Energieverbrauchsmonitoring EE-Lighting

Übersicht

Giz-icon-ziel.gif Indikator	Der Energieverbrauch für Beleuchtung hat sich in öffentlichen Gebäuden/privaten Haushalten im Vergleich zu den Baselinedaten (um durchschnittlich X %) reduziert.   Weitere Beispiele für Indikatoren, die den Energieverbrauch als Basisgröße monitoren, können sein: Die durch Beleuchtung freigesetzten CO2-Emissionen haben sich im Vergleich zu den Baselinedaten um X t CO2e reduziert. (z. B. für CDM-Projekte) Die in öffentlichen Gebäuden/privaten Haushalten installierte Beleuchtungsleistung hat sich durch den Einsatz von EE-Beleuchtungssystemen (im Vergleich zu den Baselinedaten) signifikant reduziert. Die Energiekosten für Beleuchtung haben sich in öffentlichen Gebäuden/privaten Haushalten (im Vergleich zum Jahr 20XX) reduziert. Der Energieverbrauch für Beleuchtung hat sich in X öffentlichen Gebäuden/privaten Haushalten um min. X kWh reduziert. Die Beschaffung von EE-Leuchtmitteln für öffentliche Gebäude hat im Vergleich zur Baseline/zu 20XX um X % zugenommen. Die Einkaufs-/Verkaufs- oder Importzahlen von Energieeffizienten Leuchtmitteln haben im Vergleich zu 20XX um min. X % zugenommen.
Giz-icon-demokratie.gif Methode	Berechnung des Energieverbrauchs für Beleuchtung durch…
	1) Datenerhebung in Pilotgebäuden Es werden Energieverbräuche in Referenzgebäuden erhoben und daraus Referenzwerte abgeleitet, welche auf eine Region/ein Land hochgerechnet werden können.	2) CFL-Einkaufs-/Verkaufs- oder Importzahlen Es werden für Gebäude oder Kategorien die Einkaufs-/ Verkaufs- oder Importzahlen erhoben und über Referenzwerte die Energieverbräuche berechnet.	3) Datenerhebung in jedem Gebäude Es werden für jedes Gebäude, in dem EE-Maßnahmen (z. B. Umstieg auf CFL) durchgeführt werden, die veränderten Energieverbräuche erhoben.
Giz-icon-zusammenarbeit.gif Prozess	Gebäudetypen in Kategorien zusammenfassen und Gebäudeanzahl ermitteln Referenz-Energieverbrauch in min. einem Pilotgebäude pro Gebäudekategorie bestimmen Energieverbrauch für eine Region/ein Land hochrechnen Energieverbrauch vor und nach der EE-Maßnahme vergleichen	Prüfen für welche Gebäude Zahlen erhoben werden können CFL-Einkaufs-/Verkaufs-oder Importzahlen erheben Gebäudetypen in Kategorien zusammenfassen und Brenndauer festlegen Energieverbrauch berechnen Energieverbrauch vor und nach der EE-Maßnahme vergleichen	Energieverbrauch in jedem Gebäude erfassen Energieverbrauch für eine Region/ein Land hochrechnen/addieren Energieverbrauch vor und nach der EE-Maßnahme vergleichen

 

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 Projektunabhängige Einflussfaktoren auf den Indikator/das Monitoring müssen immer im Blickfeld behalten werden!

 

 

 

 

Nun folgen Hinweise zur Umsetzung der einzelnen Methoden.

Datenerhebung in Pilotgebäuden

Vor- und Nachteile

Vorteile	Nachteile
Schnelle und einfache Hochrechnung von Energieverbräuchen möglich Für Region mit homogenen Gebäuden geeignet Mit geringen Kosten und Zeit durchzuführen Sind bereits Referenzwerte vorhanden, können diese verwendet werden	Übersicht über existierende Gebäude muss vorhanden sein Bildung von Gebäudekategorien kann zeitaufwendig sein Bildung von Referenzwerten kann zu Ungenauigkeiten bei der Hochrechnung führen

 

Prozessbeschreibung

Kategorisieren von Gebäuden

Gleichartige Gebäudetypen werden zu Gebäudekategorien zusammengefasst. Die Kategorien können sich durch Nutzungsart, Typ, Größe, etc. unterscheiden. Beispiele sind:

• Schulen (z. B. groß/mittel/klein)
• Verwaltungsgebäude
• Krankenhäuser
• Bürogebäude
• Einfamilienhäuser
• Mehrfamilienhäuser (z. B. bis max. 10 Wohneinheiten)
• Hochhäuser (z. B. mehr als 10 Wohneinheiten), etc.

