Raccolta della luce diurna con sensori KNX e DALI-2
Controllo del setpoint lux a illuminamento costante utilizzando sensori combinati DALI-2 — con integrazione presenza, fattori energetici EN 15193 e guida alla calibrazione.
Cos'è la raccolta della luce diurna?
Il daylight harvesting – chiamato anche controllo reattivo alla luce diurna – regola automaticamente l'emissione dell'illuminazione artificiale in base alla luce naturale disponibile nello spazio. Un sensore fotometrico misura l'illuminamento totale (lux) sul piano di lavoro. Quando la luce diurna fornisce lux sufficienti, i driver DALI-2 attenuano di conseguenza, mantenendo un livello di lux target costante e riducendo il consumo elettrico.
Il principio è semplice: se il target è 500 lux e la luce diurna fornisce 300 lux, le luci artificiali devono erogare solo 200 lux – circa il 40% della loro potenza. In una giornata di sole vicino a finestre esposte a sud, le luci possono attenuarsi quasi a zero per ore.
Requisito di conformità alla norma EN 15193
La norma EN 15193 (Prestazione energetica degli edifici – fabbisogno energetico per l'illuminazione) richiede un controllo legato alla luce diurna per gli edifici che cercano la conformità energetica nell'UE. I progetti senza daylight harvesting hanno un valore LENI più alto e potrebbero non raggiungere le soglie di certificazione energetica dell'edificio.
Sensori combinati DALI-2
Il componente di rilevamento è un sensore combinato presenza (PIR) e luce diurna (fotocellula) montato a filo del soffitto, orientato verso il piano di lavoro. Un singolo sensore gestisce sia il rilevamento di presenza che la misurazione dei lux – un dispositivo, un cavo, un indirizzo DALI-2.
Sensore Helvar DALI-2
Sensore a soffitto combinato PIR + fotocellula. DALI-2 Parte 303 (presenza) + Parte 304 (sensore di luce). Zona di rilevamento configurabile. Setpoint lux regolabile tramite comandi DALI-2 dal gateway.
Tridonic MSP (Multi Sensor)
Sensore PIR ad alta sensibilità + sensore lux. Alimentato dal bus DALI-2 (nessuna alimentazione 24V separata). Raggio di rilevamento 10 m di diametro a 2,5 m di altezza soffitto. Popolare in progetti commerciali di retrofit LED.
Lunatone DALI-2 Sensor
Unità da soffitto compatta da 70 mm. Setpoint lux e tempo di mantenimento configurabili tramite software Lunatone DALI Cockpit. Invia stato di presenza e lux misurato al controller DALI-2.
Theben HTS (KNX)
Multi-sensore nativo KNX (non DALI). Combina PIR + lux + temperatura. Invia il valore di lux su KNX DPT 9.004 (lux). Utilizzato quando la logica KNX gestisce la dimmerazione tramite gateway DALI, anziché un setpoint nativo DALI.
Algoritmo di controllo del setpoint lux
L'algoritmo principale è il controllo dell'illuminamento costante. Il regolatore mantiene un livello di lux target fisso sul piano di lavoro indipendentemente dalla luce diurna disponibile. Il calcolo viene eseguito nel gateway DALI-2 o nel modulo logico KNX:
Logica di controllo dell'illuminamento costante
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 luxCalibrazione primo passo
Prima di abilitare l'algoritmo, calibrare con la stanza completamente illuminata da luce artificiale e senza luce diurna (notte o oscuramento). Misurare il lux effettivo sul piano di lavoro con un luxmetro calibrato mentre si varia il livello di dimmerazione da 0 a 100%. Questo stabilisce la curva di trasferimento livello di dimmerazione–lux per quella posizione del sensore e geometria della stanza.
Integrazione presenza
Il daylight harvesting e il rilevamento di presenza sono generalmente forniti dallo stesso sensore a soffitto. Le due funzioni interagiscono per produrre quattro stati operativi:
Occupato + luce diurna sufficiente
Luci al livello di dimmerazione minimo (es. 5–10%) o spente. La sola luce diurna raggiunge il target.
