Professionelle Möglichkeiten der Lichtsteuerung für diverse Anwendungsbereiche

LED-Lichtsteuerung & Human Centric Lighting im Projekt

Beim Thema Lichtsteuerung geht es nicht mehr nur um farbliche Akzente, Verläufe und Szenenprogrammierungen, sondern auch um den gesundheitlichen Aspekt, den Licht für die Menschen darstellen kann. Dabei sind die Einsatzgebiete vielfältig und oftmals ähnlich anspruchsvoll in der Ausarbeitung.

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Über ein KNX DALI-Gateway kann die Farbtemperatur von Warm- über Neutral- bis zu Tageslichtweiß geregelt werden.

Derzeit gibt es auf dem Markt eine so große Auswahl an unterschiedlichen Lichtsteuerungsoptionen, Protokollen und Hausautomationen, dass bei der Betrachtung und eventuellen Entscheidungsfindung bereits die ersten Hürden zu meistern sind. Die Unterschiede liegen oftmals nur im Detail und ergeben sich durch die differenzierten Schwerpunkte hinsichtlich der Anwendungsgebiete beziehungsweise durch die individuellen Ansprüche des Nutzers. Zur Wahl stehen die klassischen und offenen Systeme zur Lichtsteuerung wie DALI, DMX und KNX, aber auch proprietäre Lösungen wie HomeMatic, Q-Wave und digitalStrom haben ihren Reiz und können durchaus das ein oder andere Anforderungsprofil erfüllen. Allen gemeinsam ist jedoch, dass sie hinsichtlich einer optionalen Lichtsteuerung einiges an Komfort und spannenden Lösungen zu bieten haben, wie es bis vor ein paar Jahren noch nicht denkbar gewesen wäre.

Das kommt in erster Linie durch die umfangreichen Funktionen der modernen LED-Leuchten: Erst sie ermöglichen es, Lichtsteuerungen in dem Maße anzubieten, dass diese den Anforderungen der Lichtplaner gerecht werden. Auch der aktuelle Trend zum „gesunden Licht“ treibt das Thema in schnellen Schritten an. Aktuell wurde der Nobelpreis für Medizin an drei Wissenschaftler verliehen, die sich mit dem Thema des biologischen Rhythmus beschäftigen, so dass die circadiane Beleuchtung erneut an Bedeutung gewinnt. Es ist also nicht nur eine temporäre Phase technologischer Spielereien, sondern die Hersteller folgen hier wissenschaftlichen Erkenntnissen.

Inhalt: 

Leistungssteigerung im Büro durch Lichtsteuerung
Human Centric Lighting als Unterstützung im Gesundheitswesen
Komfort in der Straßenbeleuchtung per Lichtsteuerung
Lichtdesign im Shop und in der Gastronomie
Funk oder Kabel – offen oder proprietär?

Leistungssteigerung im Büro durch Lichtsteuerung

Hinsichtlich der Lichtsteuerungsmöglichkeiten in Sachen Arbeits- und Bürowelt steigt das Interesse an diesen neuen Systemlösungen insbesondere seitens der Arbeitgeber. Denn hier geht es bis auf die repräsentativen Bereiche, wie Ausstellungen oder Kundenempfangszentren, in erster Linie um Beleuchtungsszenarien, die eine Leistungssteigerung der Mitarbeiter fördert. Das wird durch zeitlich programmierte Verschiebung der Lichtfarbe erreicht, so dass die moderne Bürobeleuchtung dem biologischen Rhythmus des Menschen folgt. Möglich wird dies durch die Berücksichtigung der Auswirkungen von Licht auf die menschliche Konzentrationsfähigkeit. Das heißt: Die künstliche Beleuchtung sollte dem natürlichen Verlauf der Sonne folgen, um auch innerhalb eines Gebäudes deren Wirkung nutzen zu können. Während kalte Lichtfarben die Konzentration anregen und das Leistungspotenzial fördern können, sorgen warme Lichtfarben eher dafür, dass sich der Mensch entspannt und zur Ruhe kommt. Entsprechend wird das künstliche Licht im Büro eingesetzt.

