Anwesenheitserfassung

Bei der Anwesenheitserfassung für die Steuerung einer Beleuchtung ist grundsätzlich zwischen zwei Ausgangszuständen zu unterscheiden: Der Zustand bei Anwesenheit und der Zustand bei Abwesenheit.

• Der typische Bewegungsmelder (siehe Fußnote) am Haus hat die Aufgabe,bei Dunkelheit eine sich nähernde Person zuverlässigzu erfassen und das Licht einzuschalten. Ist er ander Haustür installiert, soll er in der Regel das Licht solange eingeschaltet halten, wie sich die Person im Eingangsbereichbefindet. Es geht um die Vermeidung vonDunkelheit zum Schutz vor Einbruch und Unfallgefahr.

• Die Anwesenheitserfassung eines Lichtmanagementsystems für die Innenraumbeleuchtung hat dem gegenüber die (Haupt-) Aufgabe, das eingeschaltete Licht zuverlässig dann - und nur dann - auszuschalten, wenn keine Person mehr anwesend ist. Insofern könnte mandiese Funktion auch eine „Abwesenheitserfassung” nennen. Denn nur bei Abwesenheit wird Energie eingespart, was der beabsichtigte Zweck der Einrichtung ist (siehe auch Kapitel, „Licht und Umwelt“).

Im Folgenden soll es daher immer um den Zweck im Innenraum, also die „Abwesenheitserfassung” gehen, die in vielen unterschiedlichen Konstellationen realisiert werden kann.

Automatische Wiedereinschaltung

Das Einsparpotential der Anwesenheitserfassung (siehe auch Kapitel, „Energieeffizienz von Gebäuden, Deutsche Norm DIN V 18599”) ist einerseits abhängig vom Grad der Erfassung der Abwesenheit. Ein weiterer Faktor ist jedoch die Funktion der Wiedereinschaltung. Diese kann automatisch bei Erfassung erneuter Anwesenheit erfolgen, oder aber ein manuelles Einschalten erfordern. Zur energetischen Optimierung der Beleuchtung sollten diese beiden Faktoren daher bis zu einem gewissen Grad im Zusammenhang betrachtet werden.

In vielen Anwendungen ist der Grad der Erfassung der Abwesenheit im Wesentlichen abhängig von der Haltezeit, die nach dem letzten Erfassen einer Bewegung vergehen muss, bis das Licht ausgeschaltet wird.

Wird z. B. in einem durchschnittlich halbstündlich frequentierten Korridor die Haltezeit auf 15 Minuten eingestellt, so ist maximal ein Einsparpotential von 50% zu erwarten. Kann die Haltezeit hingegen auf eine Minute verkürzt werden, so können ca. 95% der Energie, die für einen Dauerbetrieb erforderlich wäre, eingespart werden. Dies setzt jedoch voraus, dass die Erfassung der Anwesenheit mittels geeigneter Sensoren und deren optimierter Anordnung so gut sein muss, dass sie nicht für eine Minute aussetzt. Aus Gründen der Sicherheit sollte hier bei erneutem Erkennung von Bewegung eine automatische Wiedereinschaltung eingestellt werden. Man spricht hier auch von einer „vollautomatischen Schaltfunktion”.

Ein anderes Beispiel wäre ein Klassenraum in einer Schule. Eine sehr kurze Haltezeit würde auf Grund der  zeitweise sehr geringen Bewegungen häufig zum Ausschalten der Beleuchtung führen. Abgesehen von der störenden Wirkung wäre es also erforderlich, eine automatische Wiedereinschaltung einzustellen, damit nicht dauernd das Licht manuell wieder eingeschaltet werden müsste. Verlängert man aber die Haltezeit so, dass die Anwesenheitserfassung in dieser Zeit verlässlich funktioniert, kann auf die automatische Wiedereinschaltung der Beleuchtung verzichtet werden. In Kombination mit der Tageslichtnutzung ergeben sich hier hohe Einsparpotentiale dadurch, dass das Licht bewusst eingeschaltet werden muss (siehe Abschnitt „Tageslichtabhängige Regelung"). Die Haltezeit sollte hier also ca. 5 bis 10 Minuten betragen, damit sich innerhalb einer Unterrichtspause das Licht automatisch ausschaltet. Man spricht hier auch von einer „halbautomatischen Schaltfunktion”.

Die erforderliche Haltezeit ist also abhängig von der Leistungsfähigkeit und der Anordnung der Sensoren, um eine Zeit zu überbrücken, in der eine Anwesenheit nicht sicher erfasst wird. Andererseits sollte sie so kurz gewählt werden, dass das mögliche Energieeinsparpotential nicht verschenkt wird.

Sensorik

Um Anwesenheit in einem Raum festzustellen, bestehen grundsätzlich viele Möglichkeiten. Von der Videokamera mit geeigneter Mustererkennung zur Erfassung von Personen über eine Geräuscherfassung bis hin zu Systemen mit klassischen Bewegungssensoren, die eine Veränderungen des Eingangssignals an ihrem auf einen Raumbereich ausgerichteten Sensor als Bewegungen interpretieren. Das könnten wiederum eine Videokamera mit einfacher Bildauswertung sein, sowie Ultraschallsensoren, Passiv-Infrarot-Sensoren oder Hochfrequenz-Sensoren.

In marktüblichen Lichtmanagementsystemen für den Innenraum wird überwiegend die Bewegungserfassung mittels Passiv-Infrarot-Sensoren genutzt. In einigen Fällen werden Hochfrequenz-Sensoren verwendet. Die akustische Anwesenheitserfassung kommt gelegentlich zusätzlich zu einem der vorgenannten Sensoren in Sanitärbereichen und Treppenhäusern zum Einsatz, z. B. in Seniorenheimen, wenn eine reine Bewegungserfassung zu unsicher ist. Die weiteren Optionen kommen nur in Spezialanwendungen zum Einsatz.

Es ist vom jeweiligen elektronischen Steuergerät abhängig, ob es nur den Erfassungsbereich eines einzelnen Sensors auswertet oder ob es eine Erweiterung des Erfassungsbereiches oder eine Einteilung des Raumes in mehrere Bereiche mittels der Kombination mehrerer Sensoren ermöglicht. Die Kommunikation zwischen Sensor und Steuergerät ist in der Regel systemspezifisch. Eine genormte Schnittstelle für die Anwesenheitssensorik ist im Rahmen des DALI-II-Standards verfügbar (siehe Abschnitt „Schnittstellen").

Die weit verbreitete Unterscheidung zwischen Bewegungsmelder und Präsenzmelder soll hier unberücksichtigt bleiben, da beide Begriffe eigenständig installierbare Funktionseinheiten beschreiben, die sich in ihrem Funktionsumfang unterscheiden (wobei die Differenzierung nicht eindeutig ist). Hier soll - unabhängig vom Funktionsumfang des Installationsgerätes - allein auf die Funktion der Anwesenheitserfassung eingegangen werden.