Optimale Lichtregelung in vernetzten Systemen
Wenn Menschen an Gebäudeautomation denken, dann ist das erste Bild oft eine automatische Lichtregelung. Denn: die künstliche Beleuchtung wird täglich intensiv genutzt und macht einen großen Teil des Energieverbrauches aus. Deshalb gehört zu einer modernen Gebäudeautomation die intelligente und bedarfsgerechte Regelung der Beleuchtung. Möglich machen dies Präsenzmelder, die anwesenheits- und helligkeitsabhängig das künstliche Licht regeln.
Bild: B.E.G. Brück Electronic GmbHDoch wie erkennen Präsenzmelder anwesende Personen? Die meisten modernen Präsenzmelder messen Infrarotstahlen zur Erkennung von Bewegung. Diese werden von Lebewesen und allen warmen Objekten (z.
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Bild: B.E.G. Brück Electronic GmbHExakte Helligkeitsmessung
Voraussetzung für die optimale Funktion der Lichtregelung ist ein möglichst genauer Helligkeitswert. Dafür braucht es zuerst einmal einen geeigneten Montageort an der Decke, bei dem die Messung möglichst wenig durch Störgrößen wie Reflexionen, direkte Sonneneinstrahlung oder andere Lichtquellen beeinflusst wird. Optimaler Weise sollte der dunkelste Bereich des Raumes für den Helligkeitswert gemessen werden. Trotzdem muss zu allererst natürlich der Erfassungsbereich des Melders den Aktionsbereich des Raumnutzers abdecken. Der Helligkeitssensor ist im Präsenzmelder hinter der Linse untergebracht und misst das Licht im kompletten Raum, woraus er einen Mittelwert bildet. Um exaktere Ergebnisse bei der Helligkeitsmessung zu erhalten, kann ein Präsenzmelder mit zusätzlichem außenliegenden Lichtfühler eingesetzt werden. Der zweite Lichtfühler im Außenring des Präsenzmelders wird durch Drehen des Melders in Richtung Wandseite ausgerichtet, so ist er von Störquellen abgewendet. Bei manchen Präsenzmeldern ist der außenliegende Lichtfühler sogar schwenkbar und kann so noch exakter ausgerichtet werden. Ein außenliegender Lichtfühler misst punktuell den Lichtwert in seinem Bereich. Für den optimalen Helligkeitswert muss die Differenz zwischen der Helligkeit am Arbeitstisch und der Helligkeit an der Decke in der Logik des Präsenzmelders ausgeglichen werden. Deswegen wird für die Regelung nicht der tatsächlich vom Lichtfühler gemessene Wert genutzt, um das natürliche Licht um die passende Menge Kunstlicht zu ergänzen, sondern ein Refektionsfaktor als Verhältnis des Lichtes zwischen Arbeitsoberfläche und Raumdecke. Bei konventionellen Präsenzmeldern wie den Dali-Kompakt-Meldern ist ein fester Reflektionsfaktor von 1:2 hinterlegt. Dali-Kompakt-Melder sind Insellösungen und eignen sich für die Automatisierung einzelner Räume. Im Meldergehäuse sind alle für ein kleines Dali-System notwendigen Komponenten enthalten, es müssen nur noch die Dali-EVG angeschlossen werden.
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Bild: B.E.G. Brück Electronic GmbHVernetzte Systeme für größere Objekte
Bei größeren Objekten wird mit vernetzten Systemen wie Dalisys oder KNX gearbeitet. Diese bestehen aus vielen Einzelkomponenten, die je nach Bedarf kombiniert werden können. Dadurch sind die Systeme auf nahezu jede Projektgröße skalierbar. Über eine Software werden die Geräte aufeinander abgestimmt und die Funktionen für die jeweiligen Räume optimiert. So kann auch der Reflektionswert auf den jeweiligen Raum ausgerichtet werden. Bei Dalisys wird die Gewichtung des Reflektionswertes in den PC-Tools eingestellt. Hier kann der Systemadministrator das Verhältnis zwischen 1:1-5 entsprechend den Lichtverhältnissen im Raum auswählen. In Räumen mit weißem Boden und weißen Möbeln ist das Verhältnis zwischen Decke und Arbeitsfläche 1:1, bei Räumen mit schwarzem Boden und schwarzen Möbeln 1:5. Bei KNX-Präsenzmeldern kann der Messwert des Melders (KNX-Bus) ins Verhältnis zum realen Messwert auf der Arbeitsoberfläche gesetzt werden. Der Helligkeitswert auf dem Schreibtisch wird mit einem Luxmeter gemessen und in der ETS oder über die Fernbedienungs-App eingestellt. Alternativ kann auch ein IR-Luxmeter genutzt werden, das seinen Wert per Infrarot direkt an den Präsenzmelder in der Decke sendet. So kann der Präsenzmelder die Lichtwerte vom Tisch für die Berechnung des Reflektionsfaktors nutzen. Die Optimierung der Lichtmessung ist nicht der einzige Vorteil von vernetzten Systemen. Die von den Herstellern zur Verfügung gestellten Funktionen, durch die das System individuell auf die Anforderungen des Objektes ausgerichtet werden kann, geben den Nutzern das Gefühl einer intelligenten Automation. Wir greifen als Beispiele einige innovative Funktionen von Dalisys und KNX heraus:
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Bild: B.E.G. Brück Electronic GmbHFunktion Guided Light
Das neue Lichtsteuerungssystem Dalisys basiert auf dem Dali-Standard und lässt sich nahezu beliebig skalieren. Eine besondere Funktion dieses Systems nennt sich 'Guided Light'. Mit dieser Funktion werden Leuchtengruppen Dali-Linienübergreifend synchronisiert. So schaltet bei erkannter Bewegung nicht nur die Leuchtengruppe das Licht ein, in der die Bewegung erkannt wird. Auch die angrenzenden Leuchtengruppen reagieren, allerdings mit gedimmten Licht. So ist der Nutzer von einer 'Lichtwolke' umgeben, die nach außen hin schwächer wird. Der Nutzer kann also jederzeit sehen, was in den angrenzenden Bereichen passiert, er schaut nie von einem hell erleuchteten Bereich in einen stockdunklen Bereich. Optimal lässt sich die Funktion in Treppenhäusern, Fluren oder Großraumbüros einsetzen. Die Nutzung der Guided-Light-Funktion ist dabei durch die Dimmung kostengünstiger als die übliche komplette 100-Prozent-Beleuchtung.