Occupato + luce diurna insufficiente
Luci al livello di arco calcolato per raggiungere i lux target. L'algoritmo viene eseguito in continuo.
Non occupato (tempo di attesa scaduto)
Luci spente. Tempo di attesa: 10–15 min ufficio, 30 min corridoio, 5 min WC.
Primo ingresso rilevato (fronte di salita PIR)
Luci immediatamente in scena comfort — nessun ritardo. Poi l'algoritmo di luce diurna subentra dopo 30 s di stabilizzazione.
Il ritardo di stabilizzazione di 30 secondi all'ingresso impedisce all'algoritmo di luce diurna di abbassare immediatamente le luci quando l'occupante entra — il fronte di salita del sensore PIR attiva prima una scena comfort fissa, dando al sensore il tempo di misurare un valore di lux stabile prima di passare il controllo all'algoritmo.
Risparmio energetico e EN 15193
EN 15193 definisce il LENI (Lighting Energy Numeric Indicator, kWh/m²/anno) utilizzando fattori di correzione per la qualità del controllo. Il controllo basato sulla luce diurna ottiene un fattore FD inferiore; il controllo basato sull'occupazione ottiene un fattore FO inferiore. Fattori inferiori = LENI inferiore = migliore valutazione energetica.
| Tipo di controllo | Fattore FD | Fattore FO | Combinato | Riduzione energetica rispetto al manuale |
|---|---|---|---|---|
| Solo interruttore manuale | 1.00 | 1.00 | 1.00 | Linea di base |
| Manuale + presenza (PIR) | 1.00 | 0.85 | 0.85 | ~15% |
| Solo dipendente dalla luce diurna | 0.90 | 1.00 | 0.90 | ~10% |
| Luce diurna + presenza (combinato) | 0.90 | 0.85 | 0.77 | ~23% |
| Luce diurna + presenza + controllo personale | 0.90 | 0.80 | 0.72 | ~28% |
Risparmi energetici reali tipici derivanti dalla rilevazione di presenza e dall'uso della luce diurna rispetto all'illuminazione manuale fissa: uffici 30–50%, corridoi 40–60%, scale 60–80%. I risparmi sono maggiori negli spazi esposti a sud con grandi facciate vetrate.
Errori comuni di calibrazione
Non: Calibrare in inverno o in una giornata serena
Utilizzare una giornata uniformemente nuvolosa (cielo coperto CIE) per la calibrazione del sensore – ciò fornisce una condizione di luce diurna diffusa e riproducibile. La calibrazione con cielo sereno varia con l'ora del giorno e la stagione. Il minimo di luce diurna invernale fornisce una base falsa che causa un eccessivo oscuramento in primavera.
Non: Sensore puntato verso la finestra
Il sensore deve misurare il livello di lux sul piano di lavoro – non la luce solare entrante. Puntare la lente della fotocellula perpendicolarmente al soffitto, verso il pavimento. Un sensore puntato verso una finestra leggerà lux elevati anche quando il piano di lavoro è scarsamente illuminato.
Non: Nessuna banda morta configurata
Senza banda morta (isteresi di ±40–80 lux), l'anello di controllo oscilla – le luci si regolano ogni pochi secondi al variare della copertura nuvolosa. Ciò è visibile, fastidioso per gli occupanti e causa cicli di commutazione inutili dei reattori. Impostare la banda morta nello strumento di configurazione del gateway DALI.
Attenzione: Le superfici ad alta riflettanza gonfiano le letture dei lux
Pareti bianche lucide, pavimenti in cemento lucidato e mobili di colore chiaro riflettono la luce verso il sensore a soffitto, gonfiando i lux misurati. Applicare un offset di calibrazione nel gateway (sottrarre 80–150 lux) o utilizzare finiture opache nello spazio.
Integrazione sensori DALI-2 e messa in servizio lux
Includiamo il cablaggio dei sensori DALI-2, la calibrazione del setpoint lux e la configurazione del tempo di mantenimento occupazione nella nostra fornitura di quadri – documentato e verificato in loco.
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