Intelligente Lichtsteuerung im Büro

Computerarbeit, Teambesprechung oder Videokonferenz: Im Office sind wechselnde Tätigkeiten Alltag. Moderne Bürowelten rücken den Menschen und seine Bedürfnissein den Mittelpunkt. Ein intelligentes Lichtmanagement schafft eine angenehme undkomfortable Beleuchtung, fördert das Wohlbefinden und zugleich die Leistungsfähigkeit. Möglichkeiten zur individuellen Einstellung geben dem Nutzer Gestaltungsspielraum.

Licht ist für zeitgemäße Arbeitsplätze ein wesentlicher Gestaltungsfaktor: Es schafft gute Sehbedingungen und ein produktives Ambiente. Die Bürobeleuchtung sollte sowohl den relevanten Normen genügen als auch steuerbar sein. Managementsysteme regeln das Licht nach Bedarf, Anwesenheit und Tageszeit. Damit können in Gruppenbüros und Open-Spaces „Lichtinseln“ vermieden werden, die beispielsweise aufgrund unterschiedlicher Anwesenheitszeiten den eigenen Schreibtisch erhellen, den Rest des Raums aber eher im Dunkeln lassen. Denn mit einer durchdachten Lichtsteuerung kommunizieren Leuchten, die verschiedenen Bereichen oder Gruppen zugeteilt sind, als Schwarm miteinander: Registriert eine Leuchte etwa Präsenz, meldet sie diese Information an die Gruppenmitglieder. Diese beleuchten dann die unmittelbare Büroumgebung auf einem angenehmen Grundniveau – für mehr Sicherheit und eine bessere Raumatmosphäre.

Szenen für Meetings

Lichtmanagement in Besprechungs- und Konferenzräumen macht die Beleuchtung funktionsbezogen und flexibel. Verschiedene Lichtfarben, Leuchtenarten und ein Mix aus direktem und indirektem Licht erlauben unterschiedliche Kombinationen für verschiedenste Situationen und Aktivitäten – mit Beleuchtungsszenen für Vorträge, Beamer-Präsentationen, konzentriertes Arbeiten oder kreatives Brainstorming.

Effizientes Licht für Verkehrsflächen

Korridore und Treppen zählen nach DIN V 18599-10 zu den Verkehrsflächen. Mit einer relativen Abwesenheitsrate von 80 % eignen sie sich besonders gut für eine präsenz- und bewegungsgesteuerte Regelung, die viel Energie spart. Eine tageslichtabhängige Regelung in Fluren und Treppenhäusern lohnt sich auch bei guter Tageslichtversorgung in der Regel nicht – sie wäre nur 20 % der Zeit aktiv. Praktikabel ist vielmehr ein Schwellwertschalter, der die künstliche Beleuchtung nur dann einschaltet, wenn er Bewegung erfasst und das von außen einfallende Licht nicht ausreicht.

Pausen- und Aufenthaltsräume

Kaffeebars, Teeküchen und Pausenräume dienen der Regeneration und Entspannung. Hier bietet sich eine Anwesenheitserfassung mit manueller Schaltung per Taster an. Eine automatische Schaltung ist nicht erforderlich und verringert sogar das Einsparpotenzial. Tageslichtabhängige Regelung empfiehlt sich nur dann, wenn viel Tageslicht einfällt. Die Anwesenheitssensoren werden in diesem Fall für eine gute Erfassung am besten im Aufenthaltsbereich positioniert. Die Ausschaltverzögerung darf nicht zu kurz gewählt werden, weil sich MitarbeiterInnen in ihrer Pause kaum bewegen.

Neubau oder Sanierung?

In Neubauten können Lichtmanagementsysteme frühzeitig eingeplant und drahtgebundene Systeme bereits während des Baus verlegt werden. Im Bestand lassen sich funkbasierte Lichtmanagementsysteme ohne viel Aufwand nachrüsten. Auch autarke Leuchtensysteme mit integrierter Sensorik erlauben bei Bedarf eine Anbindung an ein bestehendes Gebäudemanagement. So wird der häufig vorhandene Tageslichtanteil gut genutzt; Energiebilanz und Nachhaltigkeit eines Gebäudes können verbessert werden.

