In einem Raum treffen mehrere Gewerke aufeinander. Typischerweise sind dies HLK, Beleuchtung und Beschattung. Jedes Gewerk hat seine Automatisierung und wird aus seiner Perspektive heraus optimal betrieben. Für Desigo Raumautomation wird zusätzlich das Zusammenspiel der einzelnen Gewerke optimiert unter Berücksichtigung, dass ein Gewerk mehrfach in einem Raum vorkommen kann.

Raum mit:

  1. HLK-Zone (blau)
  2. Beleuchtungszonen (gelb)
  3. Beschattungszonen (grün)

HLK-Zone

Unabhängig von Anzahl und Art der installierten HLK-Anlagen-Komponenten wie z. B. Heizkörper, Kühldecke, Fan-Coil-Unit wird der Raum typischerweise als eine (1) HLK-Zone betrachtet, die von einer gemeinsamen Automationsstrategie beeinflusst wird.

Beleuchtungszone

Unabhängig von der Anzahl und Art der installierten Beleuchtungskörper werden jene Beleuchtungskörper in einer Beleuchtungszone zusammengefasst, die gemeinsam bedient bzw. automatisiert werden. Ein Raum hat typischerweise eine oder mehrere Beleuchtungszonen.

Beschattungszone

Unabhängig von der Anzahl und Art der installierten Beschattungsprodukte werden jene Beschattungsprodukte in einer Beschattungszone zusammengefasst, die gemeinsam bedient bzw. automatisiert werden. Ein Raum hat typischerweise eine oder mehrere Beschattungszonen.

Desigo Raumautomation und Raumkoordination

Struktur der Applikationsfunktionen

Für jede Zone eines jeden Gewerks wird eine spezifische Funktionalität, die sogenannten Applikationsfunktionen, aufgesetzt. Für Desigo Raumautomation wird dies durch eine raumweit koordinierte Funktionalität, die sogenannte Raumkoordination, ergänzt.

Die Raumkoordination hat zwei Anwendungsfunktionen:

  • die gewerksübergreifende Koordination gewährleistet das funktionale Zusammenspiel der Gewerke
  • der zentrale, raumweite Zugriffspunkt ermöglicht das Bedienen und Überwachen des Raumes

Gewerksübergreifende Koordination

Die Applikationsfunktionen der einzelnen Gewerke enthalten einzig die Funktionalität, die für die gewerkspezifische Regelung und Steuerung notwendig ist. Zusätzliche Funktionalität, die das Zusammenspiel mit anderen Gewerken übernimmt, ist ausgelagert in die Raumkoordination. Dadurch können projektspezifische Desigo-Raumautomation-Anforderungen und Änderungen ohne Anpassungen an den gewerkspezifischen Applikationsfunktionen vorgenommen werden.

Beispiele für solche Koordinationsfunktionen sind das Zusammenspiel von HLK- und Beschattungsfunktionen sowie von Beschattungs- und Beleuchtungsfunktionen.

Zentraler raumweiter Zugriffspunkt

Die Raumkoordination bietet einen zentralen, raumweiten Zugriffspunkt für das Bedienen und Überwachen des Raumes. Dies ermöglicht dem Anwender, gemeinsame Daten für mehrere Gewerke zentral und nur einmal einzugeben sowie auch zentral zusammengefasst zu beziehen.

Beispiele:

  • Vorgabe der Raumbetriebsart (gewerksübergreifend)
  • Vorgabe einer Szene für den gesamten Raum
  • Abfragen der generellen Belegungssituation
  • Sammelalarm für Systemalarme

Die Standardlösung der Raumkoordination nimmt Einfluss auf folgende Funktionen:

Raumbetriebsart

Verschiedene Quellen beeinflussen und bestimmen die Raumbetriebsart:

  • zentrale Befehle durch Zeitschaltprogramme oder manuelle Eingriffe
  • lokale Befehle durch Präsenzwächter oder Übersteuerung des Zeitschaltprogramms

Die Raumkoordination ist der zentrale und raumweite Zugriffspunkt für das Bedienen und Überwachen der Raumbetriebsart. Die einzelnen Gewerke erfassen individuell die für sie relevanten Informationen.

Szene

Um über einen einzigen Befehl, typischerweise via Raumbediengerät, mehrere oder alle Gewerke individuell ansprechen zu können, werden Szenen definiert: Für jede Szene kann so z. B. die Lichthelligkeit in jeder Lichtzone oder die Jalousieposition in jeder Beschattungszone definiert werden. Die Raumkoordination:

  • steuert die Szene gemäss der vordefinierten Werte
  • ändert die vordefinierten Werte

Beides kann vom Raumbenutzer ausgeführt werden.

