Verlichting
Lichtmanagement in gebouwen

Een goede verlichting, een efficiënt energieverbruik, flexibiliteit en comfort zijn in de hedendaagse werkomgeving van cruciaal belang. Systemen voor verlichtingsmanagement combineren deze behoeften en de door de overheid opgelegde regels.

Moderne functionele gebouwen zijn praktisch niet op een doeltreffende manier te beheren als men – naast de infrastructuur voor elektriciteitsvoorziening en communicatie – niet beschikt over een flexibele verlichting.
Elke milieubewuste verlichtingsontwerper zorgt dan ook voor een pro-actief, nieuw design, ook omdat de wetgever steeds meer energievriendelijke regels uitvaardigt. De meeste lichtmanagementsystemen zorgen voor het juiste verlichtingsniveau op de juiste plaats en is dus een energievriendelijke verlichtingsoplossing.

Lichtmanagement en tijd
De verlichting moet inderdaad rekening houden met de invloed van het invallend daglicht en met andere externe lichtbronnen. Daarnaast zijn ook de individuele behoeften van belang, die kunnen verschillen naargelang van de werkplek of de indeling van de ruimte.
Bovendien moet het lichtmanagement energiebesparingen garanderen, dankzij de controle en coördinatie van de verschillende onderdelen van het systeem. In de gebouwen wordt de integrale verlichtingsinstallatie, die is ingesteld op een gemiddelde lichtsterkte van bijvoorbeeld 450 lux en rekening houdt met het aanwezige daglicht, gestuurd door een professioneel lichtmanagementsysteem.
Ondanks de duidelijke complexiteit van de verlichting, zorgt een modern geavanceerd managementsysteem voor de nodige soepelheid en aanpasbaarheid. Elk armatuur, elke ruimte kan vrij worden geprogrammeerd, individueel worden ingeschakeld en geregeld met behulp van de invoer/uitvoer-apparatuur. Daarnaast kan de energiebesparing met daglichtafhankelijk lichtmanagement nog verder worden gemaximaliseerd tot +/- 80% door gebruik te maken van de functie tijd. In tegenstelling tot sommige conventionele installaties kunnen de nieuwste tijdstuurmodules het lichtgebruik nog verder optimaliseren door het programmeren van tijdstippen van lichtsystemen en van geïntegreerde jaloeziesturingen op bepaalde situaties.

