Konzeption und Modellierung einer Konstantlichtregelung mit KNX

Inhaltsverzeichnis

1 Aufgabenstellung

2 Abstract

3 Einleitung

4 Grundlagen

4.1 KNX - Bussystem

4.1.1 Bestandteile

4.1.2 Wesentlicher Unterschied zur elektrischen Steuerung

4.1.3 Vorteile

4.1.4 Physikalische Struktur / Netztopologie

4.2 Engineering Tool Software (ETS)

4.3 Digital Addressable Lighting Interface (DALI)

4.4 Lichttechnische Grundlagen

4.5 Grundgrößen der Lichttechnik

4.5.1 Leuchtdichte

4.5.2 Beleuchtungsstärke

4.5.3 Lichtstärke

4.5.4 Lichtstrom

4.6 Raumplanung

4.6.1 Beleuchtungsniveau

4.6.2 Leuchtdichteverteilung

4.6.3 Grundregeln des Lichtdesigns

4.7 Lichtfarbe und Farbwiedergabe

4.8 Konstantlichtregelung

4.8.1 Regelungsstrecke und -einrichtung

4.8.2 Closed Loop

4.8.3 Integral Reset

4.8.4 Zwei-Punkt-Regelung

4.9 Funktionsweise Präsenzmelder

4.10 Lichtsensoren

4.11 Beispiele erhältlicher Lichtsensoren / Präsenzmelder

4.11.1 Osram

4.11.2 Siemens

4.12 Abschätzung der Energieeinsparung

4.12.1 Gebäudespezifischer Energieverbrauch

4.12.2 Lampentypen

4.12.3 Elektronische Vorschaltgeräte

4.12.4 Gedimmte Leuchtstofflampen

4.12.5 Präsenzmelder

4.12.6 Lichtregelung

4.12.7 Beispiel: mögliches Einsparpotential

4.12.8 Beispiele aus der Praxis:

5 Konstantlichtregelung

5.1 Dynamische tageslichtabhängige Regelung des Kunstlichts

5.2 Montageort der Präsenzmelder / Lichtsensoren

6 Praktischer Einsatz

6.1 Prinzipielle Überlegungen

6.2 Bestehende Lichtsteuerung

6.2.1 Lampenverteilung im Schulungsraum

6.2.2 Vorhandenen Schaltmöglichkeiten

6.2.3 Gruppenaufteilung der Beleuchtungsanlage

6.2.4 Problematik des bestehenden Raumes

6.2.5 Vorhandene KNX-Busgeräte

6.3 Neukonzeption des Schulungsraums:

6.3.1 Prinzip

6.3.2 Gewünschte Funktionen

6.3.3 Zusätzlich benötigte Busgeräte

6.4 Praktische Umsetzung

6.4.1 Montage der erforderlichen Geräte:

6.4.2 Software zur Raumberechnung

6.4.3 Im Projekt benötigte Software

6.4.4 Parametrierung der Präsenzmelder

6.4.5 Parametrierung der Taster

6.4.6 Einstellen der Szenen

7 Zusammenfassung

7.1 Erreichte Ziele

7.2 Weitere Schritte, Empfehlungen

7.2.1 Berechnung der Energieersparnis

7.2.2 Optimierung der Lichtverhältnisse

7.2.3 Schulungsmaßnahmen

7.3 Visionen, Ideen

12 Anhang

12.1 Grundregeln des Lichtdesigns

12.1.1 Leuchtenanzahl

12.1.2 Raumfaktor k

12.1.3 Reflektionsgrade ρ

12.1.4 Raumwirkungsgrad ŋR

12.2 Konstantlichtregelung mit Siemens Geräten

12.2.1 Kombisensor für Helligkeit und Temperatur AP254

12.2.2 Außenlichtabhängige Steuerung - Helligkeitssensor GE253 und Steuerbaustein N342

12.2.3 Helligkeitssensor UP oder AP255 und Schalt- / Dimmaktor N526/02

12.2.4 Präsenzmelder N258/21

Zielsetzung & Themen

Das Hauptziel dieser Diplomarbeit besteht darin, unter Nutzung des KNX-Gebäudebussystems ein fundiertes Konzept für eine Konstantlichtregelung zu erarbeiten und dieses praktisch an einem Schulungsraum der Siemens AG in Regensburg umzusetzen.