Thermische Raumlastanalyse

Die Raumkoordination unterstützt die Temperaturregelung durch eine entsprechende Steuerung der Jalousien. Sie analysiert dazu verschiedene HLK-Daten und ermittelt daraus die thermische Raumlast und das entsprechende Vorgabesignal für die Jalousiesteuerung:

  • Vorgabe Laden, wenn durch die Jalousieposition Energie in den Raum gelangen soll
  • Vorgabe Entladen, wenn durch die Jalousieposition keine weitere Energie mehr in den Raum gelangen soll

In Abhängigkeit der Raumbelegungssituation und des Sonnenstandes (thermische Einstrahlung und Blendung) ermittelt daraufhin die Jalousiesteuerung jeder Beschattungszone die optimale Jalousienposition.

Green Leaf (RoomOpti-Control)

Manuelle Eingriffe des Raumbenutzers (z. B. manuelle Beleuchtungs- und Beschattungsbefehle oder Änderungen am Raumtemperatursollwert) können zu einem energetisch ineffizienten Anlagenbetrieb führen. Um den Raumbenutzer darauf hinzuweisen, wird jede Zone und jedes Gewerk auf ineffiziente Vorgaben hin überprüft. Die Raumkoordination fasst diese Ergebnisse zusammen und visualisiert das Resultat auf dem Raumbediengerät. Mit einem einzigen Tastendruck kann der Raumbenutzer alle manuellen Vorgaben zurücksetzen, die zu einem ineffizienten Anlagenbetrieb geführt haben.

Raum- Sammelalarm

Um die Anzahl der aufgesetzten Systemalarme gering zu halten, wird pro Raum ein Sammelalarm aufgesetzt. Die Raumkoordination erfasst dazu die Zustandsinformation (Normal/Alarm) jeder Zone und jedes Gewerks und ermittelt daraus den raumweiten Alarmzustand als Sammelalarm.

HLK-Raumregelung

HLK-Anlagen und deren HLK-Geräte im Raum beeinflussen das Raumklima in geschlossenen Räumen.

HLK-Anlagen im Raum werden für folgende Zwecke eingesetzt:

  • zum Einhalten eines für die Gebäudenutzung angemessenen Temperaturbereichs
  • zur Regelung weiterer Regelgrössen wie Feuchte und Luftqualität
  • zum effizienten Bedienen der HLK-Anlagen im Raum

Die HLK-Anlagen im Raum werden aufgeteilt in Anlagenfamilien, Radiatoren (Rechts), Fan Coil (Mitte) und VVS (LInks), die sich in ihrer Ausführung und Wirkungsweise grundsätzlich voneinander unterscheiden:

Innerhalb einer HLK-Anlagenfamilie unterscheiden sich deren Familienmitglieder nur geringfügig.

Anforderungen an die HLK-Versorgungskette

Die HLK-Anlagen im Raum verbrauchen Energie. Versorgungsquellen ausserhalb des Raums versorgen den Raum mit Luft, Wasser oder Elektrizität. Wir bezeichnen die Verknüpfung vorhandener Energiequellen und Energieverbraucher als Versorgungskette. Eine Luft-Versorgungskette oder eine Wasser-Versorgungskette ist somit ein HLK-System, das zur HLK-Anlage im Raum in einer Versorger/Verbraucher-Beziehung steht.

Typischerweise versorgt die Versorgungseinrichtung mehr als einen Raum und oft ist die HLK-Anlage im Raum ein Verbraucher mehrerer Versorgungsketten.

Die Ziele der HLK-Regelung folgen den Zielsetzungen der gesamten HLK-Anlage:

  • Halten der Raumtemperatur im gewählten Komfortbereich
  • Anpassen des Temperaturbereichs nach den Bedürfnissen der Raumbenutzer
  • Versorgung, Abführung und Umwälzung der Luft zur Abdeckung der Qualitäts- und Komfortbedürfnisse
  • Anpassen der Luftströme nach den Bedürfnissen der Raumbenutzer

Energiesparanforderungen:

  • Geräte zur sequentiellen Ansteuerung der Kühl- und Heizsequenz und damit:
    • Verhindern von Sequenzüberschneidungen (gleichzeitiges Heizen und Kühlen)
    • Einsatz der effizientesten Energiequelle
  • Absenkung der Temperatur, sobald ein Komfortbetrieb nicht erforderlich ist
  • Reduktion der Lüftung, sobald diese nicht benötigt wird

