lichtmanagement
Oplossingen voor energiebesparing, lichtcomfort en enscenering
Zodra een aantal verlichtingstoestellen door een systeem worden aangestuurd is er eigenlijk al sprake van lichtmanagement. Er bestaan echter meerdere soorten lichtregelsystemen met specifieke doelstellingen : energiebesparing, flexibiliteit en scenografie. Samen kunnen ze vanuit één centraal dashboard bestuurd worden.
lichtmanagement in functie van energiebesparing
Lichtregelsystemen op basis van aanwezigheidsdetectie en daglichtsturing zijn — in combinatie met energie-efficiënte lichtbronnen en armaturen met hoog lichtrendement en laag-verlies-ballast — het middel bij uitstek om een energiezuinige verlichtingsinstallatie te bekomen.
Verlichting wordt vaak aangeschakeld en blijft vervolgens branden – ook als er niemand meer aanwezig is. Aanwezigheidsdetectie (AWD) of bewegingsdetectie (BWD) worden daarom toegepast in kantoren, vergaderzalen, gangen, toiletten, magazijnruimtes, schoollokalen en sporthallen. Dat vermijdt energieverspilling, maar verhoogt ook het comfort van de gebruiker : die hoeft niet langer naar de schakelaar te zoeken bij het betreden van de ruimte en hoeft het licht ook niet meer te doven bij het verlaten van de ruimte. Bovendien voelt die gebruiker zich vaak ook veiliger door de automatische verlichting van de ruimte.
Maar ook daglichtafhankelijke verlichtingssystemen zorgen voor een verhoogde energie-effciciiëntie. Bij voldoende aanwezig daglicht wordt de verlichtingssterkte automatisch gedimd – en zelfs volledig gedesactiveerd indien het daglicht de vereiste lichtsterkte levert. Zodra nodig vult de verlichtingsinstallatie de lichtsterkte terug aan tot het vereiste Lux niveau. Kunstlicht en daglicht vullen elkaar bij deze toepassing perfect aan en maken een besparing tot 60% mogelijk.
Wie kiest voor een combinatie van aanwezigheidsdetectie, bewegingsdetectie en daglichtdetectie kan zelfs 70 tot 80% besparen op zijn energiefactuur.
lichtmanagement in functie van flexibiliteit
Om de investering te optimaliseren worden lokalen vaak voor meerdere toepassingen gebruikt. De verlichting moet in dergelijke lokalen flexibel aangepast kunnen worden aan de meest uiteenlopende eisen van de gebruikers. Hiervoor is er naast een op de voorziene behoeftes afgestemde lichtplanning, een sturingssysteem nodig dat de verlichtingsgroepen kan inschakelen, dimmen of uitschakelen. Dat gebeurt met behulp van voorgeprogrammeerde verlichtingsscènes, die worden gekozen via computer, wand-schakelpanelen of afstandsbediening.
Zo wordt een kantoorruimte omgetoverd in een vergaderzaal, werkruimte of receptieruimte… of wordt een sporthal in een handomdraai getransformeerd tot feestzaal.
lichtmanagement in functie van enscenering
Het begrip ‘scenografische verlichting’ is van oorsprong nauw verbonden met het ontwerpen van toneeldecors. In de voorbije decennia breidde het begrip zich echter uit tot architecturale en functionele enscenering van de ruimte.
Dynamische toepassingen met sturing van lichtkleur en lichtsterkte, op basis van LED’s of gekleurde fluorescentie- en laagspannings-halogeenlampen zijn sinds kort mogelijk. Ze laten ons toe om de verlichting aan onze voorkeuren en stemmingen aan te passen. Zo kan dynamische verlichting inspelen op werkprocessen (productiviteit stimuleren), op verkoopprocessen (customer experience) of op genezingsprocessen (stemming beïnvloeden).
verschillende soorten regelsystemen
De eenvoudigste manier om het licht van gloeilampen te regelen is met behulp van een thyristor, zgn. faseregeling, waarbij de thyristor de voorkant van de sinusgolf verspert. De regeling van laagvoltlampen en halogeenlampen vraagt om een juist gekozen dimmer op basis van de toegepaste transformator.