Schnittstellen für das Lichtmanagement

Steuerungs- und Regelungssysteme sind in der Gebäudetechnik der Schlüssel zu Effizienz, Komfort und Sicherheit. Damit alle Gewerke von Heizung über Klima bis zur Beleuchtung eingebunden und von einer Hauptstelle gesteuert werden können, müssen Schnittstellen kompatibel sein. Sie sind zuständig für die Kommunikation unterschiedlicher Komponenten. Im Steuergerät werden relevante Daten gesammelt und bei Bedarf an die Komponenten übermittelt. Es gibt Schnittstellen zwischen Steuergerät und Anwender, Sensoren oder den Betriebsgeräten der Leuchten. In der Beleuchtungstechnik gibt es grundsätzlich zwei Arten von Schnittstellen:

– Standardisierte Beleuchtungsschnittstellen erlauben den AnwenderInnen, Steuerkomponenten und Leuchten mit gleicher Schnittstelle direkt miteinander zu verbinden.

– Datenschnittstellen werden innerhalb eines Steuerungssystems eingesetzt. Auch diese Interfaces sind in der Regel standardisiert –  jedoch nur hinsichtlich des Datenaustauschs zwischen Sender und Empfänger. Ihre Funk­tionen für Beleuchtungssteuerung definieren die HerstellerInnen.

Eine Tast-Dimmer-Schnittstelle für Betriebsgeräte von Lichtquellen ist die simpelste Form einer Beleuchtungsschnittstelle. Einige Steuergeräte haben auf der Eingangsseite eine Tast-Dimmer-Schnittstelle, steuern die Leuchten an der Ausgangsseite jedoch beispielsweise mit DALI (Digital Addressable Lighting Interface). Dies erfordert nur eine geringe Stand-by-Leistung.

DALI macht’s digital

Als digitale Beleuchtungsschnittstelle ist DALI für den Gebrauch in der Gebäudeinstallationstechnik optimiert und wird häufig bei dimmbaren Betriebsgeräten für die professionelle Allgemeinbeleuchtung verwendet. Sie unterstützt die dimmende Lichtregelung, um Energie zu sparen oder für die Steuerung unterschiedlicher Lichtszenen. Das Interface dient der Kommunikation zwischen einem Steuergerät (Master) und mehreren zu steuernden Betriebsgeräten (Slaves). An einer Steuerleitung können maximal 64 DALI-Teilnehmer betrieben werden. Unterschieden werden zwei Kommunikationsprinzipien: Bei DALI Broadcast (Direct DALI) folgen alle Teilnehmer dem Steuersignal. Anders im DALI Adressierbetrieb: Hier bekommt jeder Teilnehmer eine Individualadresse und optional bis zu 16 Gruppenadressen und 16 Szeneneinstellungen. Erst mit DALI 2 wurde die bidirektionale Kommunikation von Steuergeräten, Tastern, Schaltern oder Sensoren in einem Multi-Master-System möglich.

Netzwerkschnittstellen

Eine weitere Möglichkeit ist die direkte Nutzung von Netzwerkschnittstellen. Das Vorschaltgerät erhält dabei sozusagen seine eigene Schnittstelle; die Datenübertragung erfolgt drahtlos über Funk oder kabelgebunden per LAN. Solche Schnittstellen werden oft bei LED-Systemen verwendet. Häufig eingesetzte Standards für die drahtlose Kommunikation sind ZigBee, Bluetooth und EnOcean. Durch den interoperablen Funkstandard der EnOcean-Alliance können Schalter, Gateways und Sensoren beliebiger Endprodukthersteller einfach miteinander kombiniert werden.

Human Centric Lighting – Planungsbeispiel

Gleitende Arbeitszeiten, Homeoffice und Desk Sharing führen dazu, dass die Ausstattung moderner Büroräume mittlerweile gezielt die Akzeptanz und das Wohlbefinden der Menschen berücksichtigt. Das Lichtkonzept Human Centric Lighting – kurz HCL – kann viel dazu beitragen.

