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Innenbeleuchtung

PRÄSENZMELDER FÜR DIE ENERGIEEFFIZIENTE INNENBELEUCHTUNG

Mit den Präsenzmeldern stehen alle Möglichkeiten der energieeffizienten und intelligenten Beleuchtungssteuerung offen. Neben der klassischen Anwendung zur Lichtsteuerung in Büroräumen, Fluren und öffentlichen Gebäuden werden auch Heizung und Klimaanlage präsenzabhängig gesteuert. Damit werden Energiekosten und der CO2-Ausstoß erheblich reduziert. Präsenzmelder reagieren auf kleinste Bewegungen und messen gleichzeitig die Helligkeit im Raum. Wird keine Bewegung mehr registriert oder ein individuell definierter Helligkeitswert überschritten, schaltet der Präsenzmelder automatisch das Licht aus.

 

 

Funktionsprinzip des Präsenzmelders, auch PIR genannt

Bild 1

Ein Präsenzmelder ist ein Sensor, der Bewegungen von Personen detektiert, indem er die Wärmestrahlung seiner Umgebung misst. Wird Wärmestrahlung im Erfassungsbereich registriert, ausgelöst zum Beispiel durch eine näher kommende Person, wird das Licht eingeschaltet. Aufgrund ihres Funktionsprinzips wird für Präsenzmelder auch die Bezeichnung „Passiv-Infrarot-Sensor“ bzw. die Abkürzung „PIR“ verwendet.

 

Die Beleuchtungssteuerung mit Präsenzmeldern basiert zum einen auf den registrierten Bewegungen, zum anderen auf der Lichtmessung. Präsenzmelder messen permanent die Helligkeit im Raum. Durch diese permanente Lichtmessung ist der Präsenzmelder in der Lage, nicht nur Kunstlicht bei ungenügendem Tageslicht einzuschalten, sondern die Beleuchtung bei ausreichendem Tageslicht auch wieder auszuschalten. Das klingt zwar einfach, in der Tat muss der Präsenzmelder aber bei eingeschaltetem Kunstlicht beurteilen können, ob nach dem Ausschalten noch genügend Tageslicht vorhanden ist.

 

Unterschied von Präsenz- und Bewegungsmeldern

Der Unterschied zwischen Bewegungs- und Präsenzmeldern liegt in der Empfindlichkeit der Sensoren. Präsenzmelder verfügen über deutlich empfindlichere Sensoren als Bewegungsmelder und registrieren selbst kleinste Bewegungen. Die empfindlichen Sensoren teilen den Erfassungsbereich eines Präsenzmelders gleichmässig in bis zu 1000 Zonen ein. Wie ein Schachbrett ziehen sich die Zonen durch den kompletten Erfassungsbereich. Selbst minimale Veränderungen im Wärmebild, wie das Tippen auf einer Tastatur im Grossraumbüro, werden registriert. Ein Bewegungsmelder hingegen reagiert nur auf größere Veränderungen im Wärmebild und eignet sich daher hauptsächlich für Anwendungen bei grösseren, gehenden Bewegungen oder im Aussenbereich.

 

Lichtmessung bei Präsenzmelder

Ein weiterer Unterschied zwischen Bewegungs- und Präsenzmeldern ist die Lichtmessung. Ein Bewegungsmelder misst die Helligkeit einmalig, wenn er aufgrund einer Bewegung das Licht einschaltet. Registriert er im weiteren Verlauf Bewegung, zum Beispiel am Vormittag in einem Büroraum, bleibt das Licht eingeschaltet, obwohl das Tageslicht mittlerweile ausreichen würde und der eingestellte Helligkeitswert schon längst überschritten ist. Das Licht bleibt also unnötig eingeschaltet. Im Gegensatz dazu messen Präsenzmelder permanent die Helligkeit: Wird ein individuell eingestellter Helligkeitswert überschritten, schaltet der Präsenzmelder das Licht aus, selbst wenn er eine Bewegung registriert. Das spart neben Energiekosten auch eine Menge CO2.

 

Schaltbetrieb

Beim Schaltbetrieb misst der Präsenzmelder die Summe aus Kunstlicht und Tageslicht. Um das Kunstlicht bei zunehmendem Tageslicht im richtigen Moment auszuschalten, muss der Präsenzmelder den Anteil des Kunstlichts kennen (siehe Abb.). Diesen Wert lernt er selbstständig, indem er sämtliche Schaltvorgänge der Beleuchtung im Raum fortlaufend analysiert. Somit
kann er aus der gemessenen Gesamthelligkeit jederzeit die aktuelle Tageslichtstärke berechnen. Der Vorteil der Mischlichtmessung besteht darin, dass sie mit jeder Lichtquelle arbeitet – auch sehr gut geeignet für LED's. Die Mischlichtmessung ist Grundlage für die Konstantlichtregelung.

 

Bild 2

 

Konstantlichtregelung

Bei der Konstantlichtmessung misst der Präsenzmelder permanent die Summe aus Tageslicht und Kunstlicht. Den gewünschten Helligkeitswert ermittelt er aus diesen beiden Lichtquellen. An einem nebligen oder regnerischen Morgen ist der Tageslichteinfall geringer. Dann erhöht der Präsenzmelder den Anteil an Kunstlicht, um die gewünschte Helligkeit im Raum zu erreichen. Zieht die Sonne im Lauf des Vormittags auf, so dass mehr Licht durch die Fenster einfällt, reduziert der Präsenzmelder den Anteil an Kunstlicht. Die Helligkeit im Raum bleibt also unabhängig vom Einfall des Tageslichts immer konstant.

 

Bild 3a

 

 

pdfFachbericht der FH Luzern zum Thema "Präsenzmelder im Qualitätstest"

 

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