Conventionele transformatoren worden geregeld met een thyristor, terwijl elektronische transformatoren in de regel een dimmer van het transistortype nodig hebben. De dimmer verspert, in tegenstelling tot de thyristor, de vallende zijde van de sinus.
Er zijn ook elektronische transformatoren op de markt die kunnen worden geregeld met beide soorten dimmers. Voor het dimmen van (compact) fluorescentielampen moet het armatuur voorzien zijn van een HF-dim voorschakelapparaat.
Voor de regeling van (compact) fluorescentielampen worden gewoonlijk vier verschillende stuurprincipes toegepast. Met het stuurprincipe wordt het soort signaaloverdracht bedoeld, dat wordt gebruikt tussen de regeleenheid en de regelaar in de elektronische voorschakelapparatuur van het armatuur.
De meest gebruikte stuursystemen zijn :
• Analoge 1-10 V gelijkspanningssturing
• Fasesturing (impuls) : SwitchDim, TouchDim e.a.
• Niet-geadresseerde digitale besturing : DSI
• DALI (Digital Addressable Lighting Interface)
• geadresseerde digitale besturing : DMX (vooral toegepast in de theaterwereld)
Welk principe wordt gekozen, hangt niet alleen af van de in het systeem geïntegreerde componenten, maar ook van de minimale verlichtingssterkte, de installatie-uitvoering en de systeemkosten. De digitale systemen in sommige toepassingen kunnen heel goed worden gecombineerd met eenvoudige analoge systemen. Zelfs interfaces tussen verschillende systemen onderling en gebouwenbeheerssystemen zoals EIB zijn verkrijgbaar.
• Analoge 1-10 V gelijkspanningssturing
Het principe van de analoge technologie is eenvoudig. In een dimbaar HF-voorschakelapparaat wordt 10 V gelijkstroom gegenereerd en dit wordt aangesloten op de stuurstroombedrading van het armatuur. Door deze spanning weer aan te sluiten op bv. een variabele weerstand kan de lumenstroom in verhouding hiermee logaritmisch worden geregeld. Een onbelaste stuurstroombedrading zorgt voor een maximale lumenstroom. De maximale belasting (kortsluiting) zorgt voor een minimale lumenstroom. Als er geen stuurstroombedrading is aangesloten, doet het voorschakelapparaat dienst als een niet dimbaar voorschakelapparaat en zorgt dit voor een ononderbroken maximale lumenstroom. De polariteit is van belang, plus en min mogen niet worden omgewisseld. Als dit toch gebeurt, zal het lichtniveau altijd minimaal zijn. Door middel van parallelle aansluiting kunnen verschillende HF-voorschakelapparaten worden geregeld via dezelfde stuurstroombedrading. Voor stuurstroombedrading gelden dezelfde eisen als voor voedingskabels. De voedings- en stuurstroomkabels mogen door dezelfde kabel of mantel lopen. Merk op dat schakelaars een beperkte capaciteit hebben. Zelfs als de potentiometer ongeveer 50 armaturen kan dimmen, ondersteunt de eigenlijke schakelfunctie vaak slechts 5–10 armaturen, afhankelijk van het vermogen. Voor grote belastingen moet een aparte contactor worden aangesloten. Voor het dimmen van een groot aantal (> 50) armaturen via een wanddimmer wordt een versterker aangesloten tussen deze dimmer en de armaturen om het 1-10 V signaal te versterken.
Let op:
• Bij de keuze van het stuursysteem moet rekening worden gehouden met de compatibiliteit van het systeem en het armatuur.
• Er gelden speciale eisen aan het samenvoegen van de stuurkabels in aftakdozen met voedingskabels.
• De polariteit van het stuurcircuit vraagt om precisie. De regeling werkt niet juist bij een onjuiste polariteit van een van de armaturen in de groep.
