Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Effekten av dagsljus- och närvarostyrd LED-belysning i en befintlig kontorsbyggnad ur energi-, ekonomi- och ljusmiljösynpunkt
Umeå University, Faculty of Science and Technology, Department of Applied Physics and Electronics.
2016 (Swedish)Independent thesis Advanced level (professional degree), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Implementation of LED lights and control systems in an existing office building: Investigation of its effect on energy consumption, economy and lighting environment (English)
Abstract [sv]

Energieffektiviserande åtgärder har stor betydelse för den totala effekten på vårt klimat. Lägre energiåtgång leder till reducerade koldioxidutsläpp och att naturens resurser inte belastas lika hårt. En av de mest kostnadseffektiva åtgärderna för att minska byggnaders miljöpåverkan har visats vara att investera i den energieffektiva belysningsteknik LED, och i kombination med dagsljus- och närvarostyrning finns en stor potential att spara energi.Syftet med detta examensarbete är att studera hur bland annat elförbrukningen, värme- och kylbehovet, ljusmiljön och driftkostnaderna för en belysningsanläggning påverkas av att byta ut traditionell belysning mot LED i befintliga kontorslokaler, samt implementering av dagsljus- och närvarostyrning. Detta har gjorts genom bland annat el- och ljusmätningar, flertalet datorsimuleringar, enkätundersökningar och intervjuer som en del i ett befintligt projekt med ÅF Lighting, som gick ut på att två olika LED-lösningar installerades på två kontorsplan på ÅF:s huvudkontor i Solna. Med hjälp av datorsimuleringar har undersökningar gjorts av bland annat kontorens tillgång till dagsljus i DIVA-for-Rhino, kontorens ljusnivåer i diaLUX, hur kyl - och värmebehovet påverkas i IDA ICE 4.7, ekonomiska besparingar i ecoCALC samt belysningens elförbrukning i Mitec Monitor.Elmätningar under en månad av de nya belysningsanläggningarna på plan 5 och plan 10 visade på en reducering av belysningens elförbrukning på 71,6 % respektive 68,1 % under denna period.Energisimuleringar över ett år i IDA ICE visade att den totala energianvändningen för båda kontorslandskapen reducerades med cirka 12-14 % efter bytet till LED-belysningen och implementeringen av dagsljus- och närvarostyrning. Största faktorn till denna besparing är att kylbehovet för plan 5 och plan 10 kunde reduceras med 19 % respektive 17 %, eftersom den mer energieffektiva belysningen och styrningen av denna genererar mindre värme än den befintliga belysningen. Simuleringarna visade även att belysningens totala årliga elförbrukning reducerades med 70 % på plan 5 och 63 % på plan 10.En grundlig LCC för de nya belysningslösningarna på plan 5 och plan 10 visade att investeringskostnaderna för de nya LED-lösningarna är högre än den totala driftkostnaden över livscykeln för den befintliga belysningen. Dock är driftkostnaderna för de nya lösningarna mindre än en tredjedel av kostnaderna att driva den befintliga belysningen, och de totala koldioxidutsläppen kan reduceras med närmare 70 % i och med utbytet.Denna fallstudie har visat att det finns enorm potential att spara energi och minska driftkostnaderna genom att investera i energieffektiv LED-belysning i kombination av dagsljus-och närvarostyrning, samtidigt som det kan ha positiv inverkan på ljusmiljön. Dock är investeringskostnaderna av de nya LED-lösningarna för stora för att installation av just dessa lösningar ska vara ekonomiskt försvarbart idag.

Abstract [en]

An important measure to reduce buildings’ environmental impact is to make the artificial lighting more effective, which is the biggest electricity consumer of Swedish office buildings and accounts for more than 30 % of the total electricity consumption.A case study has been carried out in this master thesis as a part in an existing project with ÅF Lighting, where new strategic avenues has been explored in which to combine day- and electrical light in office landscapes in a smarter, more energy-efficient manner and at the same time improve the lighting environment.Two office spaces at the own head office of ÅF in Solna, Stockholm has been used in the case study, where two different LED lighting solutions got installed. One with pendant luminaries, desk lamps and downlights, and one with only recessed luminaires.Through several computer simulations, electricity and light measurements, questionnaires, interviews etc., it has been investigated how the heat and cooling load, electricity consumption, lighting quality and operating costs has been affected of the change of the lighting system. The lighting environment, daylight conditions, heat and cooling load, economical savings and electricity consumption for the two offices has been investigated in diaLUX, DIVA-for-Rhino, IDA ICE 4.7, ecoCALC and Mitec Monitor, respectively. The electricity measurements showed that the lighting solutions’ electricity consumption got reduced with 71,6 % on floor 5 and 68,1 % on floor 10 with the new LED lighting solutions and control systems during the investigated month.Through the IDA ICE energy simulations over a year it was shown that the total yearly cooling load to floor 5 and floor 10 got reduced with 19 % and 17 %, which can be explained by the lesser heat gain from the more energy efficient lighting and the controlling of this. Though a small increase in heating load, the total energy consumption got reduced with around 12-14 % on both floors. The simulations also showed that the total electricity consumption of the lighting got reduced with 70 % for floor 5 and 63 % for floor 10 after the change to the new LED lighting solutions and implementation of control systems.The LCC for the new lighting solutions showed that these have a higher investment cost than the total operation cost for the existing solution over the life cycle. However, the costs to run the LED solutions are less than a third of the operation costs for the existing solution, and after the exchange the carbon dioxide emissions can be reduced with close to 70 %.Through this case study it has been shown that the energy consumption from lighting can be highly reduced with the installation of energy efficient lighting in combination with smart control systems, and it can also have a positive effect on the lighting environment. However, the high investment costs of the LED solutions lead to the conclusion that installation of these solutions today is not economically justifiable.

Place, publisher, year, edition, pages
2016. , 71 p.
Keyword [sv]
belysning, LED, energi
National Category
Energy Systems
Identifiers
URN: urn:nbn:se:umu:diva-121926OAI: oai:DiVA.org:umu-121926DiVA: diva2:935381
External cooperation
ÅF
Subject / course
Energiteknik
Educational program
Master of Science Programme in Energy Engineering
Supervisors
Examiners
Available from: 2016-06-13 Created: 2016-06-10 Last updated: 2017-02-07Bibliographically approved

Open Access in DiVA

No full text

By organisation
Department of Applied Physics and Electronics
Energy Systems

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 401 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf