Tomaten varen er wel bij; het spelen met lichtspectra, lichtintensiteit en -dosering. Ook mensen hebben baat bij licht dat meebeweegt met hun biologisch ritme. ‘Human Centric Lighting verbetert ons gemoed, ons welzijn en ons visueel -comfort. Helaas past het niet altijd in de trend van energiebesparing en weten voorschrijvers nog te weinig van de mogelijkheden en de randvoorwaarden.’ Dat zegt de Vlaamse scheikundige Catherine Lootens. Als clustermanager van branchevereniging Groen Licht Vlaanderen vormt ze de verbindende schakel tussen de wetenschap en de waardeketen van verlichting.
Catherine Lootens staat op de loonlijst van het Laboratorium Lichttechnologie bij de Katholieke Universiteit Leuven - campus Gent. Niet als onderzoeker of docent, maar als manager van de Vlaamse vereniging Groen Licht Vlaanderen, die samenwerking aan ‘kwalitatieve, integratieve en geconnecteerde verlichting’ stimuleert. Leden zijn fabrikanten, architecten, installateurs, ontwerpers, groothandels en kennisinstellingen. In totaal zijn het er ruim tachtig, waaronder ook grote namen als Signify en Trilux. Ze wisselen kennis en ervaringen uit, volgen webinars en opleidingen van de vereniging en onderzoeken samen actuele thema’s en innovaties.
Onder het motto ‘Led’s connect’ is Groen Licht Vlaanderen een belangrijke aanjager geworden van het samen werken aan verlichtingsinnovatie. De focus ligt momenteel op led-optimalisatie, lichtregelingen, dynamische verlichting en Human Centric Lighting.
Dominante technologie
De uitrol van led was de afgelopen jaren de belangrijkste ontwikkeling in de verlichtingswereld. Lootens: ‘Led blijft voorlopig de dominante technologie. Veel efficiënter zullen leds niet meer worden en het thermisch beheer is nu ook wel redelijk onder controle, maar de kwaliteit valt nog wel te verbeteren. We hebben vooral betere drivers nodig en de wetenschap zoekt nog altijd naar oplossingen voor bepaalde hiaten in het kleurenspectrum. Want in het spectrum waar ons oog het gevoeligst voor is, namelijk groen, is led nu juist het minst efficiënt.’
‘Led is een lichtbron die maar één kleur geeft. We maken wit licht door fosforen toe te voegen die wit creëren uit een combinatie van meerdere kleuren. Fosfor is een moeilijke en beschermde chemie die weinig ruimte geeft voor optimalisatie. Wel kunnen we op dat vlak het een en ander verwachten van de ontwikkeling van quantum dots, als alternatief voor fosfor. Met deze halfgeleiderdeeltjes kunnen we licht met een korte golflengte – zoals blauw – omzetten naar groen.’
Ook de ontwikkeling van laserdiodes volgt Lootens op de voet. ‘Onze collega’s op het lab van KU Leuven doen veel onderzoek naar de mogelijkheden van laserdiodes. De automotive industrie is daar al ver mee, maar in de gebouwde omgeving kan het ook kansen bieden.’
Laserdiodes zijn krachtige lichtbronnen die een oplossing bieden voor bepaalde beperkingen van led, zo geeft ze aan. Zo zijn ze kleiner en brengen ze meer licht op met een lager energiegebruik. In theorie zou één laserdiode een hele verdieping kunnen verlichten, waarbij een glasvezelkabel de krachtige lichtstralen kan transporteren.
‘Net als een kop koffie kan een lichtstoot van 1.000 lux iemand snel weer wakker schudden’
Lichtregeling
Maar voorlopig blijft led dus de markt bepalen. De technologie wordt steeds beter en goedkoper en bovendien zijn leds gemakkelijk te sturen. Dat maakt ze interessant voor gebouwen die aan energieprestatie-eisen moeten voldoen. ‘Lichtregelingen hebben in het kader van energie-efficiëntie een enorm potentieel. Kantoren en andere utiliteitsgebouwen halen het verplichte energielabel niet eens meer zonder een slimme regeling. Maar die systemen liggen best lastig. Vooral in het middensegment.’
