Captación de luz natural con sensores KNX y DALI-2
Control de punto de consigna lux de iluminancia constante mediante sensores combinados DALI-2 — con integración de ocupación, factores energéticos EN 15193 y guía de calibración.
¿Qué es la captación de luz natural?
La captación de luz natural – también llamada control sensible a la luz diurna – ajusta automáticamente la salida de iluminación artificial en función de la luz natural disponible en el espacio. Un sensor fotométrico mide la iluminancia total (lux) en el plano de trabajo. Cuando la luz diurna aporta suficientes lux, los controladores DALI-2 atenúan en consecuencia, manteniendo un nivel de lux objetivo constante y reduciendo el consumo eléctrico.
El principio es simple: si el objetivo es 500 lux y la luz diurna proporciona 300 lux, las luces artificiales solo necesitan entregar 200 lux – aproximadamente el 40% de su potencia. En un día soleado cerca de ventanas orientadas al sur, las luces pueden atenuarse casi a cero durante horas.
Requisito de cumplimiento de la norma EN 15193
La norma EN 15193 (Rendimiento energético de los edificios – requisitos energéticos para iluminación) exige un control vinculado a la luz diurna para edificios que buscan cumplimiento energético en la UE. Los proyectos sin captación de luz natural tienen un valor LENI más alto y pueden no alcanzar los umbrales de certificación energética del edificio.
Sensores combinados DALI-2
El componente sensor es un sensor combinado de presencia (PIR) y luz diurna (fotocélula) montado al ras del techo, orientado hacia el plano de trabajo. Un solo sensor maneja tanto la detección de ocupación como la medición de lux – un dispositivo, un cable, una dirección DALI-2.
Sensor Helvar DALI-2
Sensor de techo combinado PIR + fotocélula. DALI-2 Parte 303 (ocupación) + Parte 304 (sensor de luz). Zona de detección configurable. Punto de consigna de lux ajustable mediante comandos DALI-2 desde la puerta de enlace.
Tridonic MSP (Multi Sensor)
Sensor PIR de alta sensibilidad + sensor de lux. Alimentado por bus DALI-2 (sin alimentación separada de 24V). Alcance de detección de 10 m de diámetro a 2,5 m de altura de techo. Popular en proyectos comerciales de modernización LED.
Lunatone DALI-2 Sensor
Unidad de techo compacta de 70 mm. Punto de consigna de lux y tiempo de retención configurables mediante el software Lunatone DALI Cockpit. Envía estado de presencia y lux medido al controlador DALI-2.
Theben HTS (KNX)
Multisensor nativo KNX (no DALI). Combina PIR + lux + temperatura. Envía el valor de lux por KNX DPT 9.004 (lux). Se utiliza cuando la lógica KNX maneja la regulación a través de una puerta de enlace DALI, en lugar de un punto de consigna nativo DALI.
Algoritmo de control del punto de consigna de lux
El algoritmo central es el control de iluminancia constante. El controlador mantiene un nivel de lux objetivo fijo en el plano de trabajo independientemente de la luz natural disponible. El cálculo se ejecuta en la puerta de enlace DALI-2 o en el módulo lógico KNX:
Lógica de control de iluminancia constante
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 luxCalibración primer paso
Antes de habilitar el algoritmo, calibre con la habitación completamente iluminada por luz artificial y sin luz natural (noche u oscurecimiento). Mida el lux real en el plano de trabajo con un luxómetro calibrado mientras recorre el nivel de regulación del 0 al 100%. Esto establece la curva de transferencia nivel de regulación–lux para esa posición del sensor y geometría de la habitación.
Integración de ocupación
La captación de luz natural y la detección de ocupación suelen ser proporcionadas por el mismo sensor de techo. Las dos funciones interactúan para producir cuatro estados operativos:
Ocupado + luz natural suficiente
Luces al nivel mínimo de atenuación (p. ej., 5–10 %) o apagadas. La luz natural por sí sola alcanza el objetivo.
Ocupado + luz natural insuficiente
Luces al nivel de arco calculado para alcanzar los lux objetivo. El algoritmo se ejecuta continuamente.
Desocupado (tiempo de retención expirado)
Luces apagadas. Tiempo de retención: 10–15 min oficina, 30 min pasillo, 5 min WC.
Primera entrada detectada (flanco ascendente PIR)
Luces inmediatamente a escena de confort — sin demora. Luego el algoritmo de luz natural toma el control tras 30 s de estabilización.
El retardo de estabilización de 30 segundos a la entrada evita que el algoritmo de luz natural atenúe inmediatamente las luces cuando el ocupante entra — el flanco ascendente del detector PIR activa primero una escena de confort fija, dando al sensor tiempo para medir un valor de lux estable antes de pasar el control al algoritmo.
Ahorro de energía y EN 15193
EN 15193 define el LENI (Lighting Energy Numeric Indicator, kWh/m²/año) utilizando factores de corrección para la calidad del control. El control vinculado a la luz natural obtiene un factor FD más bajo; el control basado en ocupación obtiene un factor FO más bajo. Factores más bajos = LENI más bajo = mejor calificación energética.
| Tipo de control | Factor FD | Factor FO | Combinado | Reducción de energía frente a manual |
|---|---|---|---|---|
| Solo interruptor manual | 1.00 | 1.00 | 1.00 | Línea base |
| Manual + presencia (PIR) | 1.00 | 0.85 | 0.85 | ~15% |
| Solo dependiente de luz natural | 0.90 | 1.00 | 0.90 | ~10% |
| Luz natural + presencia (combinado) | 0.90 | 0.85 | 0.77 | ~23% |
| Luz natural + presencia + control personal | 0.90 | 0.80 | 0.72 | ~28% |
Ahorros energéticos reales típicos de la detección de presencia y el aprovechamiento de la luz natural frente a la iluminación manual fija: oficinas 30–50%, pasillos 40–60%, escaleras 60–80%. Los ahorros son mayores en espacios orientados al sur con grandes fachadas acristaladas.
Errores comunes de calibración
No: Calibrar en invierno o en un día despejado
Utilice un día uniformemente nublado (cielo cubierto CIE) para la calibración del sensor – esto proporciona una condición de luz diurna difusa y reproducible. La calibración con cielo despejado varía según la hora del día y la estación. El mínimo de luz diurna invernal da una línea base falsa que provoca un exceso de atenuación en primavera.
No: Sensor orientado hacia la ventana
El sensor debe medir el nivel de lux en el plano de trabajo – no la luz solar entrante. Oriente la lente de la fotocélula perpendicular al techo, apuntando al suelo. Un sensor orientado hacia una ventana leerá lux altos incluso cuando el plano de trabajo esté mal iluminado.
No: Sin banda muerta configurada
Sin banda muerta (histéresis de ±40–80 lux), el bucle de control oscila – las luces se ajustan cada pocos segundos a medida que fluctúa la nubosidad. Esto es visible, molesto para los ocupantes y causa ciclos de conmutación innecesarios de los balastos. Configure la banda muerta en la herramienta de configuración de la puerta de enlace DALI.
Atención: Las superficies de alta reflectancia inflan las lecturas de lux
Las paredes blancas brillantes, los suelos de hormigón pulido y los muebles de colores claros reflejan la luz hacia el sensor del techo, inflando los lux medidos. Aplique un desplazamiento de calibración en la pasarela (restar 80–150 lux) o utilice acabados mate en el espacio.
Integración de sensores DALI-2 y puesta en marcha de lux
Incluimos el cableado de sensores DALI-2, la calibración del punto de consigna de lux y la configuración del tiempo de retención de ocupación en nuestra entrega de cuadros – documentado y verificado in situ.
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