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Smarte Beleuchtung für ein optimiertes Raummanagement

Licht-Infrastruktur als Brücke zum Internet der Dinge

Licht ist überall verfügbar und kann aufgrund seiner hervorragenden Infrastruktur auch in Städten mittlerweile für mehr als nur die Beleuchtung eingesetzt werden. Durch intelligent vernetzte Lichtsteuerungen und Sensoren wird das Licht zur richtigen Zeit, am richtigen Ort und in der richtigen Menge zuverlässig gesteuert. Und es sammelt die Echtzeit-Daten und wertet diese für weitergehende Informationen aus, seien es die An/Abwesenheit von Personen, Staus, Unfälle bis hin zu Ausfällen der Beleuchtung.

Lichtsteuerungen bzw. Lichtmanagementsysteme sind für eine effiziente Beleuchtung heute unabdingbar geworden. Sie sorgen nicht nur dafür, dass Energieeinsparpotenziale bestmöglich ausgenutzt werden, sondern tragen auch nachweislich zur Verbesserung des Wohlbefindens bei.

Grafik, wie rasant sich das Internet der Dinge fortsetzt. Die Beleuchtung hat hier einen besonderen Stellenwert, kann sie doch hervorragend als Infrastruktur dienen.

Großbritanniens größte Immobilien-Investmentgesellschaft Land Securities und Zumtobel Group Services erproben gemeinsam innovative Lichtlösungen. Dazu wurden drei Tagungsräume in lebende Laboratorien umgestaltet. Ziel ist es, die Vorzüge von vernetztem Licht mit datenbasierten Software-Diensten für Kunden erlebbar zu machen.

In einem der drei Konferenzräume reagiert das Beleuchtungssystem dank intelligenter Sensoren auf die jeweilige Nutzungsart des Raums und passt sich entsprechend an, z. B. in Bezug auf Farbtemperatur oder Helligkeit. Die Beleuchtung wird durch eine intelligente Lichtsteuerung kontrolliert, die zusätzlich verschiedene Licht- und Raumdaten für weitergehende Analysen zur Verfügung stellt.

Der Einsatz von Lichtsteuerungen optimiert die Lichtqualität, das Wohlbefinden der Gebäudenutzer sowie die Energieeffizienz bedeutend. So z. B. auch das internetfähige und app-basierte Lichtmanagementsystem „LITECOM“. Es kombiniert Hardware sowie Software. Und es kann für weiterführende datenbasierte Services eingesetzt werden: Facility Manager können die im System gesammelten Informationen nutzen, um ihr Gebäude smarter zu machen, zum Beispiel für ein optimiertes Raummanagement.

 

Digitalisierung, Automatisierung und Vernetzung sind derzeit die „heißesten“ Zukunftsthemen im Bereich der Technischen Gebäudeausrüstung (TGA). Eine gänzlich neue Rolle kommt dabei der Beleuchtung zu: Sie wird immer intelligenter und kann in einem Internet der Dinge zahlreiche neue Funktionen übernehmen.

Die bislang analogen Prozesse der Technischen Gebäudeausrüstung (TGA) moderner Hochbauten sind auf dem Weg ins digitale Zeitalter. Die einzelnen Bereiche der Gebäudetechnik und damit auch die der Beleuchtung sehen sich vor immer komplexere Aufgaben gestellt. Das zeigen vor allem die Herausforderungen der Gegenwart. Planung, Ausführung und Überwachung der TGA sind zuweilen unübersichtlich und dadurch leider auch fehleranfälliger geworden. Die althergebrachten Abgrenzungen und Arbeitsteilungen bei der Entwicklung, Planung, Ausführung und Überwachung verschwimmen zunehmend – nicht nur im Bereich Gebäudetechnik. Es sind die Vernetzungen bzw. ihre Defizite, die inzwischen die größten Schwierigkeiten bereiten. Dies gilt im Übrigen nicht nur für viele Bereiche der TGA sondern für den Hochbauprozess insgesamt und seine organisatorische Vernetzung.
Die Verdichtung vieler technischer Funktionen in fast allen Bereichen der Gebäudetechnik führt zu einer komplexeren Auslegung der Systeme. Die Folgen sind oftmals die Inkompatibilität verwendeter Hard- und Software an den unterschiedlichsten Schnittstellen. Die klassische Vorgehensweise, Komponenten durch systemische Vernetzung intelligent zu machen, stößt deshalb an ihre Grenzen. Die negativen Folgen für Bauherren, Betreiber und Nutzer sind offensichtlich. Einmal verweigert die Mess-, Steuer- und Regeltechnik (MSR) von Entrauchungsanlagen ihren Dienst wegen einer falschen Hardwareauslegung. Ein anderes Mal bleibt die individualisierte Klimatisierung von Räumen auf der Strecke, weil dezentral arbeitende Klimaaggregate einer zentralen Klimasteuerung unterworfen wurden.