De elementen
Alhoewel de verschillende lichtmanagementsystemen niet allemaal over dezelfde k am kunnen worden geschoren, is hun werkingsprincipe toch vergelijkbaar. Wij gaan ons hier dan ook beperken tot een globaal overzicht. De meeste lichtmanagementsystemen bestaan uit verschillende toestellen, die in een aantal groepen kunnen worden ingedeeld. In hoofdzaak gaat het hier om sensoren en bedienende elementen, ontworpen voor op- of inbouw, voor installatie in verdeel- of schakelkasten, of als onderdeel van het verlichtingssysteem zelf. In de eerste plaats moet het systeem centrale eenheden of modules bevatten, die onder andere de volgende functies vervullen:
De Busvoeding, die redundant moet zijn en zorgt voor de busspanning van bvb. 15V gelijkstroom, die het doorzenden van gegevens mogelijk maakt. Eventuele problemen worden door de toepassing van diagnostische functies aangeduid met behulp van LED’s. Per voedingseenheid kunnen bvb. tot 100 aansluitingen aan de Bus worden gemaakt. De versie voor plaatselijke voeding (voor inbouw) kan dan tot bvb. 15 modules van stroom voorzien. Indien er in totaal meer dan 100 aansluitingen te maken zijn, of indien de boomstructuur van de Bus erg ingewikkeld is, kan men de verschillende buselementen met elkaar verbinden via Buskoppelingen, waarbij een correcte gegevensoverdracht gegarandeerd blijft. In dit geval creëert de daglichtberekenaar een database op basis van informatie afkomstig van de toepasselijke sensoren. Met behulp van de gegevens uit deze database kan de PC de verlichting in de verschillende ruimtes binnen het gebouw correct sturen. Bij de sturing van de verlichting moet dan wel rekening worden gehouden met alle geregistreerde omgevingsvariabelen (aantal is afhankelijk van systeem tot systeem), en ook met alle in-/uitvoermodules van het lokaal in kwestie. Daardoor is een traploze regeling van de lichtsterkte mogelijk. Via deze daglichtberekenaar kunnen de meeste lichtmanagementsystemen aan een algemeen gebouwenbeheersysteem worden verbonden. Hiervoor wordt gebruik gemaakt van een bepaalde verbinding en een protocol dat door de ontwerper(s) aan alle constructeurs van gebouwenbeheersystemen ter beschikking wordt gesteld, precies met het oog op dergelijke koppelingen. De uitwisseling van informatie wordt mogelijk gemaakt dankzij een BMS-toepassing (Building Management Software). De daglichtmeetkop is uitgerust met verschillende sensoren en registreert de intensiteit van het daglicht in verschillende richtingen. Een ingebouwde elektronische module zet de meetgegevens om in boodschappen die naar de daglichtberekenaar worden gestuurd via de Bus. De tweede groep vitale elementen van dergelijke systemen zijn de bedieningselementen en de invoermodules. Deze groep omvat meestal volgende apparatuur: de invoereenheden of de groep van invoereenheden, die worden gebruikt voor de sturing van de uitvoereenheden (bedienende elementen). Deze groep draagt in het algemeen zorg voor de volgende functies: in- en uitschakelen, instelling, keuze van lichtprogramma’s of individuele bediening van een verlichtingselement. De invoereenheden worden ook gebruikt voor het doorgeven van adressen, het programmeren van de lichtprogramma’s, het programmeren van logische verbindingen en van de tijdstippen voor het in- of uitschakelen. Meestal is er een geïntegreerd LCD-scherm aanwezig dat u de mogelijkheid biedt de instructies te controleren. De infrarood-afstandsbediening kan worden gebruikt voor de bediening van meerdere armaturen, armatuurgroepen of de verlichting van een hele ruimte. Daarnaast kan men er ook (afhankelijk van het type systeem) verschillende lichtprogramma’s mee instellen, vastleggen en/of weer oproepen. Het spreekt vanzelf dat om gebruik te kunnen maken van een IR-afstandsbediening, ook een infrarood-ontvanger en een IR-detector moeten aanwezig zijn. De schakelaar-invoermodules vervullen dezelfde functie als de conventionele (wand)schakelaars. Na hun instelling als schakelaars voor een afzonderlijke groep of voor het geheel van de verlichtingselementen in een ruimte, kan men met deze modules de verlichting van deze ruimte bedienen. In de meeste gevallen kan een dimmermodule in combinatie met een conventionele schakelaar worden gebruikt. De schakelaar-invoermodules kunnen meestal ook worden gebruikt voor de aansluiting van bewegingsmelders en tijdschakelklokken. De AV-interface-module is meestal een seriële interface voor de aansluiting van audiovisuele of PC bedieningseenheden. Ze vertaalt in gewone taal ingevoerde instructies in Buscommando’s en omgekeerd. De derde groep basiselementen van dergelijke systemen omvat de uitvoermodules of bedienende elementen. We zullen ons hier beperken tot een functionele beschrijving van een beperkt aantal van de meestal beschikbare apparaten.
De digitale uitvoermodules dienen voor de sturing van volledige digitale apparaten zoals faseregelaars of transformators. De elektronische voorschakelapparaten bieden een dimbereik van bvb. 100-1% voor fluorescentielampen en van 100-3% voor compacte fluorescentielampen. De volledige digitale sturing van deze elektronische voorschakelapparaten bieden meestal nog een aantal andere voordelen, zoals de lampstart aan 10% van haar flux, de stabiele werking van de lamp, zonder flikkeren, sturing van het door de lamp geleverde vermogen, enz.
Voor het schakelen en dimmen van Ohmse belastingen, zoals dat nodig is bij gloeilampen of halogeenlampen, wordt meestal gebruik gemaakt van digitaal gestuurde faseregelaars. Er bestaan ook digitale dimmers voor LS halogeenlampen. De analoge uitvoermodules worden gebruikt voor het sturen van elektronische voorschakelapparaten en andere bedieningselementen zoals de faseregelaars (dimmers).
Uitvoerrelais met drie of vier aansluitingen en verschillende vermogens kunnen, al naargelang van het model, worden geïnstalleerd in de verdeelkasten of in de apparaten. Elke aanduiding heeft meestal zijn eigen adres.

