Effizient steuern
Nachhaltige Gebäude mit LCN
Wer ein nachhaltiges Gebäude errichten möchte, kommt um den Einsatz eines Systems zur Gebäudeautomation wie LCN nicht herum. Die Steuerung oder Regelung von Heizung, Klima, Licht und Beschattung bietet neben dem enormen Einsparpotenzial eine nicht zu unterschätzende Wertsteigerung, insbesondere wenn das Gebäude zertifiziert ist. Dabei ist Nachhaltigkeit weit mehr, als nur das Einsparen von Energie.
Nachhaltigkeit beginnt bereits in der Planung und bei der Auswahl der Produkte. Die Hersteller dieser Produkte wiederum arbeiten ebenfalls nachhaltig und setzen diese Ziele schon in der Entwicklung ihrer Waren um. Dabei wird auf umweltgerechte und recyclebare Materialien, geringen Energieverbrauch und niedrige Kosten in der Wartung geachtet. Neben den rein ökonomischen und ökologischen Aspekten ist ein weiterer wichtiger Punkt Mensch und Gesellschaft in die Planung des Bauvorhabens miteinzubeziehen. Diese sozio-kulturellen Planungsschwerpunkte dienen zur Steigerung der Akzeptanz und zur Wertschätzung eines Bauvorhabens. Dies zeigt sich u.a. bei Gewerbeobjekten. Sieht man sich z.B. amerikanische Großraumbüros der 1960er Jahre an, in denen die Mitarbeiter in kleinen Abteilungen, getrennt von der Außenwelt ihren Dienst taten, sind moderne, nachhaltige Büros der heutigen Zeit an das Leben der Benutzer angepasst. Man könnte auch sagen: Man schafft Gebäude für Menschen, anstatt Gebäude für einen bestimmten Zweck, in dem der Mensch nur eine untergeordnete Rolle spielt. Ebenso werden soziale Werte wie Integration, Gesundheit, Lebensqualität, Sicherheit und Mobilität sowie ästhetisch-kulturelle Werte wie die Gestaltung mit in das Baukonzept integriert. Die moderne Gebäudeautomation mit ihren intelligenten Bussystemen wie LCN macht nachhaltige, ganzheitliche Gebäudesteuerung erst möglich. Das Wort ‚ganzheitlich‘ bedeutet in diesem Fall eine Vernetzung aller zum Betrieb des Gebäudes benötigten Funktionen. Dazu zählen Heizung, Klima, Licht und Strom als Eckpfeiler, die gleichzeitig aber auch die größten Verursacher von Kosten und CO2-Ausstoß sind. Es gilt also den Ausstoß von Treibhausgasen zu minimieren, Kosten zu senken und gleichzeitig aber auch an die Bedürfnisse der Benutzer zu denken.
Beleuchtung
Die Wahl der richtigen Leuchten und des richtigen, nachhaltig arbeitenden Leuchtenherstellers sind nur ein Schritt, um die Beleuchtung eines Gebäudes nach den Prinzipen der Nachhaltigkeit zu gestalten. Steuerungen und Regelungen optimieren den Energieverbrauch, sorgen für die Einhaltung von Normen (z.B. Technische Regeln für Arbeitsstätten) und erhöhen den Komfort für die Gebäudenutzer. Die Beleuchtung sollte nur eingeschaltet werden, wenn jemand im Raum anwesend ist. Dazu dienen im Raum installierte Präsenzmelder wie der LCN-GBL. Dieser Präsenzmelder hat zusätzlich einen Lichtsensor zur Messung der Helligkeit integriert. Auf Basis dieser Daten können Konstantlichtregelungen eingerichtet werden. Dabei wird anhand der aktuellen Raumhelligkeit die Lampe so geregelt, dass ein fest definierter Wert (z.B. 500lx) erreicht wird. Dabei erfolgt die Ansteuerung entweder über die Module LCN-HU bzw. LCN-DDR via DALI oder über 0-10V Steuerspannung. Durch den Einsatz mehrerer Präsenzmelder lässt sich die Konstantlichtregelung noch weiter optimieren. Je nach Größe des Raumes sind die Lichtverhältnisse am Fenster andere, als im vom Fenster entfernten Teil. Durch die Aufteilung der Beleuchtung in mehrere Bereiche und Regelkreise lässt sich dieser Unterschied ausgleichen. Ein wichtiger Faktor wird bei der Gestaltung der Beleuchtung bisher selten beachtet: Untersuchungen zeigen, dass das menschliche Wohlbefinden gesteigert werden kann, indem nicht nur die Helligkeit, sondern auch die Lichtfarbe dem Tagesverlauf angepasst wird. So wird die Beleuchtung am Morgen mit einer niedrigeren Farbtemperatur