Koordination der HLK-Versorgungskette:

  • Betrieb der Versorgungseinrichtungen nach Bedarf der Verbraucher
  • Optimierung der Betriebsebenen (Temperatur, Druck) der Versorgungsanlage
  • Verhindern von Schäden an den HLK-Einrichtungen

Struktur HLK-Regelung

Die Applikation für die HLK-Regelung im Raum ist verbunden mit folgenden Elementen:

  • der HLK-Anlage im Raum über Fühler und Aktoren
  • der Raumkoordinationsapplikation
  • den zentralen Koordinationsapplikationen für die HLK-Versorgungskette(n)
  • dem Gebäudebediener über die GA-System-Arbeitsstationen
  • der Gebäudeautomationsfunktionen für Zeitplanung
  • dem Raumbenutzer

Die HLK-Regelapplikation im Raum ist in zwei Teile aufgeteilt:

  • eine Applikationsfunktion für Benutzeranforderungen
  • eine Applikationsfunktion für die HLK-Anlagenregelung

Innerhalb der HLK-Anlagenregelung befindet sich ein Regelmodul (CFC), das die zum HLK-Gerät zugehörigen Regelfunktionen umsetzt.

Regelkonzepte

Die physikalischen Bedingungen in einem Raum werden durch eine Kombination von Regel- und Steuermethoden geregelt (Sollwerte nach Betriebsart).

Sequenzregelung

Algorithmen der Raumtemperatur-Sequenzregelung betreiben die Heiz- und Kühleinrichtungen innerhalb der zutreffenden Limiten. Der Algorithmus wird wie folgt für ein einziges Heizelement (z. B. Radiator) dargestellt:

Die Temperaturregelsequenz für eine komplexere HLK-Anlage im Raum ist unten dargestellt. Die Diagramme zeigen die Aufteilung der Heiz- und Kühl-Regelsequenzen mit den entsprechenden Sollwerten sowie die Sequenzierung der Wärmekonvektion mit der Luftströmung des Ventilators bzw. den entsprechenden Schaltstufen.

Jedem Heiz- und Kühlelement sind individuelle Temperatur-Sequenzregler zugeordnet. Diese kommunizieren gegenseitig, um die notwendige Sequenzierung zu erreichen.

Steuerung

In einer HLK-Anlage im Raum sind zwischen den HLK-Geräten zusätzlich Interaktionen notwendig, die über Steuerfunktionen umgesetzt werden. Die Steuerfunktionen enthalten zwei grundlegende Interaktionen:

  • Support: Lufterwärmer und -kühler verlangen vom Ventilator, auf der für sie notwendigen Stufe zu laufen.
  • Sperre: Der Elektrolufterwärmer wird dahingehend gesperrt, dass er nicht ohne Luftströmung betrieben werden kann.

Steuerung und Sequenzregler werden zusammen angewendet, um die oben gezeigte, typische Regelsequenz umzusetzen.

Die folgende Darstellung zeigt die Verbindung zwischen Controllern und Stellgeräten (dies entspricht nicht der tatsächlichen Programmstruktur).

Betriebsarten

Der Betrieb der HLK-Anlagen im Raum passt sich den Komfortanforderungen im Raum an. So ist z. B. die Lüftung:

  • in Betrieb, sobald der Raum belegt ist
  • ausgeschaltet, sobald die Personen den Raum verlassen haben

Die nachfolgenden Diagramme zeigen eine Sequenzregelung für eine HLK-Anlage im Raum in den Betriebsarten Comfort und Economy. Die Sequenzregelung wirkt auf Heiz- und Kühlgeräte sowie einen mehrstufigen Ventilator.

Regelsequenzen in der Betriebsart Comfort:

Regelsequenzen in der Betriebsart Economy:

Die zur Verfügung stehenden Betriebsarten bestimmen den Betrieb und die Basisregelstrategie im Automationssystem auf drei verschiedenen Ebenen:

  • Die Raumbetriebsarten definieren den Betrieb der HLK-Einrichtungen im Raum in Bezug auf die aktuelle Nutzung durch den Benutzer. Die für den Raum definierten Raumbetriebsarten sind in allen HLK-Regelapplikationen im Raum verfügbar.
  • Die HLK-Anlagenbetriebsarten definieren den Betrieb der HLK-Anlage im Raum in Bezug auf die vorhandenen physikalischen Anlagenprozesse. Die HLK-Anlagenbetriebsarten werden spezifisch für eine (1) HLK-Anlage im Raum definiert.
  • Die Gerätebetriebsarten definieren den Betrieb der HLK-Geräte im Raum, indem sie deren Aufgabe und Umsetzungsmethode vorgeben. Die Gerätebetriebsarten werden spezifisch für ein einzelnes HLK-Gerät definiert.