Doch auch für andere Tätigkeitsbereiche lässt sich diese Eigenschaft des regelbaren Lichts in der Berufswelt sinnvoll nutzen. Sei es, um beispielsweise in Produktionsstätten für erhöhte Sicherheit im Umgang mit filigranen Bauteilen zu sorgen oder Schichtarbeiter zu Zeiten ohne Sonneneinstrahlung trotzdem in einen von der Tageszeit unabhängigen Wachzustand zu versetzen. Neben diesen Effekten spielt auch das Thema Energiekostenersparnis eine große Rolle, das durch eine intelligente Lichtsteuerung zusätzlich gefördert werden kann.

Präsenzmelder und Tageslichtsensoren regeln den Bedarf an künstlicher Beleuchtung und passen somit automatisch das Licht der jeweiligen Situation an. Dadurch sind unnötige Laufzeiten der Grundbeleuchtung ausgeschlossen, da sich das Licht per Lichtsteuerung nur im Bedarfsfall automatisch zuschaltet. Das reduziert sowohl die Wartungskosten als auch den allgemeinen Stromverbrauch. Aufgrund der Vielfalt an optionalen Lichtsteuerungsmöglichkeiten und der geforderten Möglichkeiten einer Verknüpfung mit der gesamten Haussteuerung empfehlen sich hier offene Systeme, um alle Bedarfsfelder abzudecken beziehungsweise über die entsprechenden Gateways zu integrieren. DALI, DMX und KNX stehen da gewiss an erster Stelle der einzusetzenden Protokolle.

Human Centric Lighting als Unterstützung im Gesundheitswesen

Die beschriebenen Auswirkungen der richtigen Lichtfarbe auf den Gemütszustand des Menschen sind natürlich nicht nur in der Arbeitswelt relevant, sondern lassen sich in jedem geschlossenen Raum sinnvoll einsetzen. Das gilt auch für das Gesundheitswesen. Dabei geht es hier unter anderem um die Beschleunigung eventueller Heilungsprozesse, die Steigerung des allgemeinen Wohlbefindens in Pflegeeinrichtungen oder die aktive Beseitigung eventueller Schlafstörungen ohne den Einsatz von Medikamenten. Denn was sich in der Berufswelt durch kaltes Licht an Konzentration hinzugewinnen lässt, das ermöglicht eben in entgegengesetzter Weise durch warme Lichtfarben eine sanfte Einführung in einen anstehenden Ruhe- und Schlafzustand. Da gerade in Pflegeeinrichtungen der natürliche Tagesverlauf beispielsweise krankheitsbedingt teilweise nur erschwert wahrgenommen werden kann, ist es hier sinnvoll, die betroffenen Personen durch die Simulation des Sonnenlichts per Lichtsteuerung in deren Einhaltung des Tagesrhythmus zu unterstützen und so zu einem gesünderen Alltagsleben beizutragen.

Unabhängig von der Wirkung des sogenannten Human Centric Lighting – kurz HCL – sorgen entsprechend gesteuerte Helligkeitsniveaus und Lichtfarben auch für eine erhöhte Sicherheit und letztendlich natürlich ebenso zu einer Energiekostenersparnis in allen Bereichen. Gesteuertes Licht kann also nicht nur gesund, sondern auch effizient und sicher sein. Auch hier wird sich die Verwendung der offenen Lichtsteuerungssysteme aufgrund der großen Auswahl an Aktoren und Sensoren ebenso wie bei der Bürobeleuchtung als sinnvoll erweisen. Das soll jedoch nicht heißen, dass Lösungsvarianten mit anderen Protokollen nicht denkbar wären.

