Tageslichtnutzung mit KNX- und DALI-2-Sensoren
Konstantlicht-Lux-Sollwertregelung mit DALI-2-Kombisensoren – mit Anwesenheitsintegration, EN-15193-Energiefaktoren und Kalibrierungshinweisen.
Was ist Tageslichtnutzung?
Tageslichtnutzung – auch tageslichtabhängige Steuerung genannt – passt die künstliche Beleuchtung automatisch an das verfügbare natürliche Tageslicht im Raum an. Ein photometrischer Sensor misst die gesamte Beleuchtungsstärke (Lux) auf der Arbeitsebene. Wenn das Tageslicht ausreichend Lux liefert, dimmen die DALI-2-Treiber entsprechend herunter und halten dabei einen konstanten Ziel-Luxwert bei gleichzeitiger Reduzierung des Stromverbrauchs.
Das Prinzip ist einfach: Wenn der Zielwert 500 Lux beträgt und das Tageslicht 300 Lux liefert, müssen die künstlichen Leuchten nur 200 Lux – etwa 40 % ihrer Leistung – erbringen. An sonnigen Tagen in der Nähe von Südfenstern können die Leuchten stundenlang auf nahezu Null herunterdimmen.
Anforderung der EN 15193-Konformität
Die EN 15193 (Energieeffizienz von Gebäuden – Energiebedarf für Beleuchtung) verlangt eine tageslichtabhängige Steuerung für Gebäude, die in der EU eine Energiekonformität anstreben. Projekte ohne Tageslichtnutzung haben einen höheren LENI-Wert und können die Gebäudeenergiezertifizierungsschwellen nicht erreichen.
DALI-2-Kombisensoren
Die Sensorkomponente ist ein kombinierter Präsenz- (PIR) und Tageslichtsensor (Fotozelle), der bündig in der Decke montiert und auf die Arbeitsebene ausgerichtet ist. Ein einziger Sensor übernimmt sowohl die Anwesenheitserkennung als auch die Lux-Messung – ein Gerät, eine Kabelverbindung, eine DALI-2-Adresse.
Helvar DALI-2 Sensor
Deckenmontage kombinierter PIR + Fotozelle. DALI-2 Teil 303 (Anwesenheit) + Teil 304 (Lichtsensor). Konfigurierbarer Erfassungsbereich. Einstellbarer Lux-Sollwert über DALI-2-Befehle vom Gateway.
Tridonic MSP (Multi Sensor)
Hochempfindlicher PIR + Lux-Sensor. DALI-2-Bus-gespeist (keine separate 24V-Versorgung). Erfassungsbereich 10 m Durchmesser bei 2,5 m Deckenhöhe. Beliebt in gewerblichen LED-Retrofit-Projekten.
Lunatone DALI-2 Sensor
Kompakte 70-mm-Deckeneinheit. Lux-Sollwert und Haltezeit über Lunatone DALI Cockpit-Software konfigurierbar. Gibt Anwesenheitszustand und gemessenen Lux an DALI-2-Controller aus.
Theben HTS (KNX)
KNX-nativer Multisensor (nicht DALI). Kombiniert PIR + Lux + Temperatur. Sendet Lux-Wert über KNX DPT 9.004 (Lux). Wird eingesetzt, wenn die KNX-Logik die Dimmung über ein DALI-Gateway steuert, anstatt eines DALI-nativen Sollwerts.
Lux-Sollwert-Regelalgorithmus
Der Kernalgorithmus ist eine Konstantlichtregelung. Der Regler hält unabhängig vom Tageslicht einen festen Ziel-Luxwert auf der Arbeitsebene. Die Berechnung erfolgt im DALI-2-Gateway oder KNX-Logikmodul:
Logik der Konstantlichtregelung
Target lux (E_target): 500 lux (office work plane, EN 12464-1)
Measured lux (E_sensor): reported by DALI-2 photocell sensor
Artificial lux required: E_target − E_sensor (clamped to 0–max)
DALI-2 arc level = f(E_required / E_max_artificial)
→ sent to DALI group as DPT 5.001 (0–100%)
Dead band (hysteresis): ±50 lux
→ prevents hunting (constant micro-adjustments every second)
Typical setpoints:
Office workplane: 500 lux (EN 12464-1 Class A)
Meeting room: 300 lux
Corridor / reception: 200 lux
Storage: 100 luxKalibrierung erster Schritt
Vor Aktivierung des Algorithmus kalibrieren Sie bei vollständiger künstlicher Beleuchtung und ohne Tageslicht (Nacht oder Verdunkelung). Messen Sie den tatsächlichen Luxwert auf der Arbeitsebene mit einem kalibrierten Luxmeter, während Sie die Dimmstufe von 0–100 % durchlaufen. Dies erstellt die Dimmstufen-Lux-Übertragungskurve für diese Sensorposition und Raumgeometrie.
