Energieeffizienz: Moderne Lichttechnik spart
Zu den Qualitätsmerkmalen einer Beleuchtungsanlage zählt ein geringer Energieverbrauch. Effiziente Lichttechnik und die intelligente Nutzung von Tageslicht und Präsenzzeiten schonen die Umwelt und senken die Kosten.
Nach Angaben der Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen beträgt der Anteil der Beleuchtung am deutschen Stromverbrauch 13 Prozent. Davon entfallen etwa 85 Prozent auf professionelle Beleuchtung, wie für Licht in der Industrie, in Handel und Gewerbe, Behörden und Verkehr (Energieeffizienz in Zahlen, Februar 2023). Die übrigen 15 Prozent werden für die Beleuchtung privater Haushalte verbraucht. Die jährlichen Stromkosten für die Beleuchtung in Nichtwohngebäuden betragen etwa zwölf Milliarden Euro.
Komponenten effizienter Beleuchtung
Durch den konsequenten Wechsel zu moderner Lichttechnik kann der Energiebedarf für Beleuchtung um bis zu 85 Prozent im Innenbereich gesenkt werden und um 80 Prozent im Außenbereich. Effiziente LED-Lichtquellen punkten auch mit hoher Lichtqualität. Weitere Komponenten einer effizienten Beleuchtung sind:
- Qualitätsleuchten mit hohen Betriebswirkungsgraden, geringem Lichtstromrückgang über die Zeit und optimierter Lichtlenkung, bei denen alle Komponenten – vom Gehäuse über die Steuerung bis zur Lichttechnik – fachgerecht aufeinander abgestimmt sind.
- Elektronische Betriebs- und Vorschaltgeräte mit langer Lebensdauer und geringer Ausfallrate
- Lichtmanagementsysteme mit den Möglichkeiten, Leuchten einzeln oder in Gruppen unabhängig voneinander zu dimmen und zu steuern sowie Tageslicht und Raumbelegung einzubeziehen.
Wer Leuchten mit einer höheren Schutzart als eigentlich notwendig einsetzt, spart zusätzlich Energie: Weil sie länger sauber bleiben, erhöht sich der Wartungsfaktor und es kann ein niedrigerer Anfangswert der Beleuchtungsstärke bei gleichem Wartungswert gewählt werden. Dazu ist mit dem höheren Wartungsfaktor eine geringere Anzahl von Leuchten erforderlich.
Wichtig: Beleuchtungsqualität einhalten
Sparmaßnahmen dürfen aber nicht zulasten der Lichtqualität gehen. So müssen Arbeitsplätze nach der Arbeitsstättenrichtlinie ASR A3.4 ausreichend Tageslicht erhalten und mit einer angemessenen künstlichen Beleuchtung ausgestattet sein. Und DIN EN 12464-1 fordert, das künstliche Licht mit möglichst geringem Energieaufwand zu erzeugen. Aber unter der Vorgabe, „keinen Kompromiss zu Lasten der lichttechnischen Gütemerkmale ... einzugehen, nur um den Energieverbrauch zu senken“ (Ziffer 6.4).
Somit wird deutlich: Eine gute Beleuchtungsanlage ist energieeffizient – und berücksichtigt ebenso die visuellen, emotionalen und biologischen Wirkungen von Licht.
Energieeffizienz und Nachhaltigkeit im Fokus der Gesetzgebung
Energieeffizienz, Nachhaltigkeit und Kreislaufwirtschaft sind politisch erwünscht und deshalb gesetzlich verankert. Die Europäische Union hat dabei ein festes Ziel vor Augen: Sie will mit dem Green Deal ihre Netto-Emissionen von Treibhausgasen auf null reduzieren und als erster „Kontinent“ bis 2050 klimaneutral werden.
