Sicherheit in der Sensorplanung

Schon seit Jahren hat sich der Trend durchgesetzt, die Beleuch­tung besonders in öffentl­ichen Gebäuden wie Büros und Schulen nicht mehr manuell, sondern automatisch mit Bewegungs- und Präsenz­meldern zu steuern. Neben dem Komfort bietet die sensor­gesteuerte Beleuch­tung ein enormes Einspar­poten­zial, da sie die Volllast­stunden der Anlage reduziert. Die Beleuchtung wird durch die Sensoren präsenz- und hellig­keits­abhängig ein- oder ausgeschaltet. Das Licht wird so reguliert, dass so wenig wie möglich, aber immer so viel wie nötig zugeschaltet wird. Besonders in der Kombination einer modernen LED-Installation mit einer auto­matisierten, vernetzten Sensorlösung liegt das grösste Potenzial zur Reduktion des Energie­verbrauchs.

Trotz der Vorteile, die eine sensor­gesteuerte Beleuch­tungs­lösung bietet, gibt es immer wieder enttäuschte Kunden, die mit der Funktion und Zuverlässigkeit der automatischen Steuerung nicht ganz zufrieden sind. Genannt werden dann Situationen wie das Einschalten des Lichtes, obwohl niemand anwesend ist, oder, was zum grössten Unmut führt, das Ausschalten des Lichtes, obwohl Personen anwesend sind.

Basis für eine einwandfreie Sensorfunktion

Für eine einwandfreie Funktion von Bewegungs- und Präsenz­meldern sind zwei Punkte ausschlag­gebend: Eine profes­sionelle Planung zugeschnitten auf den konkreten Anwendungsfall und verlässliche Daten hinsichtlich der Erfassungs­eigenschaften und Reichweiten.

Bewegungs- und Präsenzmelder können nur zuverlässig funktionieren, wenn sie für den entsprechenden Anwendungsfall optimal geplant sind. Zu Beginn steht die Wahl einer geeigneten Sensortechnologie: Eignet sich Hochfrequenz (HF), Passiv-Infrarot (PIR) oder Ultraschall (US) für die zu erfassenden Bewegungen und baulichen Gegebenheiten am besten? Es ist für die Planer essenziell, die Art der Erfassung der unterschiedlichen Technologien zu verstehen und ihre Vor- und Nachteile für die jeweiligen Anwendungen zu kennen. Unterstützt man Planer dabei, die Sensor-Technologien zu verstehen, stärkt man eine zuverlässige Planung. Dies ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg zur optimalen, automatisierten Beleuchtungssteuerung.

Gute Planungsdaten sind entscheidend

Zentral für eine gute Planung sind die Planungs­daten der Sensor­hersteller. Deshalb ist es wichtig, dass die Planungs­daten die tatsächlichen Erfassungs­charak­teristika und Reichweiten der Sensoren genau wiedergeben. Diese Daten basieren auf Messungen der Hersteller. Ihre Erhebung war bisher nicht standardisiert. Denn ob die Messungen automatisiert oder zu Fuss erstellt wurden, ob die Raum­temperatur –10°C oder +30°C betrug, wie schnell und wie gross die bewegten Messobjekte waren – all das sind Einflüsse, die zu unterschied­lichen Mess­ergebnissen führen. Deshalb sind Bewegungs- und Präsenzmelder verschiedener Hersteller für den Planer und den Installateur nur bedingt vergleichbar: Erst die Erfahrung auf der Baustelle zeigt, ob die Reichweiten eher unter- oder überdeklariert sind.

Vergleichbare Messdaten durch SensNorm

Der wichtigste Ansatz, um das Vertrauen im Markt für Sensorik in der Beleuchtungs­steuerung und auch von weiteren Gewerken zu gewinnen, besteht darin, verlässliche und vergleichbare Planungsdaten zur Verfügung zu stellen. Die Planungs­daten müssen eine realistische Planung ermöglichen, die das Sensorverhalten bereits vor der Installation und Inbetriebnahme voraussagt.

