Valaistuksen energiatehokkuuteen vaikuttavat itse valaistusratkaisu – valonlähteet, valaisimet, ja valaistuksen toteutustapa – sekä valaistuksen käyttö. Valaisimen energiatehokkuuteen vaikuttavat lamppu, liitäntälaite ja optiikka. Huonojen lamppuvalintojen takia valovirta alenee merkittävästi, jolloin jo suunnitteluvaiheessa valaistusta joudutaan ylimitoittamaan. Myös ympäristöllä, johon valaistusta suunnitellaan, on suuri merkitys energiatehokkaaseen valaistusratkaisuun. Tilan pintojen väritys ja kalustus vaikuttavat valaistustehoon. Uudisrakennusta suunniteltaessa on myös otettava huomioon valaistuksen alenemakerroin, koska valon määrä muuttuu asennuksen vanhetessa lamppujen valovirran aleneman sekä huonepintojen ja valaistuslaitteiden likaantumisen ja kulumisen myötä. Tärkeimpänä valaistuksen energiatehokkuuteen vaikuttavana tekijänä on kuitenkin valaistuksen ohjaus. Huomioimalla ohjauksessa esimerkiksi päivänvalo ja läsnäolo, saadaan aikaan huomattavia säästöjä energiankulutuksessa.
Standardi SFS-EN 12464-1 antaa vähimmäisvaatimukset työalueelle, välittömälle lähiympäristölle, tausta-alueelle sekä huoneen seinille ja katolle. Haasteellisinta suunnittelijalle on työalueen koon ja paikan määrittäminen. Energiatehokkain ratkaisu on suunnitella valaistus muunneltavaksi, jos työalueen kokoa ja sijaintia ei ole tiedossa. Valaisemalla oikeaa paikkaa oikeaan aikaan, saadaan energiakulutusta pienennettyä. Muussa tapauksessa vaatima valaistus on toteutettava koko tilaan, mikä lisää energiankulutusta. Jokainen suunnitelma on yksilöllinen ja vaikka valaistuksellisesti ratkaisut olisivat toimivia, energiankulutukseltaan ne voi olla hyvinkin erilaisia. Tärkeää on muistaa valaistusta suunniteltaessa, että valaistuksen laadusta ei saa tinkiä energiankulutuksen alentamiseksi.
”SFS-EN 15193–2007 Rakennuksen energiatehokkuus, valaistuksen energiatehokkuus”-standardin tarkoituksena on saada aikaan yhtäläiset edellytykset ja menettelyt julkisten rakennusten valaistuksen energiatarpeen määrittämiseksi. Lisäksi tarkoituksena on määritellä laskentamenetelmä rakennuksen sisävalaistuksen energiankulutuksen laskemiseksi numeerisella valaistuksen energiatehokkuusindikaattorilla (LENI-luku). LENI-luku voidaan määritellä kahdella eri tavalla: mittaamalla tai laskemalla. Laskentamenetelmänä voidaan käyttää joko pika- tai tarkempaa menetelmää. Standardi antaa myös ohjeita valaistusryhmien energian erillismittauksista, joilla saadaan aikaan tietoa valaistuksenohjausjärjestelmän tehokkuudesta.
LENI-luku (Lighting Energy Numeric Indicator) kuvaa rakennuksen vuotuista valaistusenergiaa, joka ilmoitetaan muodossa kilowattituntia neliömetriä kohden vuodessa (kWh/m2/vuosi). LENI-luku lasketaan kaavalla 1
(1) ,jossa
LENI on rakennuksen sisävalaistuksen kokonaisenergiankulutusta kuvaava indeksi (kWh/m2/vuosi)
WKOK on valaistukseen käytetty vuotuinen kokonaisenergia (kWh/vuosi)
A on valaistu huoneistoala (m2)
Kaava ottaa huomioon kokonaistehon lisäksi myös todellisen käyttöajan. LENI-indeksiä voidaan käyttää valaistusenergian kulutuksen vertailuun, jos verrattavien rakennusten käyttötarkoitus on sama, mutta ne ovat erikokoisia.
Valaistusratkaisun energiatehokkuuden vertailu
Valotekninen analyysi
Tässä käydään läpi eri mittareita joilla voidaan valaistuksen energiatehokkuutta mitata. Tarkoituksena on saada jokaisesta mittarista ulos indeksiarvo, ja tämän jälkeen jokaisen mittarin indeksiarvot lasketaan yhteen ja siitä lasketaan keskiarvo. Tästä saadaan koko valaistusratkaisulle indeksiarvo joka kuvaa koko valaistusratkaisun energiatehokkuutta. Mittareiden indeksiarvon asteikko on 1-5. Mittaristoille saadaan tiedot valaistuslaskentaohjelman antamista tuloksista valaistussuunnitelmalle, joten kaiken perustana mittaristolle on se, että arvioitavasta kohteesta on saatavilla luotettavat tiedot valaisimista, tilan pinnoista ja valaisinsijoittelusta.
1) Valaistusvoimakkuus (lx)
Standardin SFS-EN 12464-1 antamiin vähimmäisvaatimuksiin pääseminen on tärkeää, koska se vaikuttaa positiivisesti näkömukavuuteen ja työskentelyyn. Toisaalta taas valaistusvoimakkuusarvojen liiallinen ylitys ei ole myöskään kannattavaa, koska se vaikuttaa suoraan valaistuksen energiankulutukseen ja häikäisyyn. Valaistusvoimakkuusarvo vaikuttaa valaistusratkaisun energiatehokkuuden kokonaisarvosanaan heikentävästi silloin, kun vähimmäisvaatimukset ylitetään merkittävästi.
2) Tasaisuus U0 (Emin/Em)
Valaistuksen tasaisuusvaatimusarvon ylityksellä ei ole merkittävää vaikutusta valaistuksen energiatehokkuuteen. Valaistuksen tasaisuuden ja energiatehokkuuden välillä on kuitenkin olemassa yhteys, sillä jos valaistusratkaisu on toteutettu valaisimilla joissa on pistemäisempi valonjakokäyrä, se yleensä tarkoittaa sitä, että valaisimia joudutaan asentamaan enemmän, jotta tilaan saadaan vaadittu tasaisuus. Tämä kasvattaa suoraan valaistusratkaisun investointikustannuksia. Toisaalta taas riittävä tasaisuus saavutetaan helpommin valaisimilla, joissa valonjakokäyrä on paljon laajempi ja valaisimet tuottavat myös epäsuoraa valaistusta. ”Tasaisuus”-mittari heikentää kokonaisindeksin lopullista arvosanaa vain, jos standardin antamat vaatimukset eivät täyty. Jos saatu tasaisuusarvo on 10 % standardin vaatimasta arvosta, niin silloin indeksiarvo laskee yhdellä. Indeksiarvo laskee aina 10 %:n välein.
3) W/m2/100lx
Tilan valaistusratkaisun energiatehokkuuden mittari on W/m2/100lx. Mittari kuvaa sitä, kuinka paljon sähkötehoa tarvitaan yhden neliömetrin valaisuun sataa luksia kohden. ”W/m2/100lx” - arvon saa DIALux-ohjelmasta, kun tilasta on tehty valaistuslaskenta. W/m2/100lx-mittarin indeksiarvo heikkenee, jos tilan/kohteen tavoitearvo ylitetään merkittävästi.
4) LENI-indeksi
Valaistuksen ohjauksella on suuri merkitys valaistuksen energiatehokkuuteen. Se vaikuttaa hetkelliseen valaistustehoon ja valaistuksen käyttöaikaan. Nämä ovat suoraan yhteydessä valaistusratkaisun energiankulutukseen. Valaistuksen ohjattavuutta tarkastellaan LENI-indeksillä koska se ottaa huomioon tilan käyttöajan, päivänvalon saatavuuden sekä valaistuksen ohjauksen.
Indeksiarvon määritellään laskemalla LENI-indeksi. LENI-indeksin laskemiseen tarvitaan tilan käyttöaika, käyttöaste (D5:sta), ohjauskerroin (D5:sta) ja W/m2/100lx-arvo. Mitä pienempi LENI-luku on, sitä paremman indeksiarvon mittari saa. Ohjattavuutta tarkasteltaessa laskennallisesti on kuitenkin huomioitava, että valaistuksenohjaus ei ole kannattavaa kaikissa tiloissa, joten niissä tiloissa ”LENI-indeksi”-mittari on jätettävä pois tai siitä ei saa rangaista.
5) UGR-indeksi
Mittaristo toimii UGR-indeksin osalta sillä tavalla, että indeksiarvon viisi saa, kun UGR-arvo on standardin vaatima enimmäisarvo tai sen alle. Jokaisesta enimmäisarvon yksikön ylityksestä vähenee yksi piste. Jos valaistuslaskentaohjelman antama UGR-indeksiarvo ylittää enimmäisarvon viidellä yksiköllä tai sen yli, mittari saa nolla pistettä ko. mittarin osalta.
Teknistaloudellinen analyysi
1) Investoinnin takaisinmaksuaika ja nykyarvo
2) Energiankulutus
3) CO2 - päästöt