In Nachhaltigkeitsberichten dokumentieren Unternehmen, dass ihre Investitionen und Handlungen mindestens eines der sechs EU-Umweltziele erfüllen:
- Klimaschutz
- Anpassung an den Klimawandel
- nachhaltige Nutzung von Wasserressourcen
- Wandel zu einer Kreislaufwirtschaft
- Vermeidung von Verschmutzung und Schutz von Ökosystemen
- Biodiversität
Zur Klimaneutralität beitragen sollen auch die European Sustainability Reporting Standards (ESRS). Sie bilden einen einheitlichen Reporting-Rahmen für Environment, Social und Governance (ESG) in der EU. Die heutige Lichttechnik ist nachhaltig und deshalb ein Faktor in der transparenten Kommunikation der ESG-Kriterien.
Umweltproduktdeklaration (EPD)
Die Umweltproduktdeklaration (Environmental Product Declaration, EPD) ist ein überprüftes Dokument, das die Umweltauswirkungen des Lebenszyklus eines Produkts zusammenfasst. Die Ergebnisse einer Ökobilanz können in einer EPD dargestellt werden.
Die wachsende Nachfrage nach Umweltproduktdeklarationen treibt weltweit lokale Initiativen an, die Anforderungen an Lebenszyklusanalysen und EPD für Beleuchtungsprodukte zu konkretisieren, durch sogenannte produktspezifische Regeln. Eine internationale Standardisierung zur Berechnung von EPD wurde von der International Electrotechnical Commission (IEC) angestoßen. Sie basiert auf den produktspezifischen Regeln für Leuchten PSR 0014 (Product Specific Rules, PSR) der französischen Umweltschutzorganisation PEP Ecopassport (PEP = Product Environmental Profile).
EPD basieren in ihrer Erstellung auf der Methodik zur Lebenszyklusanalyse (Life Cycle Assessment, LCA) und bieten damit eine quantitative Grundlage für den Vergleich der Umweltauswirkungen von Produkten und Dienstleistungen. Sie werden gemäß dieser relevanten Standards erstellt:
- Für die Baubranche: DIN EN ISO 14025 und DIN EN 15804
- Für die Elektronikbranche: DIN EN ISO 14025 (Typ-III-Umweltdeklaration) und DIN EN ISO 14040/44 (Ökobilanz), Programme wie beispielsweise PEP Ecopassport basieren auf diesen Normen.
Sanierungsbedarf durch das Aus für konventionelle Lampen
Konventionelle Leuchtmittel sind Geschichte. Die EU-Gesetzgebung verfolgte damit zwei Ansätze: Die Ökodesignverordnung verbannte ineffiziente Produkte; die EU-Richtlinie 2011/65/EU zur Begrenzung gefährlicher Stoffe in Elektro- und Elektronikgeräten (Restriction of the use of certain Hazardous Substances in electrical and electronic Equipment, RoHS) hob größtenteils bereits die Ausnahmeregelungen für die Verwendung von Quecksilber in Entladungslampen auf.
Das erzeugt Sanierungsdruck: Wenn es die jahrelang genutzte Lampe nicht mehr gibt, kann die gesamte Beleuchtung auf den Prüfstand gestellt und ein neues Lichtkonzept mit Lichtmanagement umgesetzt werden.
Weitere Informationen finden sich im Whitepaper des ZVEI Umrüstung von Leuchten.
Gebäudeenergiegesetz (GEG)
Das Gebäudeenergiegesetz (GEG) ist die deutsche Umsetzung der europäischen Richtlinie 2010/31/EU EPBD (Energy Performance of Buildings Directive) und Nachfolger der EnEV. Es ebnet seit 2020 den Weg für effiziente Beleuchtungsanlagen mit modernem Lichtmanagement.