 

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 Bei der Zusammenfassung von Gebäudekategorien sollte darauf geachtet werden, dass die Gebäude mindestens im Hinblick auf Brenndauer der Beleuchtung (Nutzerverhalten) und der Gebäudenutzfläche vergleichbar sind.

 

 

Referenzgebäude 

Anhand min. eines Refernzgebäudes werden Referenzwerte zum Energieverbrauch für Beleuchtung ermittelt. Referenzwerte können anhand 3 verschiedener Erhebungsoptionen entwickelt werden.

 

Erhebungsoption 1 - Referenzwerte berechnen

1. Ermittlung der installierten Beleuchtungsleistung [kW] in mindestens einem Referenzgebäude:
   • Anzahl Lampen im Gebäude erfassen, oder
   • Durchschnittswerte anhand existierender Beleuchtungsstandards auf das Gebäude hochrechnen
   • Art der Leuchtmittel unterscheiden und gleichartige zusammenfassen (z.B. 100 W, 60 W, 40 W, etc.)
   • Berechnung der gesamten, installierten Beleuchtungsleistung
     
     Die Beleuchtungsleistung kann als Referenzwert auch bezogen werden, auf:
   • Gebäudekategorie, Art oder Nutzung [z. B. kW/Schule]
   • Anzahl Nutzer [kW/Person]
   • Nutzfläche [kW/m²]
     
     
2. Ermittlung der durchschnittlichen Brenndauer [h/a] in dem Referenzgebäude, wobei folgende Einflussfaktoren beachtet werden sollten:
   • Nutzerverhalten
   • Jahreszeit
   • Geographische Lage des Gebäudes
   • Gebäudearchitektur (innenliegende Räume, Anzahl/Größe der Fenster, etc.)
   • Art der Beleuchtungstechnik (z. B. zentraler Ein-Aus-Schalter)
   • Lebensdauer der Leuchtmittel
     
     Auf die Brenndauer hat außerdem das jeweilige Nutzerverhalten maßgeblichen Einfluss. Entscheidende Faktoren können dabei sein:
   • Personenverhalten
   • Öffnungs-/Arbeits-/Belegungszeiten des Gebäudes
   • Ökologisches/energetisches Bewusstsein der Nutzer
   • Installierte Beleuchtungsart/-technik
   • Anzahl der Bewohner
     
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     Durch Veränderung/Optimierung des Nutzerverhaltens (awareness raising) ist eine Energieeinsparung, z. B. in öffentlichen Gebäuden von bis zu 4 % möglich, ohne größere Investitionen zu tätigen bzw. technische Veränderungen durchzuführen. Maßnahmen im Beleuchtungsbereich sollten daher immer eine Komponente zur Veränderungen des Nutzerverhaltens beinhalten (z. B. Kampagnen, Trainings, Einsparwettbewerbe für Nutzer, etc.)
     
     
3. Berechnung des Energieverbrauchs für das Referenzgebäude aus installierter Leistung (1.) und Brenndauer (2.):
   Leistung [kW] x Brenndauer [h/a] = Energieverbrauch je Gebäude [kWh/a Geb.]

 

Vorteile	Nachteile
Installierte Beleuchtungsleistung kann durch Fachmann einfach ermittelt werden Für ein Gebäude sehr genaue Verbrauchsberechnung möglich Ableitung von Referenzwerten möglich Einfache Baselinedaten-Ermittlung Landesweite Hochrechnungen für Gebäudekategorien (Schulen, Kommunalliegenschaften, etc.) möglich Schnelle Ermittlung der Verbrauchsdaten, da nur Berechnung erforderlich	Das tatsächliche Nutzerverhalten insbesondere eine veränderte Brenndauer kann zu Abweichungen gegenüber der Kategorisierung führen Zusammenfassung von Gebäudekategorien kann aufwendig und kompliziert sein

 

Erhebungsoption 2 - Referenzwerte anteilig am Gesamtstromverbrauch kalkulieren

1. Schätzung/Kalkulation des Beleuchtungsanteils [%] am Gebäude-Gesamtstromverbrauch. Dabei werden Prozentwerte für den anteiligen Energieverbrauch der Beleuchtung, idealerweise von einem Beleuchtungsfachmann, bestimmt.
   Beispiel Wohngebäude: z.B. 20 % Energieverbrauch für Beleuchtung am Gesamtstromverbrauch. (Achtung rein fiktive Prozentangabe!)
   