Anlagen- und Gerätebetriebsarten einer Anlage mit Lufterwärmer, Luftkühler und Ventilator

Projektspezifische Anpassungen der Anlagen- und Gerätebetriebsarten lassen sich durch entsprechende Anpassungen an der Betriebsartentabelle realisieren.

Anlagen-Betriebsart

Ventilator-Betriebsart

Lufterwärmer-Betriebsart

Luftkühler-Betriebsart

Aus

Aus

Aus

Aus

Comfort

Stetig

Stetig

Stetig

PreComfort

Stetig

Stetig

Stetig

Economy

Stetig

Zwei-Punkt

Zwei-Punkt

Protection

Stetig

Zwei-Punkt

Aus

Aufwärmen

Stetig

Zwei-Punkt

Aus

Abkühlen

Stetig

Aus

Zwei-Punkt

Raum- und Gerätebetriebsarten werden zudem durch Sollwerte und Sollwertgrenzen definiert. Diese können in Abhängigkeit der gewählten HLK-Anlagenbetriebsart variieren. Für den Heiz- und den Kühlvorgang im Raum stehen je vier unterschiedliche Sollwerte zur Verfügung.

Die HLK-Regelapplikationen im Raum aktivieren und deaktivieren diese Sollwerte dynamisch, um die gewünschte Kombination zwischen energiesparendem Economy- und bedarfsgerechtem Comfort-Betrieb zu erreichen.

Befehlsprioritäten

Eine HLK-Regelapplikation erfüllt mehrere Ziele gleichzeitig. So kann es vorkommen, dass Funktionen mit unterschiedlichen Zielen in Konflikt zueinander stehen, sobald diese gleichzeitig umgesetzt werden sollen. In diesem Fall berechnet die Befehlspriorität im Prioritäts-Array der BACnet-Objekte welcher Befehlswert Priorität hat.

HLK-Regelapplikationen im Raum sind so programmiert, dass sie Vorgaben auf vielen Ebenen inklusive der Ebene der Betriebsartenvariablen akzeptieren. In der Folge befehligen die HLK-Regelapplikationen die angesteuerten Ausgangsobjekte mit einer Priorität, die der aktiven Priorität der Betriebsartenvariablen entspricht. Die nachfolgende Abbildung zeigt, wie Befehle und Prioritäten durch die Applikation hindurch vermittelt werden.

Die BACnet-Objekte im System unterstützen 16 Prioritätsebenen. Die HLK-Regelapplikationen wenden diese Ebenen wie folgt an:

