Sonnenschutz und Beleuchtung nach HCL gesteuert

Mit dem „Center of Climate“ entstand am deutschen Zehnder-Firmensitz in Lahr ein neuer Kommunikationsmittelpunkt für Kunden, Besuchende und Mitarbeitende. Nach einem Architektenwettbewerb hatte sich der Bauherr für den Entwurf des Architekturbüros Partner AG entschieden. Auf 5.000 m² finden sich in dem Gebäude Büroflächen sowie Konferenz- und Meetingräume für die Mitarbeitenden und Räume für externe oder interne Schulungen. Herzstück ist der multifunktionale Markenerlebnisraum – mit seiner flexiblen Ausstellungsarchitektur ist er offen für verschiedene Veranstaltungsformate der Zehnder Akademie, die von Fachhandwerkern, Planern und Architekten besucht wird.

Das Unternehmen Zehnder hat sich Klimaneutralität und Nachhaltigkeit auf die Fahnen geschrieben. Das gilt für die Herstellung der eigenen Produkte und Systeme wie auch für den Bau seiner Immobilien. Das „Center of Climate“ in Lahr wurde in Niedrigenergiebauweise als KfW Effizienzhaus 55 mit einem maximalen Primärenergiebedarf von 104 kWh/m²a errichtet. Zudem spielt das Thema „Visueller Komfort“ am Arbeitsplatz eine wichtige Rolle – den Mitarbeitenden im neuen Firmengebäude soll in diesem Zug ein motivierendes und gesundes Arbeitsumfeld geboten werden.

Der Mensch im Mittelpunkt

Die positive Wirkung von Licht hat nachweislich einen erheblichen Einfluss auf unser Wohlbefinden und damit auch auf die Produktivität am Arbeitsplatz. Dazu gehört sowohl das Zusammenspiel von natürlichem Tageslicht und künstlicher Beleuchtung als auch die nicht-visuelle und emotionale Wirkung der verschiedenen Farbtemperaturen des Lichts.

Beleuchtungsszenarien nach dem Konzept des Human Centric Lighting (HCL) berücksichtigen daher immer auch den dynamischen Wechsel von verschiedenfarbig orientierten Lichtstimmungen, mit denen der sogenannte circadiane Rhythmus des Tageslichts nachgebildet wird. Um dies zu gewährleisten, wird der Arbeitsplatz mit einem Maximum an natürlichem Tageslicht versorgt. Nur bei Bedarf wird tageslichtähnliches Kunstlicht ergänzt. Den jeweiligen Anforderungen entsprechend, können Lichtszenarien auch unterstützend für Konzentration, Aktivierung oder Entspannung eingesetzt werden.

Smart gesteuert: Sonnenlicht und Kunstlicht

Ein Baustein des visuellen Komforts im „Center of Climate“ und seines nachhaltigen Gesamtkonzepts ist „Wellumic“. Das aufeinander abgestimmte Lichtmanagementsystem, das gemeinsam von Warema und Trilux entwickelt wurde, koordiniert die beiden Gewerke Sonnenschutz und Beleuchtung. Das Ziel: optimale Lichtverhältnisse und minimaler Energieverbrauch zu jeder Tageszeit.

Wichtigstes Technologieelement von „Wellumic“ ist der intelligente Steuerungsalgorithmus, der die Interaktion der außenliegenden Raffstoren von Warema mit den HCL-fähigen LED-Leuchten von Trilux regelt und dem Tagesverlauf nach dynamisch anpasst. Dazu messen Sensoren die Lichtverhältnisse im Innen- und Außenraum und stimmen in Echtzeit die Stellung der Raffstore-Lamellen mit den dynamischen HCL-Szenarien der Beleuchtung ab.

Durch die algorithmen-basierte „Wellumic“-Steuerung lässt sich das Tageslicht nutzen und gleichzeitig verhindern, dass sich die Räume durch den solaren Energieeintrag zu stark aufheizen und energieintensiv gekühlt werden müssen. Die HCL-fähigen Beleuchtungslösungen von Trilux fügen sich in die Architektur ein und gestalten die Räume mit dem als natürlich und angenehm empfundenen Kunstlicht mit.

Auf Grad und Millimeter genau

Eine Besonderheit von „Wellumic“ ist die präzise Ansteuerung der Warema-Raffstoren über SMI-Motoren, die neben dem Öffnen und Schließen auch die positionsgenaue Winkeleinstellung der Lamellen regeln und so für die korrekte Lamellennachführung sorgen. Die Steuerung verfügt über eine Wetterstation, die vier Außenbeleuchtungsstärken, die Außentemperatur und den Wind misst und über ein DCF77-Signal den Zeitstempel weitergibt.

Die Wetterstation kommuniziert über KNX mit den „BAline KNXMCMs“, die wiederum über MIO DALI 2.0 und MIO SMI die Kommunikation zu den Außenjalousien sowie den Leuchten und Innensensoren für die Anwesenheit von Personen und die Raumhelligkeit übernehmen. Abhängig vom Standort und Zeitstempel wird in den „KNXMCMs“, in denen sich die Algorithmen für die „Wellumic“-Steuerung befinden, der Sonnenstand für die Lamellennachführung errechnet.

Über eine Datenschnittstelle zu Bacnet werden Daten im Hinblick auf Heizen bzw. Kühlen bereitgestellt. Die Sensoren in den Leuchten geben Auskunft darüber, ob der Raum belegt ist oder nicht. Sind keine Nutzer im Raum anwesend, werden während der Heizperiode die Raffstoren nach oben gefahren und das Heizen über den Sonnenlichteintrag energieeffizient unterstützt. In der warmen Jahreszeit wird durch das Herunterfahren der Raffstoren und das komplette Schließen der Lamellen die Kühllast verringert.

Wird der Raum genutzt, sorgt die Steuerung laut Anbieter für ein fein dosiertes Maximum an blendfreiem Tageslicht. Im Sommer sind die Lamellenwinkel etwas weiter geschlossen und die maximale Öffnung ist auf 20 Grad begrenzt, so dass bei optimaler Tageslichtausbeute Kühlenergie gespart wird. Die manuelle Bedienung ist bei Kühlen auf den Bereich zwischen dem optimalen Lamellenwinkel der Lamellennachführung und der Position ganz geschlossen beschränkt.

Für die manuelle Bedienung steht in den Räumen das Raumbedienelement „Wellumic KNX Touch“ bereit – in den Open Spaces als 15-Zoll-Touchscreen mit Grundrissvisualisierung. Über die vier Szenen – Vortrag, Aktiv, Relax, Focus – können die Raffstoren und das Licht komfortabel und schnell mit einem Knopfdruck an den jeweiligen Bedarf angepasst werden. Zusätzlich lassen sich individuelle Raffstore-Einstellungen, Beleuchtungsstärken und Farben definieren.

Die „Wellumic“-Automatik trägt messbar dazu bei, dass sich Tageslicht und Kunstlicht bestmöglich ergänzen: Der optimierte Tageslichteintrag unter Berücksichtigung der solaren Energieeinträge verbessert die Energieeffizienz des Gebäudes. Die dynamische Regelung der Beleuchtungsstärke des Kunstlichts und der HCL-Farbtemperaturkurve fördern das Wohlbefinden und die Gesundheit der Mitarbeiter.