   
2. Erfassung des Gesamtstromverbrauchs des Referenzgebäudes [kWh]
   
   
3. Berechnung des Verbrauchanteils für Beleuchtung [kWh]:
   Gesamtstromverbrauch [kWh] x Beleuchtungsanteil [%] = Energieverbrauch für Beleuchtung [kWh].

 

Vorteile	Nachteile
Für kleinere Gebäudekategorien mit wenigen Gebäuden gut geeignet Energieverbrauchsdaten für das Gebäude sind meist vorhanden (Stromabrechnung) Schnelle Ermittlung der Verbrauchsdaten für Beleuchtung da nur prozentuale Berechnung erforderlich Für überschlägige Verbrauchsermittlung (z.B. Potentialabschätzungen) geeignet	Veränderungen im Gesamtenergieverbrauch des Gebäudes wirken sich auch auf den Energieverbrauch der Beleuchtung aus, ohne dass hier Veränderungen stattfinden Ungenaue/keine Datenverfügbarkeit (Prozentwerte) bezüglich Energieverbrauch für Beleuchtung Schätzung des Energieverbrauchs für Beleuchtung (X% des gesamten Verbrauchs) kann zu großen Abweichungen/Ungenauigkeiten führen

 

Erhebungsoption 3 - Referenzwerte messen

1. Messeinrichtung vor jeder Lichtquelle eines Gebäudes installieren.
   
   
2. Messungen durchführen, wobei der Messzeitraum wenige Tage, Wochen, Monate oder bis zu einem Jahr umfassen kann. Umso länger der Messzeitraum ist, desto genauer werden die Ergebnisse.
   
   
3. Messwerte/Energieverbrauch für Beleuchtung [kWh] für das Referenzgebäude ablesen und gegebenenfalls auf ein Jahr hochrechnen.
   
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   Bei der Hochrechnung des Energieverbrauchs auf einen Jahreswert, müssen je nach geographischer Lage, saisonale Unterschiede (Sommer-/ Winterbetrieb) berücksichtigt werden.

 

Vorteile	Nachteile
Sehr gut geeignet für wenige Gebäude, evtl. auch kleine Regionen Sehr hohe Genauigkeit der Verbrauchsdaten für Beleuchtung Keine Kategorisierung von Gebäuden erforderlich	Hoher Zeitaufwand Kostenintensiv (Meter + Einbau) Einbau von Meter teilweise nicht möglich Messzeitraum muss abgewartet werden Baselinedaten evtl. nicht messbar, da Meterinstallation vor EE-Maßnahme nicht möglich ist Wenn Baselinedaten-Erhebung vor EE-Maßnahme möglich ist, muss hier ebenfalls ein (langer) Messzeitraum abgewartet werden

 

 

Energieverbrauch für Beleuchtung hochrechnen

1. Gebäudeanzahl je Kategorie erfassen
2. Den jeweiligen Referenzwert mit der Gebäudeanzahl multiplizieren:
   Energieverbrauch je Kategorie [kWh/a] x Anzahl = Energieverbrauch [kWh/a]
3. Energieverbrauch der einzelnen Gebäudekategorieren addieren und damit gesamten Energieverbrauch [kWh/a] im Land/der Region erfassen

 

Datenvergleich vor und nach der EE-Maßnahme

Als letzter Schritt müssen die Baseline-Daten mit den Ergebnissen nach der Maßnahme verglichen werden. Bei der Interpretation der Ergebnisse sind unbedingt auch Einflüsse außerhalb des Projektumfeldes zu beachten, die das Ergebnis beeinflusst haben können. 

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Zur Bestimmung einer Baseline muss der Energieverbrauch zunächst immer vor der Durchführung von Maßnahmen (Austausch von Leuchtmitteln) erfasst werden.