Testlauf der neuen LED Beleuchtung am Verkehrsplatz Steele. Insta GmbH + lokomotiv.de
Wahlweise können einzelne Segmente oder die vollständigen Dachflächen des Verkehrsplatzes Essen-Steele mit Szenen oder Farben über eine Lichtsteuerung bespielt werden.

Komfort in der Straßenbeleuchtung per Lichtsteuerung

In den letzten Jahren entdecken die Kommunen  die Lichtsteuerung bzw. steuerbare Lichtszenen auch für den Bereich der Wege-, Plätze- und Straßenbeleuchtung. Hier spielen die Faktoren des biologischen Lichts weniger eine Rolle. Vielmehr geht es um die Möglichkeit, die Beleuchtung individuell zu schalten und über Sensoren an die tageszeitabhängigen Zustände anzupassen. Das bedeutet zum einen, dass sich die Lichtintensität an der tatsächlichen Helligkeit orientiert und nicht an der Uhrzeit. Allerdings besteht auch die Möglichkeit, dass das Licht einem Fußgänger oder Radfahrer folgt und somit nur die Bereiche ausgeleuchtet werden, die tatsächlich gerade benötigt werden. Dies war früher durch die langen Zündphasen der veralteten Lampentechnik undenkbar und ist durch die verlustfreien Schaltzyklen der LED-Lichttechnik problemlos umzusetzen.

Daneben können besonders repräsentative Plätze durch Farbsteuerungen optisch attraktiver gestaltet werden oder eben Unterführungen und andere vakante Bereiche in Städten ein freundliches und auch sicheres Erscheinungsbild erhalten. Durch eine bidirektionale Lichtsteuerung, also ein System, das nicht nur Befehle aussendet, sondern auch Zustände der jeweiligen Teilnehmer an die Zentrale übermittelt, lassen sich Fehlerquellen leicht lokalisieren und beheben. Außerdem besteht die Möglichkeit, durch weitere Sensoren in der Straßenbeleuchtung den Verkehr beziehungsweise die Signallampen zu regeln oder über entsprechende Apps vielfältige Informationen an den User weiterzuleiten. Dies kann beispielsweise als ein Parkleitsystem genutzt werden. Die Sensoren stellen fest, in welchen Bereichen noch freie Kapazitäten herrschen und lotsen den Fahrer über das Navigationssystem an die entsprechende Stelle. Theoretisch könnte dieser Platz dann bereits reserviert werden, damit es nicht zu Überschneidungen und Streitigkeiten zwischen den verschiedenen Teilnehmern kommt.

Da die Straßenbeleuchtung grundsätzlich schon an ausgesprochen prominenten Stellen installiert ist, ergibt sich auch für die Sicherheitsthematik die interessante, aber durchaus umstrittene Option der zentralen Videoüberwachung. All dies sind Bestandteile einer möglichen Lichtsteuerung – auch wenn das eigentliche Thema Licht nicht in allen Bereichen die Hauptrolle spielt. Bezüglich der Steuerungsprotokolle ist der Planer in diesem doch recht speziellen Fall und hinsichtlich der zukünftigen Bedürfnisse auf die Angebote und Empfehlungen der Leuchtenhersteller angewiesen. Hier zählen Langfristigkeit und Betriebssicherheit ebenso viel wie eine umfangreiche und zukunftsorientierte Sortimentszusammenstellung. Allerdings werden aufgrund der baulichen Gegebenheiten Funksysteme mit hohem Verschlüsselungsgrad bevorzugt eingesetzt werden, um die Kosten eventueller Sanierungsarbeiten im Rahmen zu halten. Die klassischen Protokolle können auch hier durch ihre Eigenschaften punkten.

In der Gastronomie werden gerne visuelle Highlights durch eine RGB-Steuerung gesetzt. Der dezente Einsatz an ausgewählten Stellen und Objekten sorgt für den entsprechenden Reiz. Lichtwerte Frankfurt GmbH
In der Gastronomie werden gerne visuelle Highlights durch eine RGB-Steuerung gesetzt. Der dezente Einsatz an ausgewählten Stellen und Objekten sorgt für den entsprechenden Reiz.