Bediening
De meeste producenten hechten een groot belang aan de eenvoud van het programmeren en toekennen van adressen. Daarom is het niet altijd nodig voor die taken een PC te gebruiken. Daarenboven moet ook een complexe verlichtingsinstallatie kunnen beantwoorden aan de eisen van een systeem voor Facility Management (Beheer van Voorzieningen).
Na een herinrichting van een ruimte, moet het mogelijk zijn de instelling van de afzonderlijke armaturen aan te passen. Dit kan van essentieel belang zijn in grote commerciële gebouwen, waar bijna 30% van de lokalen regelmatig wijzigingen ondergaan na een verhuis, een herinrichting van de werkplekken of een herindeling van de beschikbare oppervlakte. De instellingen voor de meeste systemen worden ingebracht via de invoerapparaten. Die werken volgens een vraag-en-antwoord-principe. Zo worden de adressen aan de verschillende op de Bus aangesloten apparaten toegekend bij het begin van het programmeren. Afgezien van de daglichtberekenaar die nodig is voor een systeem met daglichtafhankelijke lichtsturing, is het gebruik van een centrale computer niet altijd nodig. Een heel andere zaak wordt het bij het onderling verbinden van gebouwenbeheerssystemen. Daar is het precies de bedoeling te komen tot een algemeen geautomatiseerd beheer van de infrastructuur. Sommige producenten hebben daarvoor een graphic organiser of user ontwikkeld. Een onafhankelijk computerprogramma voor algemeen gebouwenbeheer. Voor de visualisering wordt meestal gebruik gemaakt van een PC onder Windows. Deze biedt een overzicht van de toestand van een volledige verlichtingsinstallatie, inbegrepen plattegronden van de lokale installaties. Bovendien biedt het systeem de mogelijkheid alle verlichtingselementen te beïnvloeden. De gebruiker kan dus steeds in een volledige grafische omgeving werken. Het omvangrijke gamma toepassingssoftware van de meeste systemen biedt de gebruiker een flexibele en energievriendelijke verlichtingsoplossing op maat. Functies zoals de infrarood afstandsbediening voor het comfort, energiebesparing met de bewegingsdetectoren, lichtsensoren en systeemklokken kan men bedienen door gewoon met de muis te klikken. Dankzij de open systeemarchitectuur van dergelijke lichtmanagementsystemen kan men zijn verlichtingsoplossing integreren in andere building services zoals verwarming, ventilatie en zonneblinden. M.a.w., een vooruitstrevende en gebruiksvriendelijke technologie voor een doelmatig en rationeel energieverbruik.

HL.

Eclairage
Gestion de l’éclairage dans les immeubles

Un bon éclairage, une consommation énergétique efficace, la flexibilité et le confort revêtent une importance cruciale dans l’environnement de travail actuel. Les systèmes de gestion de l’éclairage combinent ces besoins avec les règles imposées par les autorités.

Les immeubles fonctionnels modernes ne peuvent pratiquement plus être gérés d’une manière efficace si - en plus de l’infrastructure pour l’alimentation électrique et la communication - on ne dispose pas d’un système d’éclairage flexible. Chaque concepteur d’éclairage écologiste propose dès lors un nouveau design pro-actif, compte tenu d’ailleurs du fait que le législateur prévoit des règles de plus en plus nombreuses au niveau de la gestion énergétique. La plupart des systèmes de gestion de l’éclairage assurent un bon niveau d’éclairage au bon endroit et ce sont dès lors des solutions d’éclairage adéquates sur le plan de la consommation énergétique.