HCL berücksichtigt visuelle, emotionale und biologische Lichtwirkungen. Die visuelle Lichtwirkung erfüllt dabei die von DIN EN 12464-1 geforderten Beleuchtungsstärken im Bereich der Sehaufgabe, auf Wänden und Decken sowie die zylindrische Beleuchtungsstärke im Raum. Ein ausgewogener Mix aus Tages- und Kunstlicht und eine stimmige Anordnung der Leuchten schaffen ein angenehmes Arbeitsumfeld mit emotionaler Lichtwirkung. Die biologische Wirkung der Beleuchtung entfaltet sich, wenn die spektralen Anteile am Auge des Nutzers und die Beleuchtungsstärken zum richtigen Zeitpunkt stimmen. Das gezeigte Beispiel gilt für ein Zwei-Personen-Büro, das von 7 bis 20 Uhr belegt ist. Auch auf größere Büros ist es übertragbar: Dann sind die Wände weniger dominant beleuchtet, Decken und Raumobjekte dagegen prominenter.

Mit einem Bediengerät können Lichtszenen ausgewählt werden. Sie überschreiben die Automatik während der Nutzungsdauer. Wichtig: Nach der Unterbrechung muss die Automatik wieder an der richtigen Stelle einsteigen. Für konzentriertes Arbeiten wird vorwiegend direktes Licht genutzt und der indirekte Anteil um die Hälfte reduziert. In Gesprächssituationen dagegen empfehlen sich ein ausgewogenes Verhältnis und eine gleichmäßige Wandhelligkeit. Zur Entspannung können unterschiedlich gedimmte Wandfluter auf 20 % des direkten und indirekten Lichtanteils ­gesenkt werden. Um Energie zu sparen, folgt nur der Indirektanteil der Tageslichtautomatik; der Direktanteil wird jedoch anwesenheits- und tageslichtabhängig gesteuert. Der Nutzer benötigt eine kompakte Aufklärung über alle Möglichkeiten seiner HCL-Anlage. Tipp: Mit einem vom Planenden gut aufbereiteten Informationsblatt verschafft sich der/die AnwenderIn schnell einen Überblick.

Neue Arbeitsstättennorm DIN EN 12464-1

Intention der Neufassung
Die CEN-Arbeitsgruppe wollte mit der Bearbeitung der Norm neue Erkenntnisse einbringen – etwa zur nicht-visuellen Wirkung des Lichts. DIN EN 12464-1 ist eine der am meisten genutzten Richtlinien in Europa. „Wir wollten sie nicht von Grund auf verändern oder neue Werte definieren, sondern sie besser lesbar und verständlicher machen.“ Die wesentlichen Werte sind nun in einer Tabelle leicht auffindbar.

Modifizierte Werte für Beleuchtungsstärken
Die Norm gibt wie bisher einen Mindestwert an, der unverändert ist. Der zweite Wert zu den Beleuchtungsstärken in den Tabellen erweckt den Anschein, er sei neu – ist er jedoch nicht. Auch zuvor gab es die Möglichkeit oder sogar die Notwendigkeit, das Beleuchtungsniveau zu erhöhen, etwa wenn höhere Produktivität gefragt ist oder die MitarbeiterInnen älter sind und mehr Helligkeit brauchen. Das drückt dieser zweite, modifizierte Wert nun aus.

Hinweise für PlanerInnen
Ein zusätzliches Kapitel gibt konkrete Hilfestellungen: Es beschreibt Maßnahmen zur Planung von Beleuchtungsanlagen und alle Aspekte von der Sehaufgabe bis zur Beleuchtung des Raumes. Weitere Themen sind die Variabilität der Beleuchtung, Steuerung, Tageslicht und Wartungsfaktoren. Der/Die PlanerIn erfährt, welche Kriterien zu berücksichtigen sind, und kann die Norm leichter anwenden.

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