Lichtdesign im Shop und in der Gastronomie

Typisch für die Gastronomie, Hotellerie und die Einkaufswelt spielen in diesen Bereichen die Möglichkeiten des Lichtdesigns bzw. einer Lichtinszenierung eine große Rolle. Hier gilt es, die Lichtsteuerung so zu nutzen, dass diese das Ambiente, die Marke beziehungsweise die gewünschte Stimmung fördert. Dafür wird oftmals auf eine komplexe RGB-Steuerung zurückgegriffen, die besonders relevante Objekte oder Räume so beleuchtet, dass diese in der Wirkung auffälliger oder gefälliger wahrgenommen werden. Letztendlich soll sich dies insbesondere im Hotel- und Gastronomiebereich auch positiv auf das Wohlbefinden des Kunden auswirken. Jedoch wird dies weniger durch die Lichtfarbe der Weißtöne erreicht, sondern durch den Einsatz kräftiger Farben, die ebenso einen psychologischen Einfluss haben.

Mit der Lichtfarbe als solche wird im Foodbereich seit jeher gearbeitet, um die Produkte attraktiver zu präsentieren. Hier ist eine Lichtsteuerung insofern sinnvoll, da bei eventuellen Umbaumaßnahmen im Verkaufsraum die Leuchten an ihrem Platz bleiben können und nur deren Lichtfarbe den jeweiligen Produkten wie Obst oder Wurst an gepasst wird. Neue Entwicklungen ermöglichen es, die Lichtwirkung in Umkleidekabinen den entsprechenden Kleidungsstücken anzupassen. Dabei werden die Waren beim Betreten über einen vorher implantierten Chip erfasst und das Licht angepasst. So wird dann beispielsweise ein Bikini in hellem Sonnenlicht übergezogen, während sich die Lichtfarbe beim Anprobieren eines Abendkleides eher wärmer und diffuser gestaltet. Dem Nutzer bleibt natürlich die Möglichkeit, auf ein möglichst neutrales Licht umzuschalten, um die Wirkung der Ware auch so beurteilen zu können.

Ansonsten bedeutet eine Lichtsteuerung wie in allen anderen Bereichen ein Maximum an Flexibilität und Komfort, um sich den jeweils aktuellen Kundenwünschen oder den eigenen Bedürfnissen entsprechend anzupassen. Wie in den meisten Branchen, die nach einer professionellen und möglichst umfassenden Lösung für die Licht- und Gebäudesteuerung verlangen, spielen die offenen Systeme hier eine große Rolle. Kleinere Projekte, bei denen eine Lichtlösung solitär von der Haustechnik betrachtet wird, können in diesen Bereichen durchaus auch mit einem proprietären System umgesetzt werden. Die Anforderungen ähneln da eher den Heimanwendungen, als einer komplexen Gebäudeautomation.

Lichtsteuerung im Smart Home

Die allgemein gestiegene Akzeptanz von Steuerungsanlagen, die Affinität für technologische Raffinessen und die Verbesserung der Benutzerfreundlichkeit haben dazu geführt, dass Homeautomationen gerade in privaten Haushalten häufiger genutzt werden als je zuvor. Dabei spielen die eigentlichen Key-Facts teilweise nur eine untergeordnete Rolle und begründen eventuell lediglich die Mehrausgaben. Erst die Vernetzung des Lichts mit weiteren Komponenten wie der Haussicherung, dem Heizungssystem und der Verdunkelungsanlage erlaubt es dem User, alle Möglichkeiten sinnvoll zu nutzen und den entsprechenden Mehrwert zu generieren. Nichtsdestotrotz kann schon eine einfache Lichtsteuerung in den eigenen vier Wänden für erhöhten Komfort, Spaß und Wohlbefinden durch die reine Wirkung des Lichts sorgen. Und solange es mit Bedacht eingesetzt wird und es nicht zu einer Reizüberflutung kommt, spricht nichts gegen den farbenfrohen Einsatz einer regelbaren RGB-Beleuchtung oder sogar einer HCL-Lösung im privaten Bereich.