La gestion de l’éclairage et le facteur temps
L’éclairage doit, en effet, tenir compte de l’incidence de la lumière du jour et d’autres sources lumineuses externes. Un autre facteur important concerne les besoins individuels qui peuvent différer en fonction du lieu de travail ou de la répartition des espaces.
La gestion de l’éclairage doit, en outre, garantir des économies d’énergie grâce au contrôle et à la coordination des différentes composantes du système. Dans les immeubles, l’installation d’éclairage intégrale, qui est réglée sur une intensité d’éclairage de, par exemple, 450 lux et qui tient compte de la lumière du jour présente, est commandée par un système professionnel de gestion de l’éclairage.
Malgré la complexité indéniable de l’éclairage, un système moderne de gestion de l’éclairage assure la souplesse et l’adaptabilité nécessaires. Chaque armature, chaque espace peuvent être programmés librement, branchés individuellement et réglés au moyen des appareillages de saisie et d’exécution. De plus, l’économie énergétique, assurée par une gestion de l’éclairage en fonction de la lumière du jour, peut encore être maximalisée jusqu’à +/- 80 % en ayant recours au facteur temps. Contrairement à certaines installations conventionnelles, les plus récents modules de commande par minuterie peuvent encore optimaliser la consommation de lumière en programmant des minuteries sur les systèmes d’éclairage et les commandes intégrées des stores dans certaines situations.

