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Analyse einer tageslichtabhängigen Beleuchtungssteuerung

Der Präsenzmelder PD2-KNX ist über den KNX-Bus mit der Gebäudesteuerung verbunden

Der Präsenzmelder PD2-KNX ist über den KNX-Bus mit der Gebäudesteuerung verbunden

Ein hoher Anteil des elektrischen Energieaufwands in Schulgebäuden entfällt auf die Beleuchtung. Dieser lässt sich mit einer tageslichtabhängigen Beleuchtungssteuerung reduzieren. Die Einsparmöglichkeiten hängen aber von einer Vielzahl Faktoren ab, die in einem Forschungsprojekt der Universität KU Leuven in den Niederlanden untersucht wurden.
Circa 70 % vom Gesamtenergiebedarf an elektrischer Energie in Schulgebäuden entfällt auf die Beleuchtung. In Bürogebäuden liegt dieser Anteil bei etwa 45 %. Der hohe Anteil birgt ein hohes Einsparpotenzial bzgl. Energie und Kosten und kann durch den Einsatz von intelligenten Lichtsteuerungssystemen reduziert werden. Durch den Einsatz von Anwesenheitserkennung und Tageslichtsteuerung ergeben sich weitere Vorteile bei der Investition in Lichtsteuerungen.
Die Einsparmöglichkeiten beim Einsatz von Tageslichtsteuerungssystemen hängen jedoch von vielen Faktoren ab: So spielen nicht nur die räumlichen Gegebenheiten und die Größe des natürlichen Tageslichteinfalls eine Rolle, sondern natürlich auch die Raumnutzung und das Verhalten der Benutzer. Die Ausführung der Tageslichtsteuerungssysteme und die damit verbundenen Anpassungsmöglichkeiten haben direkten Einfluss auf die Energieeinsparmöglichkeiten.
Passivhaus-Basis mit Tageslichtsteuerkonzepten
Das IWT-Tetra-Projekt über die „Berücksichtigung von Tageslichtsteuerungssystemen bei der Planung und Renovierung von Schulgebäuden“ der Universität KU Leuven in den Niederlanden basiert auf Passivhaus-Basis mit Tageslichtsteuerkonzepten. Hierbei wurden viele Einflussfaktoren berücksichtigt. Der rote Faden in den gesamten Forschungsprojekten ist eine Monitoring-Kampagne, bei der langfristig und praxisnah Messungen in zehn Klassenräumen durchgeführt wurden. Zusätzlich zu den Messungen des Stromverbrauchs sind auch eine Reihe anderer Parameter überwacht und aufgezeichnet worden. Dies dient dazu die Umstände und Gründe des Energieverbrauchs aufzuzeigen.
Ein Anwesenheitssensor registriert, wann und wie lange sich Personen in den Räumen aufhalten. Zusätzlich wird festgehalten, wenn ein Projektor benutzt wird. IP-Kameras zeichnen die Position des Sonnenschutzes auf, und ein Pyranometer auf dem Dach misst permanent die Gesamtmenge an Sonnenstrahlung zu jeder Tageszeit.
Energieeinsparung durch den Einsatz von Präsenzmeldern
BEG ist neben dem Hauptträger IWT, einer von 20 Partnern des Forschungsprojekts, welche sich finanziell beteiligen. Zur Erforschung von Tageslichtsteuerung und Anwesenheitskontrolle wurden Produkte von BEG in zwei Bereichen eingesetzt: In der „Heilig-Hart & College Halle“ sind die Präsenzmelder PD2-KNX installiert und über den KNX-Bus mit der Gebäudesteuerung verbunden. Dies hat den Vorteil, die vom Präsenzmelder registrierte Raumnutzung auch für ­andere Gebäudefunktionen, wie die Heizungssteuerung, nutzen zu können.
In „Don Bosco Haacht“ wurde für das Forschungsprojekt in einem Klassenraum der Präsenzmelder PD4-M-Trio-Dali/DSI verwendet. Klassenräume unterliegen besonderen Raumnutzungsgewohnheiten: Das Bewusstsein und die Initiative bzgl. Ener ­gieeinsparung sind in ­gemeinschaftlich genutzten Räumen nicht besonders ausgeprägt.
Die Studie hat eine mögliche Energieeinsparung zwischen 18 % und 46 % bestätigt, wobei die Höhe der Energieeinsparung von unterschiedlichen Faktoren abhängig ist: zum Beispiel von der Positionierung des Melders, von der Einstellung der Parameter wie Nachlaufzeit und Helligkeitsschwelle sowie vom Tageslichteinfall.
Zusätzlich ist zu berücksichtigen, dass es beim Einsatz von Beleuchtungssteuerungssystemen nicht zur Reduzierung des Komforts durch beeinflussende visuelle Wahrnehmung der Nutzer kommt. Dies würde zudem die Akzeptanz eines solchen Systems vermindern. Lichtregelung muss dezent und möglichst unbemerkt im Hintergrund arbeiten. So wird ein ständiges „Nachregeln“ der Beleuchtung durch zu kurz eingestellte Intervalle als sehr störend empfunden.
Fazit
Zusammenfassend bleibt somit festzuhalten, dass das ­hohe Einsparpotenzial, gerade in ­öffentlichen Bereichen, durch intelligente Beleuchtungssteuerung ausgeschöpft werden kann. Dabei spielen die Einstellung der Parameter und die örtlichen Gegebenheiten eine entscheidende Rolle.
www.beg-luxomat.com

Autor:
Dipl.-Ing. Stephan Winkelmann ist als Leiter Marketing für die B.E.G. Brück Electronic GmbH in Lindlar tätig.