Lichtmanagement und Energieeinsparung: Systembaukasten als effiziente Steuerungslösung von natürlichem und elektrischem Licht

Eine Lichtsteuerung bietet erhebliche Einsparpotenziale für den Energieverbrauch und reduziert damit die Betriebskosten der Beleuchtung – ein guter Grund dafür, dass die Technik verstärkt im gewerblichen Bauen Einzug hält. Das Vollsortiment energieeffizienter Lichtsteuerungen von Lutron beispielsweise besteht aus aufeinander aufbauenden und abgestimmten Systemen, die eine modulare Konfigurierung nach dem Baukastenprinzip ermöglichen. Neben der elektrischen Beleuchtung können sie über Rollos und Jalousien auch das Angebot an natürlichem Tageslicht im Raum steuern.
Die elektronische Steuerung der Beleuchtung und das Programmieren bestimmter Lichtszenarien in Gebäuden galten anfänglich eher als reine Lifestyle-Lösungen mit exklusivem Anspruch. Doch die Technik bietet inzwischen einen deutlichen Mehrwert über den reinen Komfort hinaus und hat sich dadurch in den letzten Jahren zu einem wichtigen Qualitätsmerkmal hochwertiger Büro- und Gewerbegebäude entwickelt. Gewerbliche Bauprojekte erreichen mit modernen Lichtsteuerungen eine Wertsteigerung des Investments, da sich die erhöhte Nutzungsflexibilität und das innovative Image der Immobilie die Marktposition bei der Vermietung oder dem Verkauf verbessern.

Energieeffiziente Steuerungen

Von noch größerer Bedeutung ist aber das Potenzial moderner Lichtsteuerungen für die Energieeinsparung. Immerhin rund ein Drittel ihres nicht eben kleinen Bedarfs an Elektroenergie verbrauchen Bürogebäude für die Beleuchtung. Mit intelligentem Lichtmanagement kann dieser Bedarf um bis zu 60% reduziert werden. Die verbesserte Energieeffizienz senkt die laufenden Betriebskosten des Betreibers, vereinfacht für den Gebäudeplaner die Einhaltung der energetischen Standards der Energieeinsparverordnung und erhöht die Nachhaltigkeit des Gebäudes. Die Lichtsteuerung wird damit ein wichtiger Baustein beim Bauen mit zertifizierter Nachhaltigkeit, z.B. im Rahmen von Verfahren wie Leadership in Energy and Environmental Design (LEED) oder dem Deutschen Gütesiegel Nachhaltiges Bauen (DGNB). Wegen dieser Vorteile bilden speziell die verbrauchsreduzierenden Komponenten und Komplettlösungen den maßgeblichen Forschungs- und Entwicklungsschwerpunkt von Lutron. Das amerikanische Familienunternehmen ist der international führende Hersteller von energieeffizienten Lichtsteuerungssystemen und auch in Deutschland mit speziell auf diesen regionalen Markt und seine technischen Standards abgestimmten Produkten vertreten. Das Sortiment reicht von einzelnen Schaltern, Dimmern und Sensoren bis zu vollständigen Steuerungsanlagen. Der Planer profitiert von der Systembauweise mit aufeinander abgestimmten Komponenten, die Insellösungen für nur einen Raum ebenso ermöglichen wie Ausstattungen einzelner Etagen und kleinerer Gewerbeeinheiten oder die Steuerung zentralisierter Anlagen für Gesamtgebäude oder Gebäudekomplexe. Die Besonderheit dabei: Das Lichtmanagement umfasst sowohl die Regelung des künstlichen Lichts als auch des Tageslichts, denn in die elektronische Steuerung können auch Sonnenschutzrollos oder -jalousien an den Fenstern eingebunden werden.

Ausgereifte Basiskomponenten

Egal, welche Größe die Gesamtanlage hat, Grundlage aller Lichtsteuerungen sind die Dimmer, die im Lutron-Sortiment für LED-Steuerung ebenso zur Verfügung stehen wie für elektronische und magnetische Niedervolttrafos und Neon- bzw. Kaltkatodenröhren. Der Vorteil für den Lichtplaner dabei: Die Verwendung von Interfaces ist bei der Steuerung unterschiedlicher Lichtlasten überflüssig, was schnellere Installation und geringere Installationskosten bedeutet. Eine weitere Basiskomponente sind Sensoren, z.B. für Tageslicht oder Anwesenheit. Sie eröffnen Energieeinsparpotenziale, etwa indem die Beleuchtung nur bei Anwesenheit von Personen eingeschaltet oder aber in Abhängigkeit vom momentanen Angebot an natürlichem Tageslicht abgeregelt wird, sodass im Raum stromsparend eine stets konstante Helligkeit herrscht. Ähnliche Effekte lassen sich mit einer astronomischen Zeitschaltuhr erreichen, die im Unterschied zu Standard-Zeitschaltuhren mit festen Schaltpunkten auf die sich täglich ändernden Zeitpunkte des Sonnenauf- und -untergangs reagiert. Das An- oder Ausschalten der Beleuchtung ist damit auf den Tagesgang der Sonne an jedem konkreten Tag abgestimmt. Eine weitere Möglichkeit sind Trennwandsensoren, die die Position mobiler Trennwände erfassen können. Sie erlauben in großen Sälen die Ausleuchtung in Abhängigkeit der jeweiligen Nutzung einzelner Raumabschnitte. Sensoren und die auf Basis ihrer Meldungen programmierten automatischen Befehle können jedoch niemals die manuellen Bedieneinheiten in den Räumen überflüssig machen. Zum einen müssen die Nutzer jederzeit auf unerwartete Änderungen im Tagesablauf und Beleuchtungsbedarf reagieren können. Zum anderen sollte im Sinne der Akzeptanz der Lichtsteuerung jedes Gefühl der Fremdbestimmung durch eine Automatik verhindert werden – in letzter Instanz entscheidet immer der Mensch über die von ihm benötigten und gewünschten Beleuchtungszustände. Bei den Bedienelementen legt Lutron Wert auf eine übersichtliche Anordnung und einfache Bedienung in verschiedenen Designvarianten, die sich harmonisch in moderne innenarchitektonische Konzepte einfügen. Beleuchtungs-Fachplaner und die stärker auf die Raumgestaltung fokussierten Architekten können dadurch partnerschaftlich Lösungen zur beiderseitigen Zufriedenheit entwickeln.