‘Op een of andere manier kan de eindklant de wensen niet omschrijven en begrijpen de voorschrijvers de behoeften van de klant niet voldoende. Ook zie je dat meerdere partijen – installateurs, systeem integratoren en leveranciers – allemaal apart hun ding doen zonder als partners op te treden richting de klant. Dan komt er een lichtinstallatie met een regeling uit en vervolgens ziet de klant de uitvoerders niet meer. Als er dingen fout gaan of de techniek niet doet wat het moet doen, dan beseft de klant dat vaak niet. Het komt voor dat daardoor niet aan de verwachte energiebesparing of wensen wordt voldaan. Maar omdat niemand begrijpt hoe het werkt, kijkt niemand er naar om. En opvolging van de uitvoerders is er meestal niet.’
Lootens ziet Dali als het meest voor de hand liggende lichtmanagementsysteem voor kantoren, scholen en ziekenhuizen. ‘KNX legt de focus meer op HVAC; verlichting is daar een ondergeschikt onderdeel. DMX is puur voor podia en het aanlichten van gebouwen. Dali is een volwassen en evoluerend protocol dat voldoende gateways biedt naar andere systemen en over gecertificeerde componenten beschikt. Vooral de nieuwe versie, Dali 2, biedt optimale interoperabiliteit. Ik raad wel aan om bij toepassing van Dali de full option te bieden, in plaats van losse deeltjes. Alleen zo benut je de kansen optimaal.’
Integratieve verlichting
De belangrijkste nieuwe mogelijkheid met verlichting vindt Lootens die van Human Centric Lighting (HCL). Het gaat hier om het personaliseren van verlichting, aangepast aan het zichtvermogen, de leeftijd, het persoonlijke gemoed en/of de uit te voeren activiteiten, met als doel om het visueel comfort en het welzijn van het individu te optimaliseren.\
‘Wij noemen het ook wel integratieve verlichting. We mogen dit niet verwarren met tunable light, ofwel dynamische verlichting. Daarbij gaat het meer om sfeer maken met aanpasbare lichtscenario’s, puur op kleurtemperatuur. Zoals in restaurants en evenementenzalen, of musea die wisselende kunstwerken steeds op een andere manier willen uitlichten. Bij HCL gaat het om een samenspel van spectrum, dosering in intensiteit en de lichtval op het oog. Op basis van een combinatie van technologie en lichtregelsystemen.’
Lichtstoot
Hoewel de bewijskracht in veel gevallen nog ontbreekt, is de clustermanager overtuigd van de werking van HCL. ‘Met HCL kunnen we ervoor zorgen dat mensen op het juiste moment de juiste verlichting toegediend krijgen. Dat kan helpen om op lange termijn je bioritme in stand te houden, beter te slapen en agressie of angst te verminderen en op korte termijn om je beter te concentreren.’
‘Bij scholen en verzorgingshuizen is het positieve effect al voldoende bewezen. Op school heb je meer licht nodig bij een veeleisende wiskundetoets dan tijdens het knutseluurtje. In verzorgingshuizen krijgen dementerende ouderen in de ochtend extra licht toegediend, zodat ze later op de dag rustiger zijn en minder kalmerende medicatie nodig hebben. Ook het slaappatroon verbetert significant. Maar het is ook heel interessant op kraamafdelingen om baby’s te laten wennen aan het natuurlijke ritme van dag en nacht, in plaats van ze af en toe af te dekken om niet steeds in het licht te hoeven kijken.’
‘Bij kantoren kan het als instant effect ook helpen om te voorkomen dat mensen na de lunch in een energiedip geraken. Net als een kop koffie kan een lichtstoot van 1.000 lux iemand snel weer wakker schudden.’
Ook in vergader- of conferentieruimtes die soms hele dagen in gebruik zijn en doorgaans weinig daglicht krijgen, is het belangrijk om licht zodanig te doseren dat mensen daar aan het eind van de dag niet afgepeigerd uitkomen. ‘Signify heeft daar een systeem voor: Nature Connect. Een led verlichtingstoestel en een ingebouwd regelsysteem dat met spectrum en intensiteit het ritme van de zon volgt en je het gevoel geeft dat je je buiten bevindt, bij mooi weer.’
‘Omdat licht vaak een sluitstuk is, zie je veel slordig werk’
Energiebesparing
De tuinbouw zet deze technologie op een vergelijkbare manier in om de plantengroei te bevorderen, door gedurende de dag en de seizoenen ledlicht in te zetten in afgepaste sterktes en kleurspectra. ‘Net als planten functioneren mensen optimaal bij de juiste lichtreceptuur. Maar helaas wordt het in de gebouwde omgeving vaak niet correct aangeboden en toegepast. Door het te verwarren met tubable light blijven veel mogelijkheden onbenut. Daarbij komt dat het er in kantooromgevingen lastig doorheen te krijgen is omdat HCL duurder is in aanschaf en doorgaans iets meer energie gebruikt.’