Priorität

Zur Ebene zugewiesener Zweck

Anwendung in der HLK-Bibliothek

Emergency mode 1

Manuelle Befehle bezogen auf Personensicherheit

Keiner

Emergency mode 2

Automatische Befehle bezogen auf Personensicherheit

Verteilte Reaktion auf Notbetriebsbefehle

Emergency mode 3

Nicht zugewiesen - zusätzliche Ebenen für Personensicherheit

Keine

Protection mode 4

Manuelle Befehle zur Vermeidung von Schäden an Einrichtungen

Keine

Protection mode 5

Automatische Befehle zur Vermeidung von Schäden an Einrichtungen

Programmierte Reaktion auf Einrichtungssicherheitsbedingungen

Minimum On/Off 6

Befehle zur Vermeidung von Schäden durch kurzzeitigen Einsatz von Einrichtungen

Keine

Manual operating 7

Manuelle Befehle über Schalter auf Einrichtungen

Keine

Manual operating 8

Manuelle Befehle über GA-Arbeitsstation

Keine

Automatic control 9

Nicht zugewiesen - Befehle für Komfort und Energieeinsparung

Keine

Automatic control 10

Nicht zugewiesen - Befehle für Komfort und Energieeinsparung

Keine

Automatic control 11

Nicht zugewiesen - Befehle für Komfort und Energieeinsparung

Keine

Automatic control 12

Nicht zugewiesen - Befehle für Komfort und Energieeinsparung

Keine

Manual operating 13

Manuelle Befehle über Raumbediengerät

Programmierte Reaktion auf Eingaben von Benutzern

Automatic control 14

Nicht zugewiesen - Befehle für Komfort und Energieeinsparung

Keine

Automatic control 15

Nicht zugewiesen - Befehle für Komfort und Energieeinsparung

Typische, automatische Befehle

Automatic control 16

Nicht zugewiesen - Befehle für Komfort und Energieeinsparung

Keine

Anpassung an ein andere HLK-Anlage

Eine HLK-Regelapplikation umfasst unterschiedliche Familienmitglieder einer HLK-Familie im Raum. Sie enthält anwendungstypische Komponenten (CFCs), die mit den vorhandenen HLK-Geräten im Raum übereinstimmen. Für die Regelung einer leicht anderen HLK-Anlage mit einem unterschiedlichen Satz an HLK-Geräten werden die Komponenten, die nicht mehr mit den im Raum vorhandenen HLK-Geräten übereinstimmen hinzugefügt, entfernt oder ersetzt.

 

Häufig ist jedoch mehr zu tun, als nur Komponenten (CFCs) hinzuzufügen oder zu entfernen. Wird z. B. ein HLK-Gerät hinzugefügt, muss auch folgendes hinzugefügt oder entfernt werden:

  • Informationen in der Betriebsartentabelle
  • Die entsprechenden BACnet-Objekte für den Betrieb des neuen Geräts

Beschattungssteuerung

Produkte und Bedürfnisse

Mit geeigneten Fassadenprodukten und intelligenter Steuerung können vielfältige Bedürfnisse im Bereich der Beschattung optimal abgedeckt werden.

Im Vordergrund stehen bei Fassadenprodukten und deren Steuerung oft der Schutz vor Umwelteinflüssen oder das Nutzen von Umwelteinflüssen:

  • Beschattung als Schutz vor Blendung
  • Nutzung von Tageslicht
  • Nutzung von Sonnenenergie zu Heizzwecken
  • Beschattung als Schutz vor Überhitzung
  • Schutz vor Regen

Weitere Bedürfnisse können sein:

  • Schutz vor Einbruch
  • Schutz der Privatsphäre

Die Steuerung von Fassadenprodukten muss ausserdem Personen und Einrichtungen vor den Fassadenprodukten selbst schützen. Beispiele dafür sind:

  • Hochfahren von Jalousien im Brandfall, um die Flucht zu ermöglichen
  • Schutz vor Kollision (z. B. bei sich nach aussen öffnenden Türen)

Damit die Fassadenprodukte Ihre Funktion möglichst lange erfüllen können, schützt sie die Steuerung vor Beschädigungen durch Umwelteinflüsse wie Wind, Regen und Frost.

Zur Erfüllung dieser Bedürfnisse gibt es zahlreiche Fassadenprodukte wie Rollläden, Jalousien, Markisen usw. Die unterschiedlichen Eigenschaften dieser Produkte werden durch angepasste Steuerfunktionen entsprechend berücksichtigt. Die folgende Abbildung zeigt einige typische Fassadenprodukte (von links nach rechts):

  • Horizontale Jalousie, Lamellenjalousie
  • Rollladen
  • Vertikale Jalousie
  • Fallarmmarkise
  • Senkrechtmarkise
  • Faltarmmarkise

Einflussgrössen auf Jalousiensteuerung

Um die Bedürfnisse abzudecken, benötigt die Steuerung vielfältige Informationen über Umwelteinflüsse und Benutzerinteraktionen.

Die Steuerung einer Jalousie kann beeinflusst werden von, z. B.:

  • Rauch, Feueralarm
  • Wartungsschalter
  • Wind, Regen, Feuchtigkeit, Temperatur
  • Einbruchalarm
  • Datum/Zeit
  • Sonneneinstrahlung
  • Geografische Position
  • Horizontbegrenzung
  • Präsenzmelder
  • Lokale Bedienung
  • Speichern und Abrufen von Szenen
  • Zentrale Bedienung (Bedienung, Szenen, Übersteuerung)
  • Desigo CC
  • Inbetriebnahme/Test

Die Lage der Jalousie am Gebäude, der Verwendungszweck der Räume und die Zuordnung der Räume zu Organisationseinheiten bestimmen welche Informationen auf die Steuerung einer Jalousie wirken, z. B.:

  • Windüberwachung wirkt auf alle Jalousien des Gebäudes oder eines Gebäudeteils.
  • Automatische Beschattung wirkt auf alle Jalousien einer Fassade oder eines Fassadenteils.
  • Ein Zeitprogramm wirkt auf alle Räume eines Mieters.
  • Die lokale manuelle Bedienung wirkt auf alle Jalousien eines Raumes oder auf einzelne Jalousien.