Integration in die Haustechniksteuerung

Die eigentliche Intelligenz des Lichtmanagements ergibt sich aus der Leistung der Steuerstellen und ihrer Systemeinbindung. Die Beleuchtung einzelner Räume oder Konferenzsäle lässt sich technisch elegant mit dem Funksystem Grafik Eye QS verwirklichen. Für mehrere Räume, komplette Etagen oder kleinere Gewerbeeinheiten wurde Energi Savr Node konzipiert, in das auch die kleineren Grafik Eye QS-Lösungen integriert werden können. Dadurch ist eine zeitlich getrennte Inbetriebnahme einzelner Steuerungsabschnitte bzw. die spätere Erweiterung möglich. Diese modularen Möglichkeiten bietet auch das umfassende Lichtmanagementsystem Quantum, mit dem zentralisierte Anlagen für ganze Gebäude oder Gebäudekomplexe betrieben werden. Je nach System und gewählter Konfiguration können die Systeme als separate Inselanlagen betrieben und programmiert oder über standardisierte Schnittstellen wie Dali oder KNX in die Gebäudeleittechnik des Kunden integriert werden. Dabei lassen sich bestimmte Zonen definieren und die Steuerungsabläufe zonenweise festlegen. Ebenso ist die Voreinstellung von Lichtszenarien möglich, die dann bei Bedarf nur noch per Knopfdruck abgerufen werden. Dies dient einerseits der bewussten Inszenierung von Räumen, etwa in Verkaufsstätten oder in Empfangsfoyers, kann aber auch für die Energieeinsparung genutzt werden, beispielsweise mit einer ‚Aktiv‘-Schaltung für die Geschäftszeiten und einem lichtreduzierten ‚Passiv‘-Szenario außerhalb der Hauptnutzungsphasen.

Kontrolliertes Tageslicht

Neben dem Strombedarf der elektrischen Beleuchtung stellt gerade in Bürogebäuden mit ihren oft großzügig verglasten Fassaden die Gebäudekühlung ein zweites großes Energieeinsparpotenzial dar. Gegen unangenehme Aufheizung infolge der Sonneneinstrahlung werden oft Verschattungsanlagen eingesetzt, die die solare Wärmeeinstrahlung durch die Fenster verhindern, dabei aber zugleich auch die Lichtverhältnisse im Raum verändern. Eine gute Lichtsteuerung muss deshalb sowohl das natürliche als auch das künstliche Licht kontrollieren und intelligent regeln. Dass dies in einem gemeinsamen System möglich ist, stellt die Besonderheit des Lutron-Sortiments dar. Denn sowohl Sivoia, die Lutron-Steuerung von Rollos und Vorhangschienen, als auch die auf der diesjährigen Fachmesse Integrated Systems Europe (ISE) in Amsterdam angekündigte Steuerung für Lamellenfenster lassen sich nahtlos in die Lichtsteuerungen des Unternehmens integrieren. Das Prinzip davon: Ein Kontrollmechanismus passt die Kipp- und Höhenposition der Rollladenlamellen an das gewünschte Lichtszenario des jeweiligen Raumes an. Die Steuerung der Verschattungssysteme in Kombination mit der (elektrischen) Lichtsteuerung sorgt für gute Sichtverhältnisse zu jeder Tageszeit. Die Rollos oder Jalousien werden automatisch in die jeweils günstigste Position gefahren, bei den Jalousien außerdem die Lamellen an das gewünschte Lichtszenario des jeweiligen Raumes angepasst. Die Steuerung verhindert die Blendung durch Sonneneinstrahlung und schützt gleichzeitig die Räume gegen Überhitzung, was für den Gebäudebetreiber Energieeinsparungen im Betrieb der Klimaanlagen bedeutet. Gesteuert werden die Systeme, bei deren Entwicklung auf besonders leise Motoren geachtet wurde, mit seeTouch QS-Tastaturen oder IR- und RF-Fernbedienungen im Raum. Parallel ist über Grafik Eye QS die Einbindung in die gesamte Systemwelt der Lutron-Lichtsteuerungen möglich.