CFL-Einkaufs-/Verkaufs- oder Importzahlen

Berechnung des Energieverbrauchs anhand der CFL Leuchtmittel-Verkaufs-/Einkaufs- oder Importzahlen. Dabei wird unterstellt, dass die in einem Land verkauften CFLs installiert werden und somit Energie eingespart wird.

Vor- und Nachteile

Vorteile	Nachteile
Für Kategorien mit wenigen Gebäuden gut geeignet Für Länder/Regionen mit wenigen Kategorien gut geeignet Bei guter Datenlage mit geringem Kosten und Zeitaufwand durchführbar	Schwierig, verlässliche Verkaufs-/Einkaufs- oder Importzahlen zu erheben (Datenquelle) Schwierig, Zahlen bestimmten Gebäuden oder Gebäudekategorien zuzuordnen Keine Gewähr ob die Leuchtmittel tatsächlich installiert wurden und tatsächlich/praktisch Energie eingespart wird

 

Prozessbeschreibung

Vorfeldprüfung

Im Vorfeld zur Methode 2) sollte immer die Datenverfügbarkeit und deren mögliche Qualität geprüft werden. Es muss immer eine eindeutige Zuordnung der Einkaufs-/Verkaufs- oder Importzahlen zu den jeweiligen Gebäuden oder Kategorien möglich sein, um später Hochrechnungsfehler zu vermeiden. Die Zahlen können u. A. erhoben werden bei:

• Zentralen Beschaffungsstellen
• Industrie (Produzenten)
• Vertriebsabteilungen der Hersteller und deren Regionalniederlassungen
• Zollämtern

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 Bei Importzahlen müssen Lagerbestände, die nicht installiert werden, berücksichtigt werden.  

 

Datenerhebung

Die Erhebung der Einkaufs-/Verkaufs- oder Importzahlen kann nach folgendem Schema erfolgen:

• Erhebung der CFL-Verkaufszahlen nach Leistung (5W, 11W, 15W, etc.)
• Ermittlung der verkauften CFL-Gesamtleistung [kW]
• Wenn bereits jetzt möglich, dann CFL-Leistung den Kategorien (siehe nächster Schritt) zuordnen

Durch diesen Monitoringprozess kann z.B. die Veränderung durch die Einführung eines Gesetzes, das den Einbau von CFL vorschreibt, ermittelt werden.

Kategorisierung von Gebäuden

1. Gleichartige Gebäudetypen, für die Einkaufs-/Verkaufs- oder Importzahlen vorliegen, werden zu Gebäudekategorien zusammengefasst. Die Kategorien können sich durch Nutzungsart, Typ, Größe, etc. unterscheiden.
   Beispiele sind:
   
   • Schulen (z. B. groß/mittel/klein)
   • Verwaltungsgebäude
   • Krankenhäuser
   • Bürogebäude
   • Einfamilienhäuser
   • Mehrfamilienhäuser (z. B. bis max. 10 Wohneinheiten)
   • Hochhäuser (z. B. mehr als 10 Wohneinheiten) etc.
     
     
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     Bei der Zusammenfassung von Gebäudekategorien sollte darauf geachtet werden, dass die Gebäude mindestens im Hinblick auf Brenndauer der Beleuchtung (Nutzerverhalten) und der Gebäudenutzfläche vergleichbar sind.
     
     
     
2. Ermittlung der durchschnittlichen Brenndauer [h/a] je Gebäudekategorie, wobei folgende Einflussfaktoren beachtet werden sollten:
   
   • Nutzerverhalten
   • Jahreszeit
   • Geographische Lage des Gebäudes
   • Gebäudearchitektur (innenliegende Räume, Anzahl/Größe der Fenster)
   • Art der Beleuchtungstechnik (z.B. zentraler Ein-/Aus-Schalter, etc.)
   • Lebensdauer der Leuchtmittel
     Auf die Brenndauer hat das jeweilige Nutzerverhalten maßgeblichen Einfluss. Entscheidende Faktoren können dabei sein:
     
   • Personenverhalten
   • Öffnungs-/Arbeits-/Belegungszeiten des Gebäudes
   • Ökologisches/energetisches Bewusstsein der Nutzer
   • Installierte Beleuchtungsart/-technik
   • Anzahl der Bewohner
     
     

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Bei der Ermittlung der durchschnittlichen Brenndauer für eine Gebäudekategorie sollte beachtet werden, dass sich diese auf die gesamte installierte Beleuchtungsleistung (alle Leuchtmittel eines Gebäudes) bezieht. Deshalb sollte diese nicht zu hoch angesetzt werden.