Im Bereich Smart Home ist die Entscheidungsfindung hinsichtlich eines Steuerungssystems etwas anders gewichtet als in den Projektbereichen. Hier zählen die Investitionskosten, die problemlose Umsetzung und eine möglichst einfache Einrichtung und Bedienung. Aus diesem Grund wird die Frage nach der Technik eher in Verhältnis zu der Machbarkeit gesehen, wodurch überschaubare und verständliche Funkprotokolle am ehesten favorisiert werden. Letztendlich stehen dem Privatanwender aber alle Möglichkeiten zur Auswahl, was den Prozess der Entscheidungsfindung jedoch in keiner Weise erleichtert.

Autor: Alexander Schwarz 

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Funk oder Kabel – offen oder proprietär?

Prinzipiell sind Funksteuerungssysteme nach den gleichen Regeln aufgebaut wie kabelgebundene Lösungen. Der grundlegende Unterschied: Es wird keine weitere Verkabelung zum Stromnetz benötigt, da das Datensignal nicht über die Netzspannung gelegt oder gar per Infrarot-Signal übertragen wird. Der Informationsaustausch zwischen Bedienungselementen, Sensoren und Aktoren erfolgt demnach über Funkwellen mit begrenzter Reichweite. Und das macht die Systeme besonders für Projekte attraktiv, in denen weitere Renovierungsmaßnahmen nicht gewünscht beziehungsweise nicht möglich sind. Im Neubau ist es dagegen problemlos denkbar, zusätzliche Kabel für die Hausautomation zu legen und so für weitere Optionen der Steuerungstechnik offen zu sein.

Insbesondere hinsichtlich der Sicherheitsaspekte bieten sich jedoch kabelgebundene Systeme an, da diese schwieriger von außen zu manipulieren sind. Was den Funktionsumfang angeht, so sind die Abgrenzungen absolut schwimmend und durch stetige Neuentwicklungen beinahe zu vernachlässigen. Die Frage, welche Lösung für den jeweiligen Einsatz am ehesten geeignet ist, beantwortet sich also durch die baulichen und bedarfsgetriebenen Voraussetzungen. Auch hinsichtlich der Entscheidungsfindung des Protokolls an sich lässt sich pauschal keine seriöse Empfehlung geben, da dies durch zu viele Faktoren beeinflusst wird. Grundsätzlich können die jeweiligen Systeme fast alles, da sie sich über Gateways mit anderen Protokollen verbinden lassen.

Trotzdem besteht bei proprietären Lösungen die Gefahr, dass diese auch wieder vom Markt verschwinden können. Dieses Schicksal kann ein offenes System natürlich ebenfalls treffen, ist jedoch aufgrund der vielen Teilnehmer und bereits geleisteten Entwicklungsarbeiten und Investitionen eher unwahrscheinlich – oder würde zumindest in einem längeren zeitlichen Prozess münden. Die Vielfalt der Angebote und dadurch auch der entsprechend vielfältigen Preisstrukturen machen die offenen Systeme zwar entsprechend attraktiv, allerdings auch schlechter überschaubar, um alle Eventualitäten vorab gedanklich einzubeziehen. Aufgrund der praktischen Erfahrungen, der Produktauswahl und der treibenden Kräfte durch mehrere Hersteller sind die offenen Systeme für den Projektbereich sicherlich eine gute Wahl – auch wenn es aufgrund der Eigenarten zu technischen Inkompatibilitäten kommen kann. Es wird aber versucht, dies durch die Aufstellung selbsternannter Regeln zu minimieren.

 

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