Page 1

Driving Down Energy Costs with  Advanced Lighting Controls April 2011

Why are Lighting Controls Important for Energy  Management • Lighting comprises an average of 37% of a typical  commercial building’s energy consumption • Typically the largest energy load

• Lighting efficiency measures traditionally restricted to  high performance lamps/ballasts and conventional low  voltage controls and sensors • Lighting has historically not been considered to be a  “controllable” building load for demand management  purposes

Market Drivers For Greater Lighting Efficiency and  Integration • Building Standards: – New  ASHRAE 189.1 and Title 24 (California) • EPACT / National energy codes • Emergence of LEED as the dominant green building standard  • Rising energy costs / Peak pricing • Demand response initiatives expanding nationally • Move towards sustainable intelligent buildings

Conventional Lighting Controls • Low voltage relay based controls – Most prevalent form of facility wide lighting  control – Turn lights on/off by lighting circuit/switch  leg (zone) based on time schedule  • Occupancy Sensors – Automatically turn lights off if occupancy is  not detected – Local controls only – no sharing of data with  centralized control system or other building  systems

Limitations of Conventional Lighting  Controls • No ability to control fixtures addressably – zoning  restricted to lighting circuiting  • No workspace or task specific control i.e. tuning light  levels based on use • Lack of centralized “intelligence” to allow deployment of  advanced energy management strategies  • No integration or sharing of data with other building  systems such as HVAC, Security and Fire

Emergence of Addressable Dimming Controls • Addressable control capabilities – switching/dimming  • Centrally managed facility wide control systems designed  specifically for energy management  • Bring control point down to individual fixture level via  unique address • Controlled through front end software and integrated  with BAS and other building systems


DAYLIGHT HARVESTING • Artificial lighting levels are automatically adjusted to take  into account ambient natural sunlight • Level of daylight harvesting is varied based on proximity of  fixture to window • Soft association of sensors to                                   fixtures via software • Much greater opportunity to                                      enjoy daylighting savings than                                   conventional analog controls

SMART TIME SCHEDULING • Lights can be scheduled to be turned on/off by zones as  small as an office, workstation or even a light fixture • Lighting schedules are automatically extended in the event  that after hours occupancy is                                    detected via the “virtual                                                          occupancy sensor” feature                                                         (detects PC activity)

TASK TUNING • Setting default light levels to suit the particular task or use of  a workspace • Generally, lights are set at full light output 100% of the time • Light levels are “tuned” by individual fixture throughout a  facility (through dimming or                                     addressable switching) • Built in flexibility – can retune                                                      light levels via software as                                     building usage changes

OCCUPANCY CONTROL • Lights are automatically turned on or off based on occupancy  detection (independent of electrical circuiting) • Occupancy signal can switch or  dim lights                       • Can share real time occupancy                                    data with other building systems • Can even be used to switch plug load for individual workstations

PERSONAL CONTROL • Occupants can control light levels in their workspace from their PC to suit their personal preferences • Each light fixture can be dimmed or turned off individually  allowing users ultimate flexibility in setting preferred light levels • Desktop PC used as secondary                                     form of occupancy sensor • Significant contributor to energy                                savings as most users dim lights                                 below default light levels

VARIABLE LOAD SHEDDING • System automatically executes load shedding in response to  energy price spikes or to reduce peak demand • Lights are dimmed selectively by lowest priority areas first • Sheds load in a manner that is transparent to occupants – configurable fade rate • System can respond to information                                from a demand meter, a utility                                   demand response signal, or a signal from  a building management system

Control Software • Front end central control  software used by facility  manager to change system  settings and configurations • Easy to use floor plan based  navigation • Energy monitoring and  reporting capabilities • Can be remotely accessed for  off‐site control

Energy Reporting Software • Energy reporting down to the  individual fixture level • Can be broken down by energy  management strategy even  down to the minute • Customizable reports by kWh, %  or $

Advantages of Advanced Lighting Controls • Far superior energy savings as compared to conventional  lighting controls – 50% to 75% savings • Facilitates LEED certification  • Can contribute LEED points in multiple categories (12 – 18 possible LEED points) • Advanced load shedding capabilities – aggregate multiple  building loads to execute demand response • Improved workplace ergonomics – right amount of light where  and when required

Integration With Other Building Systems • Convergence is occurring between building systems with greater  integration of lighting with: – Card access – Security/Fire – HVAC • Occupancy and other data shared via common protocols such as  BACnet, Lonworks, TCP/IP • Existing LAN/WAN utilized as communication platform • Wireless technology being integrated – ZigBee/Enocean

Does it pay to install addressable dimming controls? CASE STUDY

Project Size: Lighting Fixtures: Occupancy Sensors: Photo Sensors: Cons. Reduction (kWh): Dem. Reduction (kW): Energy Rate: Annual Energy Savings: Payback from savings: ROI: Toronto General Hospital – Toronto, Canada

95,000 sq. ft. 1220 148 28 74%  37%  $.057/kWh $47,000 3.2 years 31%

Next Steps • Work with your vendor to identify the low hanging fruit in  your portfolio • Select a building and determine what energy management  strategies make sense for your building • Complete a lighting audit together with energy analysis – Many vendors will do this at minimal cost

• Request a comprehensive proposal to include: – Estimated energy savings with detailed energy calculations – Itemized bill of materials and scope of services – Applicable utility incentives, EPACT, ARRA funding

11)advanced lighting controls  
Read more
Read more
Similar to
Popular now
Just for you