Licht als Infrastruktur, als verbindendes Element
Die größten Fortschritte in Richtung wirkungsvoller Vernetzung und Automatisierung in der Gebäudetechnik findet man im Bereich der Beleuchtung. Die Flexibilisierung beim Auslegen von Lichtanlagen und ihre individuelle Nutzung ist hier wohl am weitesten fortgeschritten. Die Technologieschritte der letzten Jahre konnten besonders schnell umgesetzt werden. Alleine der Einsatz energiesparender LED Leuchtmittel hat nicht nur der Lichtgestaltung, sondern auch der Steuer- und Regeltechnik im Beleuchtungsbereich neuen Schub verliehen. Leuchten und ihr Management sind nochmals intelligenter geworden.
„Wenn technische Gerätschaften miteinander reden könnten und sich ihre Befindlichkeiten ohne großen zusätzlichen Aufwand einander mitteilen könnten, dann wäre das mehr als nur eine Revolution“, meinte bereits im Jahr 1970 Humberto Maturana – einer der Väter der modernen Systemtheorie. Das ist inzwischen möglich. Man kann die meisten elektrisch betriebenen, digitalgesteuerten Geräte – also auch LED-Leuchten und Lichtsteuerungssysteme – heute so ausstatten, dass sie zusätzlich zu ihrer Primärfunktion drahtgebunden oder auch drahtlos mit allen anderen ähnlich ausgestatten Aggregaten direkt kommunizieren können. Das schafft für die Beleuchtung mit ihren gebäudeumfassenden Installationen eine besonders gute Ausgangssituation: Licht als verbindendes Element für die Konnektivität fast aller wichtigen TGA Systeme im Internet der Dinge.

Lichtsteuerungen eröffnen neue Nutzungsoptionen
Lichtsteuerungen bzw. Lichtmanagementsysteme sind für eine effiziente Beleuchtung heute unabdingbar geworden. Sie sorgen nicht nur dafür, dass Energieeinsparpotenziale bestmöglich ausgenutzt werden, sondern tragen auch nachweislich zur Verbesserung des Wohlbefindens bei: So zeigen Studien, dass die gegenwärtige Beleuchtungssituation in Büros häufig nicht mit den Bedürfnissen der verschiedenen Nutzergruppen übereinstimmt. Mehr als 50 % aller Mitarbeiter wünschten sich eine individuell einstellbare, an die Bedürfnisse und an die wechselnden Arbeitssituationen angepasste Beleuchtung – personalisiertes, flexibel einstellbares Licht schafft hier Abhilfe.
Doch damit sind die Möglichkeiten von Lichtsteuerungen längst nicht ausgeschöpft – insbesondere im Hinblick auf eine intelligente Vernetzung von Gebäuden und Städten im Internet der Dinge. Werden die von der Steuerung gesammelten Daten bislang noch hauptsächlich zu lichttechnischen Zwecken und Analysen genutzt, so sind mittlerweile ganz neue Anwendungsmöglichkeiten realisierbar. Leuchten gibt es praktisch überall – und sie sind bereits an den für Sensorik und Kommunikation passenden Stellen installiert: an Decken und Wänden, über Straßen, Plätzen und Fußgängerwegen. Sie haben eine Energieversorgung, und dank digitaler Ansteuerung der LEDs können problemlos weitere digitale Komponenten, wie beispielsweise Präsenz- und Bewegungsmelder, Thermostate oder Signalgeber, integriert werden. Damit können die Leuchten als zentraler Mittler von Daten ganz unterschiedlicher Anwendungsfelder dienen – ohne dass große zusätzliche Installationen in den Räumen notwendig sind.