Farblegende:

  • Grau: komplettes Gebäude
  • Blau: Fassade oder Fassadenteil
  • Grün: Räume eines Mieters, z. B. ein Stockwerk
  • Orange, rot: lokale manuelle Bedienung

Die Funktionen werden in lokale und zentrale Funktionen aufgeteilt, je nachdem ob die Funktion auf eine oder wenige Jalousien im Raum oder auf eine ganze Gruppe von Jalousien, z. B. auf alle Jalousien einer Fassade wirkt.

Aufteilung in lokale und zentrale Funktionen der Beispiele aus der Abbildung oben

 

Lokale manuelle Bedienung

Automatische Beschattung

Windüberwachung

Zeitprogramm

Zentrale Funktion

k. A.

Bestimmung der optimalen Beschattungs-position in Abhängigkeit vom Sonnenstand

Messung der Windgeschwindigkeit

Überwachung der Windgeschwindigkeit

Kommandieren der Windschutzposition

Kommandieren einer Position abhängig von der Tageszeit

Lokale Funktion

Kommandieren der manuellen Position

Positionierung der Jalousien

Entscheid, welche Position als Automatikposition kommandiert wird

Positionierung der Jalousien

Positionierung der Jalousien

Positionierung der Jalousien

Steuerungskonzept

Das Steuerungskonzept richtet sich nach folgenden Grundsätzen:

  • Aufteilung in eigenständige Funktionen, die eine Sollposition für die Jalousien bestimmen
  • Priorisierung der einzelnen Funktionen
  • Auswerten aller Funktionen und Entscheid anhand der Prioritäten, welche Position die Jalousien einnehmen

Eigenständige Funktionen zur Steuerung der Jalousien

Die Priorisierung ist abhängig von den Anforderungen an die Anlage. Die Tabelle zeigt eine typische Priorisierung in aufsteigender Priorität.

Funktion

Beschreibung

Automatische Beschattung

 

Automatische Bestimmung der optimalen Jalousieposition aufgrund der aktuellen Raumnutzung, der Sonneneinstrahlung, der Aussenhelligkeit, der Sonnenposition und des HLK Status. Vereinfacht soll bei genutztem Raum eine Blendung verhindert und bei ungenutztem Raum die Sonnenenergie zum Heizen genutzt, respektive das Gebäude vor unnötiger Erwärmung geschützt werden.

Manuelle Bedienung (im Raum, zentral)

Die manuelle Bedienung erlaubt dem Raumnutzer die Position der Jalousien selber über Taster zu beeinflussen. Wird eine tiefer priorisierte Funktion durch die manuelle Bedienung übersteuert, kann diese z. B. durch Zeitprogramme oder lokale Präsenzinformation wieder aktiviert werden.

Präsenzbedingte Einflussnahme

(im Raum)

Sperrung der Automatik beim Betreten des Raumes und Aktivieren der Automatik beim Verlassen des Raumes. Die Präsenzbedingte Funktion wirkt in der Regel auf dieselbe Priorität wie die manuelle Bedienung.

Zeitprogramm

 

Mittels eines Zeitprogramms können die Jalousien zu bestimmten Zeiten geöffnet, geschlossen oder auf eine Beschattungsposition kommandiert werden. Im Weiteren kann mittels Zeitprogramm eine Automatik deaktiviert oder aktiviert werden. Je nach Zweck muss auf eine andere Priorität kommandiert werden. Soll z. B. am Mittag die Automatik aktiviert werden, muss eine manuelle Bedienung aufgehoben werden, indem das Zeitprogramm auf die Priorität für die manuelle Bedienung wirkt. Soll in der Nacht die Jalousie geschlossen sein, ohne dass eine manuelle Bedienung im Raum möglich ist, muss eine höhere Priorität beeinflusst werden.

Automatische Beschattung mit hoher Priorität

Um z. B. eine Überhitzung zu verhindern kann es notwendig sein, dass eine automatische Beschattung mit höherer Priorität angewendet wird, die in bestimmten Situationen die manuelle Bedienung einschränkt oder verhindert.