Die zuvor parallelen Bestimmungen zum Energieeinsparungsgesetz (EnEG), der Energieeinsparverordnung (EnEV) und des Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG) wurden mit dem GEG in einem gemeinsamen Regelwerk zusammengeführt. Es stellt Anforderungen an die zu verwendende Technologie für Leuchten und Steuerung in Nichtwohngebäuden. In einem Berechnungsmodell wird der Energieverbrauch des geplanten Neubaus mit einem Referenzgebäude verglichen. Mit der Berechnung wird der Primärenergiebedarf ermittelt – nach DIN V 18599 „Energetische Bewertung von Gebäuden – Berechnung des Nutz-, End- und Primärenergiebedarfs für Heizung, Kühlung, Lüftung, Trinkwarmwasser und Beleuchtung“ – und im Anschluss genehmigt. Derzeit gültig ist DIN V 18599 aus dem Jahr 2018. Bei Verkauf oder Vermietung eines Gebäudes muss ein gültiger Energieausweis vorliegen.
EU-Gebäuderichtlinie EPBD
Gebäude sind die größten Energieverbraucher und stellen nach Angaben des Bundesministeriums für Wohnen, Stadtentwicklung und Bauwesen (BMWSB) etwa 40 Prozent des gesamten Energiebedarfs in Europa dar. Der EU zufolge wurden etwa 85 Prozent aller Gebäude vor dem Jahr 2001 errichtet und die meisten davon weisen eine schlechte Energieeffizienz auf. Um die Energie- und Klimaziele in der EU zu erreichen, sind daher Renovierungsmaßnahmen nötig.
Die neue EU-Richtlinie über die Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden EPBD soll Abhilfe schaffen, indem sie Mindestanforderungen an die Energieeffizienz festlegt. Auch Lichtsteuerungssysteme spielen in der EPBD eine Rolle. Sie können die Anforderungen der Richtlinie an Gebäude- und Steuerungssysteme bestens erfüllen.
EPBD-Ausgabe 2024: Überarbeitung der Richtlinie
Im Frühjahr 2024 hat die EU eine überarbeitete Fassung der Richtlinie veröffentlicht – mit dem Ziel, den CO2-Fußabdruck des Gebäudesektors deutlich zu verringern. Gleichzeitig soll sie den Einsatz intelligenter, innovativer Technologien zur Verbesserung der Luft- und Umweltqualität in Innenräumen fördern. Die aktualisierte Richtlinie schreibt Mindestanforderungen an die Energieeffizienz für Renovierungen sowie Neubauten von Wohn- und Nichtwohngebäuden vor und enthält einen Zeitplan für Energieeinsparziele. Diese Anforderungen müssen bis spätestens Frühjahr 2026 in nationales Recht der EU-Mitgliedstaaten überführt werden.
Neue EPBD-Anforderungen an Gebäudeautomations- und Steuerungssysteme
Heizung, Raumkühlung, Belüftung, Warmwasserbereitung und fest installierte Beleuchtung gelten als Technische Gebäudeausrüstung (TGA) und tragen zum Energieverbrauch eines Gebäudes bei. Systeme, die diese Funktionen steuern und verwalten, werden als Gebäudeautomations- und Steuerungssysteme (Building Automation and Control Systems, BACS) bezeichnet. Zur Steuerung und Reduzierung ihres Energieverbrauchs enthält die überarbeitete EPBD spezifische Anforderungen. Ein Lichtsteuerungssystem zur Regelung fest installierter Beleuchtung gilt als BACS. Das bedeutet: Ein Gebäude kann mehrere BACS einsetzen, um unterschiedliche TGA-Funktionen zu verwalten – es muss nicht ein System für alles sein.
Anforderungen an BACS
Artikel 13 der EPBD 2024 legt spezifische Kriterien fest, die EU-Mitgliedstaaten bei der Festlegung nationaler Anforderungen zur Optimierung des Energieverbrauchs der technischen Gebäudeausrüstung für Bestands- und neue Nichtwohngebäude berücksichtigen müssen. Abschnitt 10 bezieht sich explizit auf Gebäudeautomations- und Steuerungssysteme. Sie müssen in der Lage sein,
- „den Energieverbrauch kontinuierlich zu überwachen, aufzuzeichnen, zu analysieren und eine Anpassung zu ermöglichen“.