 

Energieverbrauch für Beleuchtung berechnen

1. Hochrechnung der gesamten Beleuchtungsleistung einer Kategorie [kW]
2. Leistung einer Kategorie mit Brenndauer einer Kategorie [h/a] multiplizieren
   Leistung [kW] x Brenndauer [h/a] = Energieverbrauch [kWh/a]
3. Energieverbrauch der einzelnen Gebäudekategorieren addieren und damit gesamten Energieverbrauch [kWh/a] in Land/Region erfassen

Datenvergleich vor und nach der EE-Maßnahme

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Zur Bestimmung einer Baseline muss der Energieverbrauch zunächst immer vor der Durchführung von Maßnahmen (Austausch von Leuchtmitteln) erfasst werden.

Datenerhebung in jedem Gebäude

Ob eine Erhebung des Energieverbrauchs für alle Gebäude sinnvoll ist, hängt von Anzahl und Größe der zu untersuchenden Gebäude ab. Eine geringe Anzahl und gut zu untersuchende Gebäudeeinheiten sprechen prinzipiell für eine Gesamterhebung. Eine Gesamterhebung kann gegebenenfalls erheblich zeit- und ressourcenintensiver als Methoden 1) und 2) sein.

Vor- und Nachteile

Vorteile	Nachteile
Sehr genaue Datenermittlung möglich Höchste Datenqualität der 3 Methoden Für Clean Development Mechanisms (CDM) Projekte geeignet Bei geringer Anzahl und großer Heterogenität von Gebäuden geeignet	Zeitintensiv Ressourcenintensiv Kostenintensiv Zugang zu allen Gebäuden muss gewährleistet sein

 

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Bei der Entscheidung für oder gegen eine Datenerhebung in jedem Gebäude sollten unbedingt Kosten und Nutzen ins Verhältnis gebracht werden. Es ist davon auszugehen, dass eine Gesamterhebung häufig enorm ressourcen- und zeitintensiv ist.

Prozessbeschreibung

Energieverbrauch erfassen

Der Energieverbrauch ist in jedem Gebäude zu erfassen.

Nachfolgend werden drei verschiedene Optionen zur Energieverbrauchserfassung beschrieben.

Option 1 - Energieverbrauch anhand installierter Beleuchtungsleistung berechnen

1. Ermittlung der installierten Beleuchtungsleistung [kW]
   • Anzahl Lampen im Gebäude erfassen, oder
   • Durchschnittswerte anhand existierender Beleuchtungsstandards auf das Gebäude hochrechnen
   • Art der Leuchtmittel unterscheiden und gleichartige zusammenfassen (z.B. 100 W, 60 W, 40 W, etc.)
   • Berechnung der gesamten installierten Beleuchtungsleistung jedes Gebäudes
     
     
2. Ermittlung der durchschnittlichen Brenndauer [h/a], wobei folgende Einflussfaktoren beachtet werden sollten:
   • Nutzerverhalten
   • Jahreszeit
   • Geographische Lage des Gebäudes
   • Gebäudearchitektur (innenliegende Räume, Anzahl/Größe der Fenster)
   • Art der Beleuchtungstechnik (z. B. zentraler Ein-Aus-Schalter, etc.)
   • Lebensdauer der Leuchtmittel
     
     Auf die Brenndauer hat außerdem das jeweilige Nutzerverhalten maßgeblichen Einfluss. Entscheidende Faktoren können dabei sein:
     
     
   • Personenverhalten
   • Öffnungs-/Arbeits-/Belegungszeiten des Gebäudes
   • Ökologisches/energetisches Bewusstsein der Nutzer
   • Installierte Beleuchtungsart/-technik
   • Anzahl der Bewohner
     
     
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     Durch Veränderung/Optimierung des Nutzerverhaltens (awareness raising) ist eine Energieeinsparung, z. B. in öffentlichen Gebäuden von bis zu 4 % möglich, ohne größere Investitionen zu tätigen bzw. technische Veränderungen durchzuführen. Maßnahmen im Beleuchtungsbereich sollten daher immer eine Komponente zur Veränderungen des Nutzerverhaltens beinhalten (z.B. Kampagnen, Trainings, Einsparwettbewerbe für Nutzer, etc.)
     
