Effizienzsteigerung durch Einsatz von Präsenz- und Bewegungsmeldern

Durch die im Herbst anstehende Ausphasung von Leuchtstofflampen T5/T8 steht bei vielen Beleuchtungsanlagen eine Umrüstung bzw. Sanierung an. Dann empfiehlt sich bei den meisten Anwendungen nicht nur der Wechsel auf LED, sondern zusätzlich der Einsatz von Präsenz- und Bewegungsmeldern, um die Effizienzpotentiale ausschöpfen zu können. Für einige typische Einsatzgebiete wollen wir nachfolgend beispielhaft aufzeigen, wie Bewegungs- bzw. Präsenzmelder geplant werden können und worauf jeweils zu achten ist.

Beispiel 1: Tiefgaragen

Tiefgaragen und Parkhäuser bieten ein großes Potenzial für die Energieeinsparung, da es sich in der Regel um große Flächen handelt, die je nach Gebäude und Tageszeit zeitweise eher sporadisch genutzt werden. Die intelligente Ansteuerung der Leuchten ermöglicht Einsparungen von typischerweise 30…80 % – und das bei hoher installierter Lichtleistung.

Als Beispiel dient eine Tiefgarage mit 80 m × 42 m Fläche, bei der sich das Licht bewegungsabhängig einschalten soll, sobald eine Person die Tiefgarage durch das Treppenhaus betritt oder ein Auto in die Tiefgarage einfährt (Bild 1). Es müssen also größere Flächen erfasst werden, man sollte also Melder mit großem Erfassungsbereich einsetzen – aufgrund der rauen Umgebung (Feuchtigkeit) mindestens in Schutzart IP54.

Von zentraler Bedeutung für das Einsparungspotenzial ist die Einteilung der Lichtgruppen: Dazu betrachtet man die typischen Lauf- und Fahrwege in der Tiefgarage und
grenzt die Lichtgruppen so ab, dass sie entlang der Nutzungswege verlaufen. Nach etwa 30 m wird eine neue Lichtgruppe erstellt. So werden nur die genutzten Abschnitte der Tiefgarage voll beleuchtet.

In öffentlichen oder halböffentlichen Parkhäusern sollte man Melder mit Kon­stantlichtregelung verwenden, welche die Leuchten auf eine reduzierte Helligkeit von z. B. 10 % dimmen, wenn Personen den Erfassungsbereich wieder verlassen haben oder wenn sich Personen in angrenzenden Lichtgruppen aufhalten. Dies ermöglicht es, die Nachlaufzeit der 100-%-Beleuchtung kurz zu halten (2…5 min) und gleichzeitig die Raumorientierung und das Sicherheitsgefühl zu garantieren.

Bei der Planung der Melderpositionen ist sicherzustellen, dass jeder Zugang (Türen etc.) und die Zutritte von der Parkfläche in die Fahrbahn bestmöglich erfasst werden. Die Melder sollten so platziert werden, dass abgehängte Installationen (Leitungen, Kanäle, Sprinklerleitungen, Kabeltrassen, Beschilderungen etc.) die Erfassung nicht einschränken. Zusätzlich müssen sich bewegende Objekte schnell erkannt werden.

Gerade in größeren Tiefgaragen bietet es sich an, die Lüftung mit der Anwesenheitsdetektion der Beleuchtung anzusteuern. Dies kann mit Master-Präsenzmeldern mit zusätzlichem HLK-Kanal realisiert werden.

Beispiel 2: Sanitäranlagen, WCs, Umkleiden

Öffentliche Sanitäranlagen bieten große Einsparpotenziale, da hier kaum jemand das Licht beim Verlassen ausschaltet. Die Erfassung der Bewegung in den einzelnen Kabinen gestaltet sich nicht immer einfach. Möglich wären die Installation vieler Melder oder eine sehr lange Nachlaufzeit – beides nicht sehr effiziente Lösungen.

Als Alternative bietet sich der Einsatz von Meldern an, die zusätzlich über einen Akustik-Sensor verfügen (Bild 2). Der Präsenzmelder erfasst am Eingang Bewegungen und schaltet das Licht ein. Wenn eine Person in der WC-Kabine nicht mehr erfasst wird und die Nachlaufzeit abgelaufen ist, wird der Akustik-Sensor für einige Zeit aktiv. Nimmt er Geräusche wahr, verlängert sich die Nachlaufzeit und das Licht bleibt an. Wenn keine Geräusche wahrgenommen werden, schaltet das Licht aus (Bild 3).

