LED-verlichting

In de hedendaagse bouw- en installatietechniek is LED (Light Emitting Diode) de onbetwiste norm voor zowel tijdelijke als permanente verlichting. De techniek verschilt fundamenteel van traditionele lichtbronnen omdat er geen gloeidraad of gasontlading aan te pas komt; een chip van halfgeleidermateriaal doet al het werk. Dit resulteert in een extreem hoog rendement. Waar een oude halogeenstraler het grootste deel van zijn energie omzette in nutteloze hitte, blijft een LED-armatuur relatief koel en verbruikt een fractie van het vermogen. Voor de vakman betekent dit minder overbelaste stroomgroepen op de bouwplaats en armaturen die direct na uitschakelen kunnen worden opgeborgen zonder risico op brandwonden of glasbreuk. De transitie naar LED is niet alleen een duurzaamheidskeuze, het is een bittere noodzaak geworden door strengere energieprestatie-eisen (BENG) en de uitfasering van minder efficiënte lampen in de Europese Unie.

De integratie van LED-verlichting in bouwprojecten draait primair om de koppeling tussen de lichtbron en de noodzakelijke aansturingselektronica. Een driver vormt hierbij de spil. Deze component zet de binnenkomende wisselspanning om naar een constante gelijkstroom die geschikt is voor de halfgeleiders. Gelijkspanning is noodzakelijk. Bij veel moderne armaturen is deze elektronica volledig geïntegreerd, waardoor directe aansluiting op de netspanning mogelijk blijft, terwijl bij modulaire systemen de drivers vaak op afstand in technische ruimtes of boven systeemplafonds worden gepositioneerd.

Warmtehuishouding beïnvloedt de levensduur direct. Hoewel de lichtbundel zelf koel blijft, ontstaat er aan de achterzijde van de LED-chip thermische energie die effectief moet worden afgevoerd. Dit gebeurt via passieve koeling. Aluminium profielen of thermische pads geleiden de hitte weg van de elektronica naar de omgevingslucht. Bij het realiseren van dimbare systemen vindt communicatie plaats tussen de bediening en de driver via protocollen zoals DALI, 1-10V of faseafsnijding. De driver varieert hierbij de effectieve stroomsterkte of maakt gebruik van hoogfrequente schakelingen om de lichtintensiteit te verlagen zonder dat er visuele flikkering optreedt. In industriële omgevingen wordt de bekabeling vaak uitgevoerd met specifieke systeemconnectoren die een snelle koppeling van de armaturen aan de centrale voedingslijnen waarborgen.

De markt onderscheidt diverse chip-opbouwmethoden die direct invloed hebben op het lichtbeeld en de koeling. Surface Mounted Device (SMD) is de meest voorkomende variant. Hierbij zijn losse LED-chips op een printplaat gesoldeerd. Dit is de standaard voor algemene verlichting en LED-strips. Chip-on-Board (COB) gaat een stap verder. Talloze minuscule diodes worden hierbij direct op een substraat geplaatst, wat één krachtige, egale lichtbron oplevert. Dit voorkomt het 'stippeneffect'. COB is ideaal voor accentverlichting in spots. Filament-LED’s vormen de esthetische uitzondering. Lange, dunne strips van LED-chips in een glazen huls bootsen de gloeidraad van de klassieke gloeilamp na. Decoratief en functioneel, maar vaak met beperktere koelmogelijkheden in de afgesloten kolf.

In renovatieprojecten is de keuze tussen retrofit en geïntegreerde armaturen essentieel. Retrofit-lampen hebben een standaard fitting zoals E27 of GU10. Je draait ze direct in een bestaand armatuur. Snel. Goedkoop. Toch kleven er nadelen aan deze oplossing; de warmteafvoer is vaak suboptimaal door de beperkte ruimte in de huls. Geïntegreerde LED-armaturen zijn specifiek ontworpen rondom de chip. De behuizing fungeert hierbij direct als koellichaam. Dit resulteert in een significant langere levensduur en hogere efficiëntie. Voor nieuwbouw is dit de professionele standaard. Het armatuur is de lichtbron.

LED-verlichting beperkt zich niet tot één kleurtemperatuur. Statische LED’s hebben een vaste waarde, vaak 3000K of 4000K. Tunable white-systemen laten de gebruiker variëren tussen warm en koel licht. Dit wordt veelvuldig toegepast in kantoren om het bioritme te ondersteunen. Dan zijn er nog RGB en RGBW-varianten. Deze voegen gekleurde diodes toe aan het armatuur voor architecturale accenten of sfeerzetting. Voor industriële toepassingen met hoge plafonds worden specifieke 'high-bay' armaturen ingezet. Deze leveren een enorme lichtstroom per watt om grote oppervlakken effectief te verlichten vanaf grote hoogte. Het verschil met een standaard paneel is de optiek; lenzen bundelen het licht gericht naar de werkvloer.

Maandagochtend op de bouwplaats. De uitvoerder klikt een 50W LED-bouwlamp aan en er is direct vol werklicht over de ruwbouw, zonder de beruchte opwarmtijd van oude kwarts-halogeenstralers. Geen gesprongen glazen door regendruppels op een hete lamp. De armaturen worden na de shift direct in de bus gestapeld. Koelen is niet nodig.

In de utiliteitsbouw, een kantoorrenovatie bijvoorbeeld, komt de integratie nauwer. Hier zie je vaak de overstap van TL-D naar LED-panels. De installateur vervangt de inlegarmaturen in het systeemplafond. Soms loopt hij tegen een 'dimmer-mismatch' aan; een oude faseaansnijdingsdimmer die de nieuwe LED-driver laat zoemen of flikkeren. Een universele LED-dimmer met instelbare minimale lichtsterkte lost dit op. Het verschil is direct merkbaar in de energieprestatieberekening van het gebouw.