• Fasesturing (impuls) : SwitchDim, TouchDim e.a
Fasesturing (impuls) is een eenvoudige, economische variant van lichtsturing, waarbij gebruik wordt gemaakt van voor deze functie voorbereide dimbare HF-voorschakelapparatuur. Normaal gesproken kan deze voorschakelapparatuur ook worden gestuurd via bussystemen als DSI, DALI of 1–10 V DC, afhankelijk van fabrikaat en type. De functies kunnen echter niet worden gecombineerd, omdat dit tot grote schade kan leiden. Voor fasesturing (impuls) is geen regelaar of andere regeleenheid nodig. Het signaal naar de HF-voorschakelapparatuur komt direct van drukknoppen met normaal open contact. Er zijn geen andere modules nodig. Simpel gezegd is de dimmer ingebouwd in de HF-voorschakelapparatuur. Voor het armatuur zijn maar vier geleiders nodig: directe (niet onderbroken) netspanning, nul en aarde alsook netspanning (impulsen) via de drukknop.
Fasesturing (impuls) is ook een uitstekend systeem als u een verlichtingsinstallatie vanuit meerdere punten in de kamer wilt sturen. De installatie is duidelijk door het ontbreken van tussenliggende eenheden waardoor een dergelijke installatie eenvoudig en goedkoop is. De sturing kan, afhankelijk van het fabrikaat, worden gecombineerd met o.a. daglichtsensoren. Bij Tridonic is het bijv. mogelijk fasesturing (impuls) te combineren met de sensor SMART LS II. Met de knop wordt het vooringestelde
verlichtingsniveau ingesteld door de regelcurve omhoog of omlaag
te schuiven. De sensor probeert vervolgens het niveau constant te houden rond het nieuwe niveau. De regelcurve keert na het uit- en weer inschakelen van het armatuur weer terug naar de vooringestelde waarde. Als stuurknoppen wordt gebruik gemaakt van een 250 V drukknop met normaal open contact. Bij het gebruik van een drukknop met normaal open contact wordt het armatuur afwisselend aan- en uit gedaan na het kort indrukken, terwijl de lichtsterkte afwisselend omhoog en omlaag wordt afgesteld door de knop ingedrukt te houden.
Eventueel kan een jaloezieschakelaar worden gebruikt (DSI-stuurmoduul nodig), waarbij de ene knop de lichtsterkte omhoog en de andere omlaag bijstelt. De verlichting kan worden aan- of uitgeschakeld met een willekeurige knop.
Voor Tridonic SwitchDim geldt het volgende :
• Er kan een onbeperkt aantal parallel gekoppelde drukknoppen voor het aan-/uitdoen en regelen van de verlichting worden geïnstalleerd.
• In een SwitchDim installatie worden max. 25 PCA HF-voorschakelapparaten aangeraden (omwille van synchronisatie).
• Het aansluiten van drukknopfase en nul op de HF-voorschakelapparatuur kent geen polariteit
Let op:
• De drukknoppen mogen niet worden voorzien van signaallampen, omdat de lekstroom hiervan tot een storing kan leiden.
• De maximale lengte voor de stuurleiding is onbeperkt, omdat het signaal een 230/240 V signaalimpuls betreft.
• Voor het sturen van het armatuur dient dezelfde fase te worden gebruikt als die het armatuur van stroom voorziet. Met deze koppeling heeft de aansluiting geen polariteit, wat inhoudt dat het armatuur zelfs van een stekker voorzien kan zijn. Ook 3-fase aansluiting is echter mogelijk, maar daarvoor is een speciale koppeling met polariteit nodig.
• Het gelijktijdige gebruik van fasesturing (impuls) en een andere stuurmethode dan DALI of DSI zal tot grote, onherstelbare schade aan de digitale regeleenheid leiden.
• Vermijd het gebruik van verschillende fabrikaten in hetzelfde systeem. Als de PCA HF-voorschakelapparatuur met SwitchDIM niet synchroon met andere geïnstalleerde PCA HF-voorschakelapparatuur werkt kan de installatie worden gesynchroniseerd door de drukknop > 10 seconden ingedrukt te houden. Alle PCA HF-voorschakelapparatuur wordt vervolgens gesynchroniseerd op een niveau van 50 %, waarna de installatie weer normaal kan worden gebruikt. Synchronisatie kan te allen tijde tijdens normaal bedrijf worden gedaan.