Oft haben Toilettenräume keine Fenster und damit kein Tageslicht. Hier reicht dann ein einfacher Bewegungsmelder (Relais-Version) mit deaktivierter Lichtmessung aus. Gibt es viel Tageslicht, sind ein Präsenzmelder und eventuell mehrere Lichtgruppen notwendig. Falls zusätzlich große Tageslicht-Unterschiede im Raum vorhanden sind, bietet sich ein zweiter Präsenzmelder in Master-Master-Schaltung an. So lässt sich die Beleuchtung an die unterschiedlichen Lichtverhältnisse anpassen.

Oft gibt es zusätzlich einen Ventilator oder eine Klimaregelung. Um diese Funktionalität automatisch mit einzubinden, wird ein separater Präsenzkanal benötigt.

Beispiel 3: Klassenzimmer

Die Lichtsteuerung in Klassenzimmern hat einige Tücken. Gerade bei Klassenarbeiten, bei denen sich die Schüler kaum bewegen, darf das Licht nicht ausgehen. Das erfordert eine hervorragende Erfassung, um für die Schüler eine lernfreundliche Atmosphäre zu schaffen.

Ein typisches Beleuchtungssystem in Schulzimmern besteht aus drei Lichtbändern – je eines an der Fensterseite und an der Wandseite und ein zusätzliches Lichtband als Tafelbeleuchtung. Durch den unterschiedlichen Abstand der beiden Lichtbänder von der Fensterfläche ergeben sich jeweils unterschiedliche Tageslichtanteile, es muss also unterschiedlich viel Kunstlicht hinzugefügt werden. Dies erreicht man am besten über drei unabhängige Lichtmessungen, also pro Lichtgruppe eine eigene Lichtmessung (Bild 4).

Durch die Fenster im Raum verändert sich der Anteil des natürlichen Lichts über den Tagesverlauf. Eine Konstantlichtregelung gewährleistet immer die geforderte Helligkeit von ca. 500 lx (stets anwendungsrelevante Normen und Regeln beachten) im gesamten Klassenzimmer. Zudem wird durch das Herunterregulieren der Beleuchtungsstärke bei steigendem natürlichem Lichteinfall auch nur so viel Kunstlicht beigesteuert, wie wirklich benötigt wird. Das ermöglicht hohe Einsparpotenziale.

Sehr ähnlich wie im Klassenzimmer sind auch die Anforderungen in Großraumbüros.

Beispiel 4: Sporthallen

Die Herausforderungen in Sporthallen bestehen in der Erfassung großer Flächen bei großen Montagehöhen, in vielen Fällen kommt die flexible Unterteilung in unabhängige Sektoren hinzu. In der Regel bewegen sich die Leute in einer Sporthalle. Für die Auslegung des Erfassungsbereichs ist also der tangentiale Erfassungsbereich maßgebend.

Bei der Auslegung des Erfassungsbereichs und der Lichtgruppen in Mehrfachturnhallen ist darauf zu achten, dass man die Halle in unabhängige Sektoren unterteilen kann. Wird die ganze Halle benutzt, müssen alle Lichtgruppen gleichzeitig ein- bzw. ausschalten (Master-Master-Schaltung). Wenn nur ein Sektor benutzt wird, dürfen die anderen Sektoren nicht einschalten (Unterbrechung des Master-Master-Signals über Kontaktschalter).

In der Regel genügt ein Schaltbetrieb. Falls viel Außenlicht vorhanden ist, kann auch eine Konstantlichtregelung eingesetzt werden. Dies erfordert Lichtmessungen an unterschiedlichen Stellen. Taster können optional für manuelle Übersteuerung eingesetzt werden. Für die Inbetriebnahme bei Installa­tionshöhen bis zu 15 m bietet es sich an, Melder einzusetzen, die sich per Fernbedienung parametrieren lassen (Bild 5).

 

Literatur

Leitfaden »Bewegungs- und Präsenzmelder richtig planen«, Theben AG, 2020

Autor

Dipl.-Ing. Andreas Stöcklhuber, Redaktion »de«

Quelle und Bildquelle: www.elektro.net