Anwesenheitsintegration
Tageslichtnutzung und Anwesenheitserkennung werden in der Regel von demselben Deckensensor bereitgestellt. Die beiden Funktionen interagieren und erzeugen vier Betriebszustände:
Besetzt + ausreichend Tageslicht
Lichter auf minimalem Dimmniveau (z. B. 5–10 %) oder aus. Tageslicht allein erreicht den Sollwert.
Besetzt + unzureichendes Tageslicht
Lichter auf berechnetem Bogenlichtniveau, um Ziel-Lux zu erreichen. Algorithmus läuft kontinuierlich.
Unbesetzt (Haltezeit abgelaufen)
Lichter aus. Haltezeit: 10–15 min Büro, 30 min Flur, 5 min WC.
Erste erkannte Betretung (PIR-Vorderflanke)
Lichter sofort auf Komfortszene – keine Verzögerung. Dann übernimmt der Tageslichtalgorithmus nach 30 s Stabilisierung.
Die 30-sekündige Stabilisierungsverzögerung beim Eintreten verhindert, dass der Tageslichtalgorithmus die Lichter sofort dimmt, wenn der Nutzer den Raum betritt – die PIR-Eingangsflanke löst zuerst eine feste Komfortszene aus, sodass der Sensor Zeit hat, einen stabilen Lux-Wert zu messen, bevor die Steuerung an den Algorithmus übergeben wird.
Energieeinsparung und EN 15193
EN 15193 definiert den LENI (Lighting Energy Numeric Indicator, kWh/m²/Jahr) unter Verwendung von Korrekturfaktoren für die Steuerungsqualität. Tageslichtabhängige Steuerung erhält einen niedrigeren FD-Faktor; präsenzbasierte Steuerung erhält einen niedrigeren FO-Faktor. Niedrigere Faktoren = niedrigerer LENI = bessere Energiebewertung.
| Steuerungstyp | FD-Faktor | FO-Faktor | Kombiniert | Energieeinsparung im Vergleich zu manuell |
|---|---|---|---|---|
| Nur manueller Schalter | 1.00 | 1.00 | 1.00 | Basislinie |
| Manuell + Präsenz (PIR) | 1.00 | 0.85 | 0.85 | ~15% |
| Nur tageslichtabhängig | 0.90 | 1.00 | 0.90 | ~10% |
| Tageslicht + Präsenz (kombiniert) | 0.90 | 0.85 | 0.77 | ~23% |
| Tageslicht + Präsenz + persönliche Steuerung | 0.90 | 0.80 | 0.72 | ~28% |
Typische reale Energieeinsparungen durch Präsenz- und Tageslichtnutzung im Vergleich zu fester manueller Beleuchtung: Büroräume 30–50%, Flure 40–60%, Treppenhäuser 60–80%. Die Einsparungen sind in südlich ausgerichteten Räumen mit großen Glasfassaden am höchsten.
Häufige Kalibrierungsfehler
Nicht: Kalibrierung im Winter oder an einem klaren Tag
Verwenden Sie einen gleichmäßig bedeckten Tag (CIE-Bedeckungshimmel) für die Sensorkalibrierung – dies ergibt einen reproduzierbaren, diffusen Tageslichtzustand. Die Kalibrierung bei klarem Himmel variiert mit Tageszeit und Jahreszeit. Das winterliche Tageslichtminimum ergibt eine falsche Basislinie, die im Frühjahr zu übermäßigem Dimmen führt.
Nicht: Sensor zum Fenster ausgerichtet
Der Sensor muss den Lux-Wert auf der Arbeitsebene messen – nicht das einfallende Sonnenlicht. Richten Sie die Fotozellenlinse senkrecht zur Decke, auf die Bodenebene. Ein auf ein Fenster gerichteter Sensor zeigt hohe Lux-Werte an, selbst wenn die Arbeitsebene schlecht beleuchtet ist.
Nicht: Keine Hysterese konfiguriert
Ohne Hysterese (Hysterese von ±40–80 Lux) jagt der Regelkreis – die Lichter passen sich alle paar Sekunden an, wenn die Wolkendecke schwankt. Dies ist sichtbar, störend für die Nutzer und verursacht unnötige Schaltzyklen der EVGs. Stellen Sie die Hysterese im DALI-Gateway-Konfigurationstool ein.
Achtung: Hochreflektierende Oberflächen verfälschen Lux-Messwerte
Weiße Glanzwände, polierte Betonböden und helle Möbel reflektieren Licht zurück zum Deckensensor und verfälschen den gemessenen Lux-Wert. Wenden Sie entweder einen Kalibrierungs-Offset im Gateway an (subtrahieren Sie 80–150 Lux) oder verwenden Sie matte Oberflächen im Raum.
DALI-2 Sensorintegration und Lux-Inbetriebnahme
Wir integrieren die DALI-2-Sensorverkabelung, Lux-Sollwertkalibrierung und Konfiguration der Anwesenheitshaltezeit in unsere Schaltanlagenlieferung – dokumentiert und vor Ort verifiziert.
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