Manuelle Bedienung mit hoher Priorität

(im Raum, zentral)

Eine manuelle Bedienung mit hoher Priorität erlaubt das Positionieren der Jalousien und das Übersteuern von tiefer priorisierten Funktionen. So kann z. B. während eines Vortrages die lokale Bedienung übersteuert werden. Oder es wird für einen Anlass sichergestellt, dass weder die automatische Beschattung noch ein Zeitprogramm die Jalousien zu einem ungünstigen Zeitpunkt bewegt.

Produktschutz lokal

 

Risiken, die nur eine Jalousie betreffen, z. B. der Schutz vor der Kollision mit einer nach aussen öffnenden Servicetüre, werden durch den lokalen Produktschutz berücksichtigt.

Produktschutz zentral

 

Umwelteinflüsse, die eine ganze Gruppe von Jalousien betreffen können, werden durch zentrale Funktionen für den Produktschutz berücksichtigt. Eine oft angewandte Funktion dieser Kategorie ist der Schutz der Jalousien vor Beschädigung durch hohe Windgeschwindigkeiten.

Wartungsposition zentral

Für Wartungs- oder Reinigungszwecke werden die Jalousien mit hoher Priorität in eine bestimmte Position kommandiert und blockiert, so dass das Personal die notwendigen Arbeiten ohne Gefährdung durch sich bewegende Jalousien ausführen kann.

Sicherheit zentral

Um eine Flucht durch die Fenster oder den Zugang für Rettungskräfte zu ermöglichen, können bei einer Brandmeldung die Jalousien hochgefahren werden.

Eine sehr einfache Steuerung enthält nur eine oder zwei Funktionen, während in einer komplexen Anlage viele oder sogar alle Funktionen eingesetzt werden können. Zudem wird es je nach konkreten Anforderungen notwendig sein, das Verhalten einzelner Funktionen zu parametrieren. Die folgende Abbildung stellt einen möglichen Maximalausbau einer Anlage dar.

Beleuchtungssteuerung

Produkte und Bedürfnisse

Mit geeigneten Beleuchtungsprodukten und intelligenter Steuerung können vielfältige Bedürfnisse optimal abgedeckt werden.

Im Vordergrund stehen bei Beleuchtungsprodukten und deren Steuerung die Erzeugung von optimalen Beleuchtungsbedingungen für die Nutzer in Gebäuden:

  • Optimale Arbeitsbedingungen (helle oder abgedunkelte Arbeitsräume)
  • Optimale Unterrichtsbedingungen (Präsentationen)
  • Wohlbehagen im Wohnbereich
  • Stimmungsbild im Unterhaltungsbereich (Restaurants, Bars usw.)

Weitere Bedürfnisse können sein:

  • Energieeinsparung
  • Beleuchtung von Objekten, Produkten
  • Fassadenbeleuchtung
  • Schutz vor Einbruch

Eine Steuerung von Beleuchtungsprodukten muss ausserdem den Schutz von Personen gewährleisten. Beispiele dafür sind:

  • Einschalten der Beleuchtung im Brandfall
  • Fluchtwegbeleuchtung

Für die Erfüllung dieser Bedürfnisse gibt es eine Vielfalt von unterschiedlichen Leuchtmitteln, z. B.:

  • Glühlampen
  • Halogenlampen
  • Leuchtstofflampen
  • Kompaktleuchtstofflampen
  • Metalldampflampen
  • LEDs

Für eine ausführliche Einführung zu Beleuchtungsprodukten und deren Anwendung, siehe das E-Learning-Trainingsmodul Grundlagen Beleuchtung (B_B01RA).

Einflussgrössen auf Beleuchtungsgrössen

Um die Bedürfnisse abzudecken, benötigt die Steuerung vielfältige Informationen über externe Einflüsse und Benutzerinteraktionen. Die folgende Abbildung zeigt eine Übersicht der Einflüsse, die bei der Steuerung einer Beleuchtung möglicherweise berücksichtigt werden.

Die Positionierung der Beleuchtungsprodukte im Gebäude, der Verwendungszweck der Räume und die Zuordnung der Räume zu Organisationseinheiten bestimmen welche Informationen auf die Steuerung einer Lampe wirken, z. B.:

  • Ein Brandalarm wirkt auf das ganze Gebäude
  • Ein Zeitprogramm wirkt auf alle Räume eines Mieters
  • Die lokale manuelle Bedienung wirkt auf die gesamte Beleuchtung eines Raumes oder auf einzelne Lampen

Grau: komplettes Gebäude

Grün/Gelb: Räume eines Mieters, z. B. ein Stockwerk

Orange: lokale manuelle Bedienung

Die Funktionen werden in lokale und zentrale Funktionen aufgeteilt, je nachdem ob die Funktion auf eine oder wenige Lampen im Raum oder auf eine ganze Gruppe von Lampen, z. B. auf alle Lampen eines Mieters wirkt.