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Bild: B.E.G. Brück Electronic GmbHFunktion 'wanderndes Tageslicht'
Auch im KNX-Bereich bieten die Systemkomponenten immer mehr individuelle Einstellmöglichkeiten. KNX-Präsenzmelder beinhalten ab Werk eine große Vielfalt an Funktionen, z.B. 'wanderndes Tageslicht' zur Optimierung der Lichtregelung über den Tag hinweg: Vor allem in größeren Räumen ändern sich auch die Lichtverhältnisse, wenn die Sonne über den Tag wandert. Mit der Funktion 'wanderndes Tageslicht' wechselt der Referenzmelder, dessen Helligkeitswert für die Lichtregelung genutzt wird, über den Tag hinweg automatisch. Als Lichtregelungswert wird immer der niedrigste Helligkeitswert im Raum genutzt. So kann beispielsweise morgens der Lichtwert vom Mastergerät und nachmittags der Helligkeitswert von Slave-Gerät (Helligkeitsobjekt) verwendet werden. Über die ETS wird die gesamte Beleuchtungsanalage auf die Anforderungen des Gebäudes und seiner Nutzer ausgerichtet. Die Gewichtung der verschiedenen Lichtwerte für die Lichtregelung kann der Nutzer individuell einstellen. Er kann einen Lichtfühler (innenliegend, außenliegend, Helligkeitsobjekt) als Referenz nehmen oder auch einen prozentualen Mischwert aus verschiedenen Messwerten. Auch die einzelnen Sensoren der Präsenzmelder können einzeln programmiert werden. Für jeden Sensor kann die Empfindlichkeit eingestellt und eine Nachlaufzeit hinterlegt werden. So kann beispielsweise je nach Laufrichtung des Nutzers das Licht länger oder kürzer aktiviert bleibt. Dem einzelnen Sensoren können bei Bedarf Leuchtengruppen zugeordnet werden, um einen Zonenschaltung zu realisieren.
Fazit
Beide Systeme, Dalisys und KNX, erleichtern durch eine schnelle Systemübersicht und automatische Fehlerbenachrichtigungen die Wartung. Kennzahlen wie die geleistete Beleuchtungsdauer einzelner Leuchtmittel oder der Energieverbrauch des Systems sind jederzeit transparent einsehbar. Über den PC oder auch mobile Geräte kann ein Systemadministrator die Systeme überwachen, konfigurieren und warten. So lassen sich heute mit vernetzten Systemen nutzerfreundliche und umweltschonende Beleuchtungsregelungen einrichten.
Wenn Menschen an Gebäudeautomation denken, dann ist das erste Bild oft eine automatische Lichtregelung. Denn: die künstliche Beleuchtung wird täglich intensiv genutzt und macht einen großen Teil des Energieverbrauches aus. Deshalb gehört zu einer modernen Gebäudeautomation die intelligente und bedarfsgerechte Regelung der Beleuchtung. Möglich machen dies Präsenzmelder, die anwesenheits- und helligkeitsabhängig das künstliche Licht regeln.
Bild: B.E.G. Brück Electronic GmbHDoch wie erkennen Präsenzmelder anwesende Personen? Die meisten modernen Präsenzmelder messen Infrarotstahlen zur Erkennung von Bewegung. Diese werden von Lebewesen und allen warmen Objekten (z.Bild: B.E.G. Brück Electronic GmbHBild: B.E.G. Brück Electronic GmbH
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Dieser Artikel erschien in GEBÄUDEDIGITAL 2 2017 - 23.03.17.Für weitere Artikel besuchen Sie www.gebaeudedigital.de