• Grundlagen des KNX-Bussystems und dessen Vorteile in der modernen Gebäudetechnik
• Analyse lichttechnischer Grundgrößen sowie deren Relevanz für eine effiziente Raumplanung
• Vergleich verschiedener Lichtmessmethoden (Echte Tageslichtmessung vs. Mischlichtmessung)
• Abschätzung von Energieeinsparpotentialen durch intelligente Steuerungssysteme
• Praktische Implementierung und Parametrierung von KNX-Komponenten in einem realen Schulungsumfeld

Auszug aus dem Buch

Zusammenfassung der Kapitel

1 Aufgabenstellung: Definition der Zielsetzung der Diplomarbeit zur Erarbeitung eines Konzepts für eine Konstantlichtregelung sowie die praktische Umsetzung in einem Schulungsraum.

2 Abstract: Zusammenfassung der Zielsetzung der Diplomarbeit auf Englisch.

3 Einleitung: Erläuterung der Bedeutung effizienter Beleuchtungssysteme in modernen Gebäuden und der damit verbundenen ökologischen sowie ökonomischen Vorteile.

4 Grundlagen: Detaillierte technische Einführung in das KNX-Bussystem, lichttechnische Größen, Raumplanung, Regelungsstrategien und Energieeffizienzaspekte.

5 Konstantlichtregelung: Beschreibung der dynamischen, tageslichtabhängigen Regelung des Kunstlichts und der kritischen Montageaspekte für Sensoren.

6 Praktischer Einsatz: Dokumentation der Ist-Analyse, Konzeption und konkreten technischen Umsetzung der Konstantlichtregelung im Schulungsraum der Siemens AG.

7 Zusammenfassung: Reflexion der erreichten Projektziele sowie Ausblick auf Optimierungsmöglichkeiten und weitere Empfehlungen.

12 Anhang: Ergänzende Informationen zu Berechnungsgrundlagen des Lichtdesigns sowie detaillierte Beschreibungen der eingesetzten Siemens-KNX-Geräte.

Schlüsselwörter

KNX, Konstantlichtregelung, Gebäudetechnik, DALI, Lichttechnik, Energieeinsparung, Präsenzmelder, Lichtsensor, Raumplanung, ETS, Automatisierung, Leuchtdichte, Beleuchtungsstärke, Lichtsteuerung, Schulungsraum.

Häufig gestellte Fragen

Worum geht es in dieser Diplomarbeit grundsätzlich?

Die Arbeit befasst sich mit der Konzeption und technischen Realisierung einer Konstantlichtregelung unter Verwendung des KNX-Gebäudebussystems.

Was sind die zentralen Themenfelder der Publikation?

Die Arbeit deckt die Bereiche KNX-Systemtechnik, lichttechnische Grundlagen, Energieeffizienz bei Beleuchtungsanlagen und die praktische Projektierung von Schulungsräumen ab.

Welches ist das primäre Ziel der Forschungsarbeit?

Das primäre Ziel ist es, eine effiziente und benutzerfreundliche Konstantlichtregelung zu entwickeln, die in einem Siemens-Schulungsraum in Regensburg praktisch implementiert und in Betrieb genommen wird.

Welche wissenschaftlichen Methoden werden in der Arbeit angewendet?

Es werden methodische Ansätze der Systemplanung, Lichtdesign-Berechnungen nach Industrienormen sowie die systematische Parametrierung von Buskomponenten über die ETS-Software genutzt.

Was umfasst der inhaltliche Hauptteil der Arbeit?

Der Hauptteil behandelt die theoretischen Grundlagen der Gebäudetechnik, die Analyse von Einsparpotentialen und die detaillierte Planung sowie Umsetzung der Lichtsteuerung inklusive der Konfiguration der Sensoren und Logikmodule.

Welche Begriffe charakterisieren diese Arbeit am besten?

Zu den prägenden Begriffen gehören Konstantlichtregelung, KNX, Energieeinsparung, DALI, Präsenzmelder und intelligente Lichtsteuerung.

Warum spielt die Positionierung der Präsenzmelder eine so wichtige Rolle?

Eine korrekte Platzierung ist entscheidend, um Fehlfunktionen durch Wärmequellen oder direkte Sonneneinstrahlung zu vermeiden und eine zuverlässige Erfassung der Anwesenheit sowie korrekte Lichtmesswerte sicherzustellen.

Welche Besonderheit bei der Lichtmessung wird im Kontext der Wandplätze erwähnt?

Es wird aufgezeigt, dass Plätze an der Wandseite psychologisch bedingt oft als dunkler empfunden werden, weshalb dort die Präsenzmelder um etwa 10% heller eingestellt werden sollten.

Wie unterstützt das AMX-Panel die Benutzerinteraktion im Schulungsraum?

Das AMX-Panel dient als zentrale Mediensteuerung, über die neben der Medientechnik auch verschiedene Licht- und Jalousiefunktionen bequem vom Pult aus bedient werden können.