Deshalb hat sich der 2014 von Marken­her­stellern gegründete Verein SensNorm zum Ziel gesetzt, Bewegungs- und Präsenz­melder für eine qualitative Sensorik-Planung objektiv vergleichbar zu machen. Hierfür wurden sieben Jahre lang ein standardi­siertes Messverfahren sowie das vollauto­matisierte, hersteller­unabhängige Messlabor SensLab entwickelt.

Die SensNorm-Prüfvorschrift definiert, wie nach dem SensNorm-Mess­verfahren gemessen wird. Sie legt fest, unter welchen Bedingungen die Messungen zur Erfassung von Bewegungs- und Präsenz­meldern erfolgen müssen, damit ein zuverlässiges Mess­ergebnis garantiert werden kann.

Bei der Ausgestaltung der interna­tionalen Norm IEC  63180:2020 hat sich SensNorm für die Einbindung grund­legender Anforderungen eingesetzt. Aus Sicht der SensNorm-Mitglieder reicht die IEC-Norm für Anwender jedoch meist nicht aus, um eine qualitative Sensorik-Planung in einem Gebäude zu realisieren.

Im Vergleich zur IEC  63180:2020 ist die Messung nach der SensNorm-Prüfvorschrift bei einigen Tests präziser und wird aus­schliesslich vollauto­matisiert durchgeführt. Eine auto­matisierte Messung gemäss IEC beschreibt noch gewisse weiterführende Messungen, die durch das SensNorm-Messverfahren nicht abgedeckt werden. Derzeit werden nach SensNorm nur Passiv-Infrarot-Sensoren vermessen, die in über 90 % aller auto­matisierten Beleuch­tungs­steuerungen verwendet werden.

Das Messlabor SensLab wurde im Frühjahr und Sommer 2020 am Eidgenös­sischen Institut für Metrologie (Metas) in der Schweiz als das weltweit erste, hersteller­unab­hän­gige Labor für die standar­disierte Vermes­sung von PIR-Sensoren gebaut. Im Rahmen eines Vorabend­seminars der Schweizer Licht­gesell­schaft (SLG) wurde im November 2020 der erste Schritt in die Öffentlichkeit gemacht und eine erste virtuelle Laborführung durchgeführt.

Einsatz der Planungsdaten

Zuverlässige Messdaten bieten eine optimale Grundlage, um Planungs­daten für die elektronische Sensorik-Planung zu generieren. Dabei ist es unabhängig davon, ob die Planung elektronisch über eine Planungssoftware oder manuell erfolgt. Für die elektro­nische Planung stellen die Hersteller zudem ergänzende Planungs­informa­tionen über die Erfassungs­reich­weiten hinaus zur Verfügung, die in gängige Planungstools importiert werden können. So können auch grössere Projekte umfassend geplant und die Sensoren verglichen werden.

Der Einsatz von Sensoren zur Steuerung von unterschied­lichen Gewerken im Gebäude verfolgt neben einem hohen Nutzer­komfort vor allem das Ziel der Energieersparnis. Das Vertrauen der Anwender in die voll- oder teilautomatisierte Beleuchtungs­steue­rung und ebenso in die automatisierte Gebäude­steuerung ist für eine erfolgreiche Energiewende unerlässlich. Denn ohne Sensorik kann nicht annähernd das volle Potenzial der möglichen Energieersparnis erreicht ­werden.

Fazit

Nur standardisiert und vergleichbar erzeugte Messdaten ermöglichen die Generierung von zuverlässigen Planungs­daten. Eine Sensor­planung macht erst dann Sinn, wenn das elek­tronisch geplante Erleben auch im Gebäude so stattfindet. Gut funktionie­rende und geplante Sensorik ist unsichtbare Sensorik. Nur wenn der Anwender die automatischen Regel­mecha­nismen nicht bemerkt, sie nicht negativ auffallen, kann Vertrauen in die Steuerung von Beleuchtung und weiteren Gewerken durch Sensorik entstehen.