr 2,18. Tabell 43 viser videre at den elektriske belysningen må være i en dimmetilstand tilsvarende 0,048 kW i 1 416 timer. Vi lager tilsvarende regnestykke:
(1 416 - 969) timer · (0,048 + 0,024)/2 kW = 16,09 kWh, osv. for alle verdiene i tabellen. Det totale regnestykket gir 156,1 kWh/år. Energiprisen/år blir 156,1 ⋅ 0,5 = 78 kr/år. I forhold til at belysningen står på hele tiden mellom kl. 0800 og 1600 (se pkt. 42), er energiforbruket redusert med 55 %. Vi ser at automatisk dimmeanlegg er den mest effektive metoden for å spare energi. Likevel er det liten økonomisk gevinst totalt sett, selv ved 55 % spart energimengde. Det er først når belysningsanlegget har en viss størrelse, for eksempel i større industribygg, at et automatisk dimmenanlegg kan forsvares økonomisk.
Varighetstabell/år for Oslo i tidsrommet kl. 0800–1600
Ehor i klux1) |
Antall timer |
Belysnings-styrke i lux innendørs når DF = 2 % |
Tilskudd fra elektrisk belys-ning i lux |
Effektfor-bruk i kW etter ned-dimming |
= 0 |
2 920 |
= 0 |
500 |
0,12 |
> 0 |
2 775 |
> 0 |
500 |
0,12 |
> 2 |
2 538 |
> 40 |
460 |
0,11 |
> 4 |
2 358 |
> 80 |
420 |
0,10 |
> 6 |
2 130 |
> 120 |
380 |
0,091 |
> 8 |
1 959 |
> 160 |
340 |
0,082 |
> 10 |
1 799 |
> 200 |
300 |
0,072 |
> 15 |
1 416 |
> 300 |
200 |
0,048 |
> 20 |
969 |
> 400 |
100 |
0,024 |
> 25 |
606 |
> 500 |
0 |
0 |
> 30 |
379 |
> 600 |
0 |
0 |
> 35 |
231 |
> 700 |
0 |
0 |
> 40 |
123 |
> 800 |
0 |
0 |
> 45 |
46 |
> 900 |
0 |
0 |
> 50 |
4 |
> 1 000 |
0 |
0 |
1) 1 klux = 1 000 lux
Det fins dataprogrammer som kan beregne sparepotensialet ved ulik måte å styre belysningen på. Figur 44 a viser et klasserom. Det er installert 12 stk. 2 x 36 W armaturer med elektronisk forkobling, slik at energiforbruket per armatur er ca. 60 W. Beregningsresultatet er vist i fig. 44 b.
Ved bruk av dataprogram er det mulig å gjennomføre mer avanserte styringsmetoder. Dette gjelder for eksempel situasjoner med blanding av ulike typer armatur som må styres forskjellig, blanding av dimbare og ikke-dimbare armaturer, eller situasjoner hvor bare deler av anlegget skal påvirkes av et styringssystem.
Fig. 44 a
Visualisering av klasserom. Det er montert 12 armaturer på 2 x 36 W i rommet.
Fig. 44 b
Energiberegning for rommet som er vist i fig. 44 a. Beregningen gjelder for Oslo fra kl. 0800 til 1600.
Dette bladet er revidert av Jonny Nersveen. Bladet erstatter blad med samme nummer utgitt i 2001. Fagredaktør har vært Anders Kirkhus. Faglig redigering ble avsluttet i november 2004.
© SINTEF Byggforsk
Materialet i dette dokumentet er omfattet av åndsverklovens bestemmelser. Uten særskilt avtale med SINTEF Byggforsk er enhver eksemplarfremstilling, tilgjengeliggjøring eller spredning utover privat bruk bare tillatt i den utstrekning det er hjemlet i lov eller tillatt gjennom avtale med Kopinor, interesseorgan for rettighetshavere til åndsverk. Utnyttelse i strid med lov eller avtale kan medføre erstatningsansvar, og kan straffes med bøter eller fengsel.
Høst 2004 ISSN 2387-6328
Vær obs på at anvisningen kan være utarbeidet i henhold til tidligere regelverk.
§ 14-1 Generelle krav § 14-2 Krav til energieffektivitet § 14-4 Krav til løsninger for energiforsyning