Retailtoepassingen vragen om precisie. In een kledingzaak worden COB-spots in spanningsrails geklikt. Eén egale lichtbundel op de collectie, zonder de 'multi-schaduw' die goedkopere SMD-chips vaak veroorzaken. In het magazijn ernaast hangen high-bays op grote hoogte. Gekoppeld aan bewegingssensoren. Het licht brandt alleen als er een heftruck rijdt. Instant aan, instant uit. Dat bespaart direct op de exploitatiekosten.

Bij de afwerking van een woning worden vaak LED-strips in aluminium profielen onder keukenkastjes gefreesd. Het profiel dient als koellichaam. Zonder dit profiel zou de plakstrip loslaten door de opgebouwde hitte aan de achterzijde van de diodes. Kleine details, cruciaal voor de levensduur.

De installatie van LED-verlichting is stevig verankerd in Europese en nationale regelgeving. De Europese Ecodesign-verordening (EU 2019/2020), ook wel bekend als de Single Lighting Regulation (SLR), heeft de markt voorgoed veranderd. Inefficiënte lichtbronnen zoals de meeste T5- en T8-fluorescentiebuizen zijn uitgefaseerd. Verboden voor import. LED is de enige logische overgebleven optie. De RoHS-richtlijn vult dit aan door het gebruik van gevaarlijke stoffen, zoals het kwik in oude spaarlampen, aan banden te leggen.

In de Nederlandse utiliteitsbouw is de BENG (Bijna Energieneutrale Gebouwen) leidend. Verlichting bepaalt een aanzienlijk deel van het primaire fossiele energieverbruik. Zonder een doordacht LED-plan met aanwezigheidsdetectie haalt een nieuw kantoorpand simpelweg de vereiste energieprestatiecoëfficiënt niet. De Arbowet stelt op haar beurt eisen aan de visuele ergonomie. Werkgevers moeten zorgen voor voldoende licht op de werkplek. Punt. Dit wordt technisch ingevuld door de NEN-EN 12464-1. Deze norm schrijft niet alleen de minimale lux-waarden voor verschillende taken voor, maar beperkt ook de verblinding (UGR-waarde) en garandeert een goede kleurweergave (CRI). Een goede installateur checkt deze waarden in het lichtontwerp.

Voor de elektrische veiligheid is de NEN 1010 het uitgangspunt. Hoewel de spanning na de driver vaak laag is, moet de primaire zijde voldoen aan alle voorschriften voor kortsluitbeveiliging en aanrakingsveiligheid. De specifieke EMC-richtlijnen voorkomen bovendien dat LED-drivers interfereren met andere elektronische apparatuur in het gebouw. Geen storende radio's of falende Wi-Fi door slecht ontworpen voedingen. Het samenspel tussen deze normen borgt een installatie die zowel energiezuinig, veilig als comfortabel is.

Ooit waren het slechts die felle rode stipjes op een dashboard of het stand-bylampje van een televisie. Niets meer dan dat. De geschiedenis van de Light Emitting Diode begint technisch gezien al in 1907 bij Henry Round, maar de echte doorbraak voor de praktijk kwam pas in 1962. Nick Holonyak Jr. ontwikkelde bij General Electric de eerste praktisch bruikbare LED die zichtbaar rood licht uitstraalde. Decennialang bleef de toepassing beperkt tot signalering. Het was een technische curiositeit. Geel en groen volgden in de jaren zeventig, maar de lichtopbrengst was simpelweg te laag voor enige vorm van ruimteverlichting.

De bouwsector bleef ondertussen trouw aan de gloeilamp en de TL-buis. Logisch ook. De ontbrekende schakel was blauw licht. Zonder blauw is het onmogelijk om wit licht te mengen via het RGB-principe of door middel van fosforconversie. Pas in het begin van de jaren negentig kraakten Shuji Nakamura en zijn team deze code door het gebruik van galliumnitride. Deze ontdekking, later bekroond met een Nobelprijs, veranderde alles. Plotseling was 'wit' licht uit een chip een realiteit.

Rond de eeuwwisseling verschenen de eerste high-brightness LED's op de markt. De kinderziektes waren legio: een ijzig blauwe kleurtoon, een belabberde kleurweergave en drivers die voortijdig de geest gaven door oververhitting. De vakman was sceptisch. Toch dwong de Europese Unie met de uitfasering van de gloeilamp vanaf 2009 een versnelling af. Wat begon als een moeizame transitie met matige 'retrofit' lampen, evolueerde in tien jaar tijd naar de huidige standaard van hoogwaardige COB- en SMD-technologie. De techniek haalde de wetgeving in. Nu, met de recente verboden op T5- en T8-fluorescentiebuizen onder de Ecodesign-richtlijn, is de cirkel rond. LED is niet langer de alternatieve keuze; het is de enige overgebleven weg voor een toekomstbestendige installatie.

• https://www.led24.nl/led-bouwlamp/
• https://bouw-energie.be/nl-be/blog/post/helder-licht-en-minder-energieverbruik-de-voordelen-van-led-galerijverlichting
• https://www.yellow-bee.nl/11/wat-led.htm
• https://nl.wikipedia.org/wiki/Ledlamp
• https://www.joostdevree.nl/shtmls/led-verlichting.shtml
• https://junioriot.nl/led-2/
• https://www.joostdevree.nl/shtmls/stralingshoek.shtml