• Niet-geadresseerde digitale besturing : DSI
Voor DSI-besturing bedoelde HF-voorschakelapparatuur wordt alleen gemaakt door Tridonic. In het DSI-systeem wordt stuurinformatie naar de HF-voorschakelapparatuur verstuurd via een niet-geadresseerd digitaal signaal. Een voordeel van digitale sturing is het feit dat dit signaal niet afhankelijk is van de lengte en weerstand van het stuurcircuit. Alle op het systeem aangesloten armaturen worden op dezelfde manier geregeld, ongeacht de afstand tussen bedieningseenheid en armatuur. Digitale sturing biedt tevens de mogelijkheid de lichtbron op verschillende effecten te regelen, aangezien de HF-voorschakelapparatuur is gecompenseerd voor de gevoeligheid van het oog. Op het armatuur worden naast fase, nul en aarde, ook twee kabels voor het stuurcircuit aangesloten. De stuurkabels hebben geen polen, wat de installatie vergemakkelijkt. Op dezelfde regeleenheid aangesloten stuur- en netspanningen kunnen in dezelfde buis of kabelmantel worden ondergebracht tot een lengte van 250 m, omdat digitale signalen vrijwel ongevoelig zijn voor storingen. De verlichting wordt aan- en uitgedaan met behulp van een digitaal stuurcommando, waardoor de netspanning direct van de groepcentrale naar het armatuur wordt gekoppeld. De armaturen krijgen ook in uitgeschakelde toestand spanning. Het minimumniveau bedraagt, afhankelijk van het type lichtbron, 1 %, 3 % of 10 %.
Tridonic maakt twee series dimbare voorschakelapparaten, Excel en Eco. Excel heeft dezelfde eigenschappen als de Eco-variant, maar kan ook het DALI-commando interpreteren, heeft een geheugen dat bestand is tegen een stroomonderbreking, biedt de mogelijkheid parameters te programmeren en kan foutberichten versturen.
Let op:
• DSI-besturing is niet geadresseerd.
• Het armatuur of de groep kan ook met een computer worden gestuurd via het programma WinDIM. Hiervoor moet een computer op het bussysteem van het armatuur zijn aangesloten via een WinDIM-kabel.
• Het programma WinDIM is via internet beschikbaar (www.tridonicatco.com).
• Er gelden speciale eisen voor het samenvoegen van de stuurgeleiders in aftak- of inbouwdozen met andere voedingskabels.
• DALI (Digital Addressable Lighting Interface)
DALI (Digital Addressable Lighting Interface) is een gestandaardiseerd, digitaal protocol voor lichtsturing. DALI is ontwikkeld door de grootste HF-voorschakelapparatuurfabrikanten in Europa (Helvar, Osram, Philips en Tridonic). Ook andere bedrijven in de verlichtingsbranche hebben zich aangesloten bij de groep DALI-fabrikanten. DALI maakt gebruik van een kabel, waardoor een digitaal signaal bi-directioneel wordt verstuurd tussen alle eenheden in het systeem. HF-voorschakelapparatuur, bedieningspanelen, sensoren en programmeereenheden die met elkaar zijn verbonden, communiceren intern. De “intelligentie” wordt verspreid (lees opgeslagen) in de verschillende delen van het systeem. Dit levert een hogere mate van zekerheid en betrouwbaarheid op, omdat het systeem niet afhankelijk is van een centrale eenheid.
Het DALI-systeem is zeer flexibel, ook in de toekomst, omdat een wijziging in de vormgeving van de ruimte of ander gebruik van de ruimte kan worden ondervangen door het simpelweg herprogrammeren van de instellingen. De kabels hoeven meestal niet vervangen te worden. In het DALI-systeem vindt de informatieoverdracht tussen componenten plaats via een geadresseerd digitaal signaal. Omdat het signaal digitaal is, worden alle betrokken armaturen op exact dezelfde manier geregeld, ongeacht de afstand tussen de bedieningseenheid en het armatuur. De HFvoorschakelapparatuur van DALI is aangepast aan de gevoeligheid van het oog voor veranderingen in het lichtniveau, zgn. logaritmische compensatie. Op het armatuur worden naast de fase, de nul en aarde, ook twee kabels voor het digitale signaal aangesloten. Deze geleiders hebben geen polen, wat de installatie vergemakkelijkt. Het digitale stuursignaal is ook ongevoelig voor externe storingen. De verlichting wordt ge(de)activeerd met behulp van een digitaal commando via de DALI-geleiders. Op die manier kan de netspanning direct uit de groepcentrale op het armatuur worden aangesloten.