angesteuert, am Mittag – während des Sonnenhöchststands – mit einem hohem Blauanteil. Am späten Nachmittag und Abends wird die Beleuchtung dann wieder mit einer niedrigeren, rötlichen Farbtemperatur angesteuert. Da Mitarbeiter eine höhere Leistung erbringen, wenn sie sich wohlfühlen, hat die RGBW-Lichtsteuerung auch eine klare kommerzielle Bedeutung. Dank der LED-Technik sind die Preise für farbiges Licht deutlich gefallen – LCN ist darauf eingerichtet: Alle Dimmmodule (z.B. LCN-HU) haben vier Kanäle zur Ansteuerung der einzelnen Farbkanäle. Ein weiterer, ‚weicher‘ Aspekt ist das Vermindern von Lichtverschmutzung, um Tiere und Insekten nicht in ihrem gewohnten Verhalten zu beeinflussen. In einer Sommernacht ist jede Straßenbeleuchtung wie eine helle Sonne. Man kann wohl getrost sagen, dass ein Verhalten, bei dem die Motte alle 5s gegen die Leuchte fliegt, nicht als ’natürlich‘ zu bezeichnen ist. So sollte bereits in der Planungsphase besprochen werden, welche Leuchten in der Dunkelheit unbedingt notwendig sind und welche in der Nacht ausgeschaltet werden können. Ebenso ist die Wahl des richtigen Leuchtentyps von essenzieller Bedeutung. Der richtige Abstrahlwinkel bzw. das Ausmaß der beleuchteten Fläche sollte genau soviel betragen wie es z.B. Sicherheitsvorschriften erfordern. Präsenz- bzw. Bewegungsmelder senden die gesammelten Informationen in den Bus. So wird das Licht bedarfsgerecht geschaltet. Auch Zeitschaltfunktionen können helfen, die Lichtverschmutzung auf ein geringes Maß zu bringen.
Sonnenschutz
Den richtigen Kompromiss finden: Durch die Nutzung von Sonnenlicht lässt sich natürlich Energie sparen. Was aber des Photovoltaikers Freud‘ ist des Klimatechnikers Leid. Durch den hohen Anteil an Infrarotstrahlung heizen sich die direkt der Sonne ausgesetzten Räume stark auf. Zudem werden Raumnutzer unnötig geblendet. Auch spezielle Verglasung kann den IR-Anteil nicht 100%ig herausfiltern und das Problem der Blendung bleibt bestehen. Abhilfe schafft ein Sonnenschutzsystem – z.B. per Jalousie – das intelligent gesteuert wird. Die LCN-Wetterstation LCN-WIH kann neben der aktuellen Helligkeit auch die Temperatur sowie – über ein GPS-Signal – die aktuelle Zeit ermitteln. So ergeben sich vielfältige Optionen zur Steuerung der Jalousien. Anhand von Temperatur und der aktuellen Helligkeit, lassen sich die Jalousien hoch- oder herunterfahren. Wichtig dabei ist, dass die Temperatur mit einbezogen wird, damit die abgegebene Infrarotstrahlung der Sonne im Winter zu Heizzwecken genutzt werden kann. Da die Wetterstation mit drei Helligkeitssensoren ausgestattet ist, die die Helligkeit im Osten, Westen und Süden messen, können verschiedene Bereiche des Gebäudes unterschiedlich angesteuert werden. So kann am Morgen, wenn die Sonne im Osten steht, nur der östliche Teil abgeschattet werden, während die anderen Teile das Tageslicht nutzen können. Im Laufe eines Tages, werden dann erst der Süden und dann der westliche Gebäudeteil vor der Sonneneinstrahlung geschützt. Der Nachteil des Sonnenschutzes liegt darin, dass sobald die Jalousien heruntergefahren sind, der Blick nach draußen versperrt ist und der Raum künstlich beleuchtet werden muss. Aus energetischer Sicht gilt es also, einen Kompromiss aus Einsparungen durch verminderte Klimaanlagenleistung und dem Mehrverbrauch durch die erforderliche Beleuchtung zu erreichen. Wichtig ist hier – und in der übrigen Gebäudesteuerung auch – den Nutzer nicht zu sehr zu bevormunden: Die Jalousien sollten in jedem Fall manuell bedienbar bleiben, z.B. über die Glastaster der LCN-GT-Serie. Das kann z.B. vorkommen, wenn die Außenhelligkeit unter dem Sollwert liegt – die Jalousien also hochgefahren sind – aber man durch Reflexionen eines Fensters im Nachbarhaus geblendet wird. Im Gegenzug möchte der eine oder andere Bewohner Benutzer, trotz automatisch heruntergefahrener Jalousie nach draußen gucken.