Beleuchtungssysteme als Basis für Echtzeitanalysen
Zukunftsfähige Lichtsteuerungssysteme mit offener Software-Architektur verwandeln diese Daten über eine cloud-basierte Dashboard-Visualisierung in relevante Informationen, die Echtzeit-Analysen ermöglichen. So trägt die Beleuchtung als intelligent vernetztes System dazu bei, einen Mehrwert für den Gebäudebetreiber zu generieren:
Zum einen können die Energieverbrauchsdaten von Gebäuden und Räumen auf einen Blick verglichen und daraus Maßnahmen zur Optimierung abgeleitet werden. Der Gebäudemanager hat ein Werkzeug an der Hand, das ihn proaktiv das gesamte System überwachen lässt; anhand spezifischer Daten kann das System beispielsweise den wahrscheinlichen Ausfall einer Leuchte prognostizieren oder auf notwendige Wartungen hinweisen.
Zum anderen lassen sich Abläufe und Prozesse wie z. B. die Raumauslastung sichtbar machen. Wenn mit Präsenzsensoren analysiert werden kann, wie häufig Räume genutzt werden, dann lässt dies neue Schlüsse für eine effizientere Raumplanung zu bis hin zur Einsatzplanung der Reinigungskräfte. Werden Konferenzzimmer nur selten genutzt, können diese in freien Zeiten auch als Bürofläche zur Verfügung gestellt und große Besprechungsräume gegebenenfalls neu strukturiert werden.
Last but not least können die erfassten Daten in andere Gebäudeautomationen integriert werden und so bei Bedarf Einfluss auf die Heizungs-, Lüftungs- oder Klimasteuerung nehmen.
Ein wichtiges Augenmerk gilt der Einhaltung der Richtlinien zur Datensicherheit und dem Schutz der Persönlichkeitsrechte. Seitens der Hersteller bedeutet dies, Systeme einzusetzen, die nicht nur die höchsten Anforderungen an den Datenschutz erfüllen, sondern auch durch entsprechende Updatefähigkeit den höchs­ten technischen Standard über den kompletten Produktlebenszyklus sicherstellen.

Licht als Dienstleistung – eine neue Perspektive
Auf dem Weg zum vernetzten Gebäude und seinen weitreichenden Möglichkeiten sieht sich die Leuchtenindustrie vor neue Aufgaben gestellt. Zunehmend werden Dienstleistungen rund um die Planung, Lieferung und Einrichtung, den Betrieb und die Vernetzung bis hin zur Entsorgung bzw. Nachrüstung oder Erneuerung von kompletten Beleuchtungsanlagen gefragt. Die Zumtobel Group Services bietet z. B. bereits alle service-orientierten Dienstleistungen rund um das Thema Licht gebündelt an. Sie steht u. a. Facility Managern, die eine vorhandene Licht-Infrastruktur mit Anwendungen zur Datenerfassung und -verarbeitung ausstatten möchten, mit den entsprechenden Hard- und Software-Produkten und bei den Analysen zur Seite. Voraussetzung dafür sind ansteuerfähige Leuchten, gegebenenfalls müssen Sensoren nachgerüstet werden – für Gebäudeeigner und -betreiber also ein relativ geringer Aufwand mit großer Wirkung.

Eine Zukunftsvision wird Realität
Städte sind die vorrangigen Lebens- und Kulturräume der Zukunft. Urbanität wird immer ausgreifender und flächendeckender. Die Anforderungen der Nutzer an die Arbeits- und Wohnstätten werden sich immer weiter einander annähern: Vor allem, was den Komfort und die Erwartung an die Qualitäten von Raumökologie, Klima und Beleuchtung betrifft. Darin eingeschlossen und nicht minder wichtig: die Individualisierungs-, Mobilitäts- und Kommunikationsoptionen.
Aus der Sicht von Investoren, Eigentümern, Betreibern und Gebäudemanagern ist neben den Kosten die Flexibilisierung der Raumnutzung und ihrer technischen Ausstattung entscheidend geworden. Umfängliche Nutzungsänderungen ohne große Veränderungen in der Basisinstallation von Beleuchtung und Klimatisierung bzw. Heizung und Lüftung bis hin zur Sicherheitstechnik werden deshalb noch mehr Augenmerk erfordern. Dies gilt nicht nur für Büro- und Verwaltungsgebäude sondern auch für Gebäude mit eindeutigen Funktionszuordnungen wie Schulen, Krankenhäuser oder Labore und nicht zuletzt Verkaufsräume.
Lichtsteueranlagen in Verbindung mit der entsprechend ausgestatteten Hardware (Leuchten mit integrierter Sensorik) und einer offenen Software-Architektur bieten bereits heute die geeignete Infrastruktur, zusätzlich zu den beleuchtungsrelevanten Informationen weitere Gebäudedaten zu erheben und zu analysieren. Als intelligent vernetztes System ist das Licht für Gebäudeeigner und -betreiber das Element der TGA, das optimal für die Zukunft aufgestellt ist. Eine Zukunft, in der das Internet der Dinge allgegenwärtig sein wird.

Autor: Martin Hartmann, Senior Business Developer IoT Services, Zumtobel Group Services, Dornbirn

 


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