- „die Energieeffizienz des Gebäudes zu bewerten, Effizienzverluste der technischen Gebäudeausrüstung zu erkennen und die zuständige Person für das Facility- oder technische Gebäudemanagement über Möglichkeiten zur Effizienzsteigerung zu informieren“.
- „mit angeschlossenen technischen Systemen und weiteren Geräten im Gebäude zu kommunizieren und mit verschiedenen proprietären Technologien, Geräten und Herstellern interoperabel sein“.
- „ab dem 29. Mai 2026 die Überwachung der Innenraumluftqualität zu ermöglichen“.
Abschnitt 12 beschreibt zudem die Kriterien und Anwendungsfälle, in denen Lichtsteuerungen vorgeschrieben sind. Automatische Lichtmanagementsysteme müssen entsprechend zoniert sein, über eine Anwesenheitserkennung verfügen und bis zu den folgenden Fristen umgesetzt werden:
- bis 2028 für Nichtwohngebäude mit einer installierten Heiz-, Kühl- oder Lüftungsleistung von mehr als 290 Kilowatt
- bis 2030 für Nichtwohngebäude mit einer installierten Heiz-, Kühl- oder Lüftungsleistung von mehr als 70 Kilowatt
Smart Readiness Indikator – wie smart ist ein Gebäude?
Die überarbeitete EPBD enthält eine neue Größe zur Förderung intelligenter Gebäudetechnologien: den Smart Readiness Indicator (SRI). Er bewertet, inwieweit ein Gebäude in der Lage ist,
- seine Energieeffizienz und den Energieverbrauch zu optimieren,
- seinen Betrieb an die Bedürfnisse der Nutzer anzupassen
- und auf Signale des Energienetzes flexibel zu reagieren.
Er umfasst einen Katalog von „Smart Ready“-Diensten in neun technischen Bereichen. Dazu zählen: Heizung, Kühlung, Warmwasserbereitung, Lüftung, Beleuchtung, dynamische Gebäudehülle, Stromversorgung, Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge sowie Überwachung und Steuerung. Tabelle 2.1 bewertet Funktionen zur „Anwesenheitserkennung bei Innenraumbeleuchtung“ auf einer Skala von null bis drei – von nicht smart bis maximal smart.
Funktionalitätsniveau
Eine SRI-Bewertung, die zur Einstufung des Beleuchtungsbereichs eines Gebäudes erforderlich ist, besteht darin, die Leistung der definierten Smart Ready Services im Vergleich zu den folgenden sieben angestrebten Wirkungsbereichen intelligenter Gebäude zu bewerten:
- Energieeffizienz
- Wartung und Fehlererkennung
- Komfort
- Nutzerfreundlichkeit
- Gesundheit, Wohlbefinden und Barrierefreiheit
- Information für die Nutzer
- Energieflexibilität und -speicherung
Das Ergebnis dieser Bewertung wird in einem zusammengefassten Gesamt-SRI-Gebäudewert ausgedrückt, der das Ausmaß der implementierten Smart Ready Services widerspiegelt.
Jedes Funktionalitätsniveau eines Smart Ready Service hat jeweils eigene Einzelbewertungen für die sieben zuvor genannten adressierten Wirkungskriterien, die in Stufe 0 bis 3 eingeteilt werden.
Lichtsteuerungen
Die Wahl des Beleuchtungssystems in Neubauten und bei Renovierungen spielt eine zentrale Rolle – insbesondere zur Reduzierung des CO2-Fußabdrucks und für die Einhaltung der EPBD-Vorgaben. LED-Leuchten mit einem Lichtsteuerungssystem, die automatisch das Beleuchtungsniveau nach Anwesenheit oder Tageslicht anpassen, tragen erheblich zur Energieeinsparung bei und helfen, Nachhaltigkeitsziele zu erreichen.
