Licht- und Gebäudemanagement
Die Elektroinstallation moderner Gebäude ist geprägt durch Funktionsvielfalt, Komfortansprüche, Wirtschaftlichkeit, Flexibilität und Sicherheit. Unterschiedliche Komponenten des Energiesystems eines Gebäudes – z. B. Beleuchtung, Jalousien und Heizung – sollen möglichst wirtschaftlich, automatisch und störsicher gesteuert werden. Zusätzlich sind immer häufiger Überwachungs-, Fernsignalisierungs- und Anzeigefunktionen gefragt.
Zielvorgaben solcher Systeme können sein:
Minimierung des Energieeinsatzes, z. B. für Beleuchtung, Heizung und Lüftung, Sonneneinstrahlung sowie Jalousiensteuerung. Dazu gehören insbesondere die Auswirkungen des Tages- und Sonnenlichtes auf das Energiebudget des Gebäudes. Zum Beispiel kann Tageslicht künstliche Beleuchtung teilweise oder gänzlich ersetzen, aber auch die Klimatisierung der Arbeitsräume durch intensive Sonneneinstrahlung negativ beeinflussen.
Steigerung der Komfortkriterien der Arbeitsumgebung durch Beeinflussung etwa der Fensterlüftung, der Jalousiensteuerung sowie der Steuerung oder Regelung der künstlichen Beleuchtung nach der jeweiligen Nutzung des Raumes durch spezielle Lichtszenen. Zum Beispiel braucht man in Diskussionsforen eher eine geringe Beleuchtungsstärke, dafür eine stimulierende Lichtstimmung (Lichtkomfort). Dagegen ist bei bevorzugt sehleistungsorientierter Arbeit eher das Kriterium Sehleistung dominant (siehe Kapitel „Gütemerkmale der Beleuchtung“). Mit einer dynamischen künstlichen Beleuchtung – variierbar im Beleuchtungsniveau und in der Lichtfarbe – werden physiologische, mehr noch psychologische Wirkungen beim Menschen aktiviert. Eine Variation der künstlichen Beleuchtung in Bezug auf die Farbtemperatur (Weiß-weiß-Steuerung) kann den Verlauf der Lichtfarbe des Tageslichtes nachbilden und medizinisch (circadian) wirken. Eine Farbsteuerung (RGB-Steuerung) kann psychologische Wirkungen auslösen (siehe auch Kapitel „Licht und Gesundheit“).
Dekorative Gestaltung von Räumen und Bauten durch Lichtszenen, die die Architektur auch in der natürlichen Dunkelheit zu einer Attraktion werden lassen.
In diesem Kapitel werden Systeme für die Steuerung und Regelung von Beleuchtungsanlagen beschrieben, die aufgrund ihrer unterschiedlichen Technologien unterschiedliche Komfortniveaus bei unterschiedlichem Installations- und Investitionsaufwand abdecken. In vielen Fällen reichen relativ einfache Komponenten aus, um die Helligkeit manuell zu steuern (dimmen) oder die Beleuchtung automatisch an das unterschiedliche Tageslichtangebot anzupassen. In anderen Fällen ist ein vernetztes und Daten verarbeitendes Gebäudemanagementsystem (BMS – Building Management System) zur Steuerung verschiedener am Energiebudget beteiligter Verbraucher von Vorteil. Sie ermöglichen die Erfassung der Zustände unterschiedlich angeschlossener, elektrischer Verbraucher über eine gemeinsame Leitung (Busleitung). Über standardisierte Systemkomponenten (Aktoren, Sensoren) lassen sich diese gemeinsam schalten, steuern und überwachen. Auf diese Weise kann ein hoher Grad an Integration und Automatisierung der gesamten Gebäudeelektrik realisiert werden.
Bild zeigt eine hierarchische Abstufung von Steuerungssystemen unterschiedlicher Komplexität. In der untersten Stufe befinden sich Helligkeitsregel- bzw. -steuersysteme, die meist für einzelne Räume oder Raumzonen mit geringem Aufwand eingesetzt werden. Eine Vernetzung mit übergeordneten Bussystemen ist entweder nicht oder nur mit besonderen Komponenten möglich. In der nächsten Stufe befinden sich Systeme, die Gebäudeteilen oder mehreren Leuchtengruppen zugeordnet werden, jedoch mit übergeordneten Bussystemen nur eingeschränkt bzw. mit Umsetzern (Gateways) kommunizieren können. In der obersten Stufe befinden sich Hausbussysteme wie EIB (European Installation Bus) oder LON (Local Operating Network), mit denen Verbraucher wie Jalousien, Heizungs-, Klima- und Beleuchtungsanlagen gemeinsam gesteuert, geregelt und überwacht werden können. Zwangsläufig ist der Investitionsaufwand dafür höher.
Abbildung: Hierarchie der Gebäudesystemtechnik