Aufteilung in lokale und zentrale Funktionen der Beispiele aus der Abbildung oben

 

Lokale Manuelle Bedienung

Brandalarm

Zeitprogramm

Zentrale Funktion

k. A.

Empfang Brandalarm

Kommandieren Ein-Befehl

Kommandieren Ein-/Aus

Befehl abhängig von der Uhrzeit

Lokale Funktion

Kommandieren der manuellen Helligkeit

Nachführung der Beleuchtung

Einschalten der Beleuchtung

Ein-/Ausschalten der Beleuchtung

Steuerungskonzept

Das Steuerungskonzept richtet sich nach folgenden Grundsätzen:

  • Aufteilung in eigenständige Funktionen, die einen Befehl für die Beleuchtung bestimmen
  • Priorisierung der einzelnen Funktionen
  • Auswerten aller Funktionen und Entscheid anhand der Prioritäten, welchen Zustand die Beleuchtung einnimmt

Eigenständige Funktionen zur Steuerung der Beleuchtung

Die Priorisierung ist abhängig von den Anforderungen an die Anlage. Die Tabelle zeigt eine typische Priorisierung in aufsteigender Priorität.

Funktion

Beschreibung

Automatische Steuerung/Regelung

Automatisches Ein-/Ausschalten aufgrund der Helligkeit. Konstantlichtregelung.

Vereinfacht soll automatisch bei genutztem Raum eine optimale Beleuchtungsbedingung erreicht und bei ungenutztem Raum die Beleuchtung möglichst ausgeschaltet werden.

Manuelle Bedienung (im Raum, zentral)

Die manuelle Bedienung erlaubt dem Raumnutzer, die Helligkeit der Beleuchtung selbst über Taster zu beeinflussen. Wird eine tiefer priorisierte Funktion durch die manuelle Bedienung übersteuert, kann diese z. B. durch Zeitprogramme oder lokale Präsenzinformation wieder aktiviert werden.

Präsenzbedingte Einflussnahme (im Raum)

Automatisches Einschalten bei Dunkelheit beim Betreten des Raumes und automatisches Ausschalten beim Verlassen des Raumes. Die präsenzbedingte Funktion wirkt in der Regel auf dieselbe Priorität wie die manuelle Bedienung.

Zeitprogramm

 

Mittels eines Zeitprogramms kann die Beleuchtung zu bestimmten Zeiten ein- /ausgeschaltet werden. Im Weiteren kann mittels Zeitprogramm eine automatische Steuerung/Regelung deaktiviert oder aktiviert werden. Je nach Zweck muss auf eine andere Priorität kommandiert werden. Soll z. B. am Mittag die automatische Steuerung/Regelung aktiviert werden, muss eine manuelle Bedienung aufgehoben werden, indem das Zeitprogramm auf die Priorität für die manuelle Bedienung wirkt. Soll in der Nacht die Beleuchtung aus sein, ohne dass eine manuelle Bedienung im Raum möglich ist, muss eine höhere Priorität beeinflusst werden.

Manuelle Bedienung mit hoher Priorität (im Raum, zentral)

Eine manuelle Bedienung mit hoher Priorität erlaubt das Beeinflussen der Beleuchtung und das Übersteuern von tiefer priorisierten Funktionen. So kann z. B. während eines Vortrages sichergestellt werden, dass weder der Bewegungsmelder noch ein Zeitprogramm die Beleuchtung zu einem ungünstigen Zeitpunkt ein-/ausschaltet.

Wartung zentral

Für Wartungs- oder Reinigungszwecke wird die Beleuchtung mit hoher Priorität ein-/ausgeschaltet und blockiert, so dass das Personal die notwendigen Arbeiten ohne Gefährdung/Störung ausführen kann.

Sicherheit zentral

Um den Fluchtweg zu beleuchten oder den Zugang der Rettungskräfte zu unterstützen, kann bei einer Brandmeldung die Beleuchtung eingeschaltet werden.

Eine sehr einfache Steuerung enthält nur eine oder zwei Funktionen, während in einer komplexen Anlage viele oder sogar alle Funktionen eingesetzt werden können. Zudem wird es je nach konkreten Anforderungen notwendig sein, das Verhalten einzelner Funktionen zu parametrieren. Die folgende Abbildung stellt einen möglichen Maximalausbau einer Anlage dar.