‘Men zal de systemen wat groter dimensioneren om af en toe grotere vermogens in te kunnen zetten, en er zijn vaak meer armaturen voor nodig. Voor energieprestaties kan dat een probleem geven, omdat die op geïnstalleerd vermogen worden berekend. Je zal het volledige vermogen natuurlijk maar zelden inzetten, want na een tijdelijke lichtstoot van 1.000 lux in de ochtend kun je nadien weer terug dimmen naar 500 lux, voor langere tijd.’
‘Een ander knelpunt is dat Arbo-regelgeving slecht uit de voeten kan met de flexibiliteit van HCL. Die geven standaardwaardes op voor verlichting op de werkplek. Het is uiteindelijk vooral interessant voor gebouwen waar mensen 90 procent van hun tijd doorbrengen, zoals verzorgings- en detentiehuizen.’
Ruimtereservering
Persoonlijke controle over de hoeveelheid licht op onze werkplek, lijkt vooralsnog toekomstmuziek. In dat geval zou een oudere werknemer die zich concentreert op bouwtekeningen wat meer licht kunnen vragen en de jonge collega naast hem die de hele dag aan de telefoon zit, juist wat minder, of van een andere kleurtemperatuur. Wel ziet Lootens kansen in slimme sturingen op basis van ruimtereserveringssystemen.
‘Je kan moeilijk van je oudere werknemers vragen om allemaal in een hoekje bij elkaar te gaan zitten zodat je daar wat meer licht in kan zetten bij het begin van de dag. Wel wordt het steeds eenvoudiger om via reserveringssystemen te herkennen wie er gebruik gaat maken van bepaalde ruimtes. Daarop zou een intelligente regeling de verlichting automatisch kunnen aanpassen aan zijn of haar wensen of behoeftes. Dat zal voorlopig alleen een optie zijn in geavanceerde smart buildings met een voorbeeldfunctie.’
Data cruciaal
Lichtsystemen zijn vaak een sluitstuk in het gebouwontwerp, merkt Lootens tot haar spijt. ‘Dan is aan alles gedacht en bedenkt men ineens: oh ja, er moet ook nog licht in. Maar dan is er nog weinig budget over en ben je te laat om een goed doordacht en functioneel ontwerp te maken. Daarvoor moet je echt aan het begin al nadenken over de samenhang met de kleur van de muren, het meubilair, de technische infrastructuur en de voorzieningen voor daglicht en zonwering.’
‘Omdat het een sluitstuk is, zie je ook veel slordig werk in de praktijk. Plafonds die vol gegooid worden met verblindende led-tegels, te grote contrasten, rechtstreekse inkijk in lichtbronnen, inzet van warm licht in ruimtes met veel daglicht. Daar is dan hooguit een DIAlux-berekening op los gelaten, zonder naar de context te kijken.’
Lichtontwerp zal ook vaker onderdeel moeten gaan uitmaken van een BIM. ‘Daarvoor is vroeg starten een must. Maar ook moet er directe data-overdracht mogelijk zijn. Nu moet men alles vaak nog twee keer doorrekenen; één keer in DIAlux en één keer in Revit. Kantoren en ziekenhuizen gaan zelfs al met digital twins werken. Daar hoort ook verlichting in. Data wordt dus cruciaal.’
Light as a service
In het ontwerp zal ook circulariteit een grotere rol moeten krijgen. Lootens: ‘Dat wordt echt booming de komende jaren. Leds geïntegreerd in armaturen? Dat kan echt niet meer. Eén ledje kapot en je hele armatuur is waardeloos. Alles moet op den duur losmaakbaar, vervangbaar of ombouwbaar zijn. Daar zullen we ook de regels voor moeten aanpassen. Want alle armaturen zijn nu wel voorzien van CE-markering, maar wat als je ze gaat aanpassen of ombouwen?’ Vanuit de circulaire gedachte zal het concept ‘Light as a service’ meer van de grond gaan komen, verwacht Lootens. ‘Dat is meerledig positief. Leveranciers gaan meer producten terugnemen, refurbishen en of recyclen. De gebouweigenaar hoeft niet zelf te investeren in de installatie en geniet volledige ontzorging tijdens de hele levensduur. Dat zal leiden tot betere kwaliteit en prestaties, omdat de fabrikant of leverancier de producten consequenter zal controleren en onderhouden.’