     
3. Berechnung des Energieverbrauchs aus Leistung und Brenndauer:
   Leistung [kW] x Brenndauer [h/a] = Energieverbrauch je Gebäude [kWh/a]

Vorteile	Nachteile
Installierte Beleuchtungsleistung kann durch Fachmann einfach ermittelt werden Für ein Gebäude sehr genaue Verbrauchsberechnung möglich Einfache Baselinedaten-Ermittlung Schnelle Ermittlung der Verbrauchsdaten, da nur Berechnung erforderlich	Das tatsächliche Nutzerverhalten insbesondere eine veränderte Brenndauer kann zu Abweichungen führen

 

Option 2 - Energieverbrauch für Beleuchtung anteilig am Gesamtstromverbrauch kalkulieren

1. Schätzung/Kalkulation des Beleuchtungsanteils [%] am Gebäude-Gesamtstromverbrauch. Dabei werden Prozentwerte für den anteiligen Energieverbrauch der Beleuchtung, idealerweise von einem qualifizierten Beleuchtungsfachmann, bestimmt.
   Beispiel Wohngebäude: z.B. 20 % Energieverbrauch für Beleuchtung am Gesamtstromverbrauch. (Achtung fiktive Prozentangabe!)
   
2. Erfassung des Gesamtstromverbrauchs [kWh]
   
3. Berechnung des Verbrauchsanteils für Beleuchtung je Gebäude [kWh]
   Gesamtstromverbrauch kWh x Beleuchtungsanteil [%] = Energieverbrauch für Beleuchtung

Vorteile	Nachteile
Energieverbrauchsdaten für das Gebäude sind meist vorhanden (Stromabrechnung) Schnelle Ermittlung der Verbrauchsdaten für Beleuchtung da nur prozentuale Berechnung erforderlich Für überschlägige Verbrauchsermittlung (z.B. Potentialabschätzungen) geeignet	Veränderungen im Gesamtenergieverbrauch der Gebäude wirken sich auch auf den Energieverbrauch der Beleuchtung aus, ohne dass hier Veränderungen stattfinden Schlechte/keine Datenverfügbarkeit (Prozentwerte) bezüglich Energieverbrauch für Beleuchtung Schätzung des Energieverbrauchs für Beleuchtung (X% des gesamten Verbrauchs) kann zu großen Abweichungen/Ungenauigkeiten führen

 

Option 3 - Energieverbrauch messen

1. Messeinrichtung vor jeder Lichtquelle installieren
   
2. Messungen durchführen, wobei der Messzeitraum wenige Tage, Wochen, Monate oder bis zu einem Jahr umfassen kann.
   
3. Messwerte/Energieverbrauch für Beleuchtung [kWh] ablesen und gegebenenfalls auf ein Jahr hochrechnen
   
   
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   Bei der Hochrechnung des Energieverbrauchs auf einen Jahreswert, müssen je nach geographischer Lage, saisonale Unterschiede (Sommer-/Winterbetrieb) berücksichtigt werden.

 

Vorteile	Nachteile
Geeignet für wenige Gebäude, evtl. auch kleine Regionen Sehr hohe Genauigkeit der Verbrauchsdaten für Beleuchtung Keine Kategorisierung von Gebäuden erforderlich	Hoher Zeitaufwand Kostenintensiv (Meter + Einbau) Einbau von Metern teilweise nicht möglich Messzeitraum muss abgewartet werden Baselinedaten unter Umständen nicht messbar, da Meterinstallation vor EE-Maßnahme nicht möglich

 

Energieverbrauch für Beleuchtung hochrechnen 

Es werden alle ermittelten Energieverbräuche für Beleuchtung aller Gebäude addiert [kWh/a].

 

Datenvergleich vor und nach der EE-Maßnahme

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Zur Bestimmung einer Baseline muss der Energieverbrauch zunächst immer vor der Durchführung von Maßnahmen (Austausch von Leuchtmitteln) erfasst werden.