U kunt DALI prima combineren met andere stuursystemen zoals analoge 1–10 V systemen. Als er geen behoefte bestaat een afzonderlijk armatuur te kunnen sturen of te monitoren of wanneer de wens bestaat een rij armaturen op dezelfde manier te regelen kan het goed zijn om bijvoorbeeld een interface (omvormer) DALI naar 1–10 V te gebruiken. De armaturen worden dan voorzien van een HF-voorschakelapparaat voor een analoge 1–10 V dimmer en aangesloten op een interface DALI naar 1–10 V. Met deze oplossing kunnen de armaturen centraal worden geregeld via bijvoorbeeld DALI-panelen. De oplossing wordt financieel aantrekkelijker en het wordt tevens mogelijk aanzienlijk meer armaturen op een DALI-installatie aan te sluiten. Dit komt omdat ieder DALI-adres dan meerdere armaturen regelt. Dezelfde oplossing kan ook worden uitgevoerd met armaturen die zijn voorzien van HF-voorschakelapparaten voor een DSI-dimmer met behulp van een interface DALI naar DSI.
Voordelen DALI-techniek :
• Adresseerbaar. Mogelijkheid om verschillende armaturen/HF-voorschakelapparatuur in hetzelfde systeem individueel te kunnen sturen. Max. 64 adressen/systeem
• Verlichtingsscènes en groepering. Mogelijkheid om verschillende lichtscènes te programmeren. In elk systeem kunnen tot 16 armatuurgroepen en 16 verschillende lichtscènes worden geprogrammeerd.
• (De)activeren van armaturen met behulp van een digitaal commando.
• De stuurkabel voor de digitale signalen heeft geen polen, waardoor de kans op onjuist aansluiten wordt verkleind.
• Het digitale stuursignaal is ongevoelig voor storingen via andere kabels. De stuurkabels kunnen samen met de netspanningskabel worden gelegd, zonder kans op storingen (let op dat stuurkabel ook van het netspanningstype moet zijn).
• Tweezijdige communicatie via stuurkabels mogelijk. De status- en evt. storingindicatie van systeemcomponenten kan worden opgevraagd met evt. aangesloten software.
• Het stuursignaal wordt op dezelfde manier naar alle armaturen verstuurd, ongeacht de lengte van de stuurkabels.
• De digitale techniek maakt ook computerbesturing van het systeem mogelijk.
• DALI kan ook worden geïntegreerd met BMS-systemen (gebouwbeheer systemen, zoals Lon Works).
Let op:
• Na installatie moet het systeem worden geprogrammeerd. Dat kan via de wandpanelen, afstandsbediening of de software in de computer. Voor grotere installaties verdient het gebruik van software de voorkeur.
• DALI vraagt stroom voor de voeding van het stuurcircuit. Dit mag maximaal 250 mA zijn, wat kan worden verkregen door aansluiting van een externe DALI-stroombron, een zgn. “power supply”. Een te hoge spanning in het circuit leidt tot onderbreking van de communicatie en mogelijke beschadiging van componenten. Daarom moet een DALI-systeem juist worden gepland en goed vormgegeven worden.
• De maximale kabellengte van het stuurcircuit is 300 m.
• De eigenschappen van eenheden van verschillende fabrikanten wijken enigszins van elkaar af.
Wenst u meer informatie over dit onderwerp ?
Stuur ons dan een e-mail via het contactformulier.
Of wilt u meteen een professioneel advies inzake de verlichting van uw bouwproject ? Bel ons dan op het centrale nummer + 32 56 622 130 en vraag naar één van onze lichtadviseurs.