Les éléments d’un système de gestion de l’éclairage
Bien que les différents systèmes de gestions de l’éclairage ne peuvent pas être évalués de la même manière, leur principes de fonctionnement sont comparables. Nous nous limiterons dès lors à un aperçu général.
La majorité des systèmes de gestion de l’éclairage comprend différents appareils qui peuvent être répartis dans un certain nombre de groupes. Il s’agit principalement de capteurs et d’éléments de commande, conçus pour le montage ou pour l’intégration, pour l’installation dans des armoires de distribution ou de commande ou comme partie intégrante du système d’éclairage même. En première instance, le système doit comprendre des unités centrales ou des modules qui remplissent, entre autre, les fonctions suivantes :
L’alimentation du système de Bus, qui doit être redondant et qui assure une tension de Bus de, par exemple, 15 V de courant continu, permettant ainsi la transmission de données. D’éventuels problèmes sont traités au moyen de l’application de fonctions de diagnostic avec indication par LEDs. Par unité d’alimentation, on peut réaliser, par exemple, jusqu’à 100 connexions au Bus. La version pour l’alimentation locale (pour intégration) peut pourvoir en courant jusqu’à, par exemple, 15 modules. Au cas où il faudrait réaliser plus de 100 connexions ou si la structure d’arbre du Bus est très complexe, on peut connecter plusieurs éléments de Bus entre eux via des couplages de Bus, garantissant ainsi une transmission correcte des données. Dans ce cas, le calculateur de lumière du jour crée une base de données sur base des informations en provenance des capteurs concernés. Au moyen des données de cette base de données, le PC peut correctement commander l’éclairage dans les différents locaux de l’immeuble. Pour la commande de l’éclairage, il faudra toutefois tenir compte de toutes les variables environnementaux enregistrés (leur nombre est en fonction du système) ainsi que de tous les modules de saisie et d’exécution du local en question. Cela permet un réglage progressif de l’intensité lumineuse. Via ce calculateur de lumière du jour, la plupart des systèmes de gestion de l’éclairage peuvent être connectés à un système général de gestion de l’immeuble. Pour ce faire, on a recours à une certaine connexion et un certain protocole que le(s) concepteur(s) met(tent) à la disposition de tous les constructeurs de systèmes de gestion des immeubles, précisément en vue de la réalisation de telles connexions. L’échange des informations est réalisée au moyen d’une application BMS (Building Management Software). La tête de mesure de lumière du jour est équipée de différents capteurs et elle enregistre l’intensité de la lumière du jour dans différentes directions. Un module électronique intégré transforme les données de mesure en messages qui sont envoyés au calculateur de lumière du jour via le Bus.
Le second groupe d’éléments vitaux d’un tel système sont les éléments de commande et les modules de saisie. Ce groupe comprend généralement les appareillages suivants : les unités de saisie ou le groupe d’unités de saisie qui sont utilisés pour la commande des unités d’exécution (éléments de commande). Ce groupe assure généralement les fonctions suivantes : branchement et débranchement, réglage, choix des programmes lumineux ou commande individuelle d’un élément d’éclairage. Les unités de saisie sont également utilisées pour la transmission d’adresses, la programmation de programmes d’éclairages, la programmation de connexions logiques et des moments prévus pour le branchement et le débranchement. Généralement, il y a un écran LCD intégré qui vous offre la possibilité de contrôler les instructions. La commande à distance infrarouge peut être utilisée pour la commande de plusieurs armatures, groupes d’armatures ou pour l’éclairage de l’ensemble d’un local. De plus, elle permet (en fonction du type de système) le réglage de plusieurs programmes d’éclairage, elle permet de les fixer et/ou de les rappeler à nouveau. Il va de soi que, pour pouvoir utiliser une commande à distance IR, la présence d’un récepteur infrarouge et d’un détecteur IR est indispensable. Les modules de commutation/saisie remplissent la même fonction que les commutateurs (muraux) conventionnels.
Après leur réglage en tant que commutateur pour un groupe distinct ou pour l’ensemble des éléments d’éclairage dans un local, ces modules pourront servir comme commande pour l’éclairage de ce local. Dans la plupart des cas, on peut utiliser un module de variation lumineuse en combinaison avec un commutateur conventionnel. Les modules de commutation/saisie pourront généralement être utilisés également pour la connexion de détecteurs de mouvement et de minuteries. Le module interface-AV est généralement un interface sériel pour la connexion d’unités audiovisuelles ou d’unités de commande par PC. Il traduit des instructions introduites en langage normal en commandes pour le Bus et vice versa. Le troisième groupe d’éléments de base comprend les modules d’exécution ou les éléments de commande. Nous nous limiterons ici à un descriptif fonctionnel d’un nombre limité des appareils généralement disponibles.
Les modules digitaux d’exécution assurent la commande d’appareillages entièrement digitaux tels que les régulateurs de phase ou les transformateurs. Les appareillages électroniques de précommutation offrent un champ de variation lumineuse de, par exemple, 100-1 % pour les lampes à fluorescence et de 100-3 % pour les lampes compactes à fluorescence. La commande entièrement digitale de ces équipements électroniques de précommutation offrent généralement un certain nombre d’autres avantages, tels que le démarrage d’une lampe à 10 % de son flux, le fonctionnement stable d’une lampe sans scintillement, la commande de la puissance délivrée par la lampe, etc. Pour la commutation et la variation lumineuse de charges en Ohm, nécessaires dans le cas de lampes à incandescence ou de lampes halogènes, on utilise généralement des régulateurs à gaz à commande digitale. Il existe également des équipements digitaux de variation lumineuse pour les lampes halogènes LS. Les modules analogiques d’exécution sont utilisés pour la commande d’équipements électroniques de précommutation et autres éléments de commande tels que les régulateurs de phase (variateurs lumineux ou dimmers). Des relais d’exécution avec trois ou quatre connexions et différentes puissances peuvent être installés dans les armoires de distribution ou dans les appareils en fonction des modèles. Chaque indication possède généralement sa propre adresse.

Commande
La plupart des producteurs attachent une importance primordiale à la simplicité de la programmation et à l’attribution des adresses. Il n’est dès lors pas toujours nécessaire d’avoir recours à un PC. De plus, une installation d’éclairage complexe doit pouvoir répondre aux exigences d’un système de « Facility Management » (gestion des commodités).
Après le réaménagement d’un local, il doit être possible d’adapter le réglage des différentes armatures séparément. Ceci peut être d’une importance essentielle dans de grands immeubles commerciaux où presque 30 % des locaux subissent régulièrement des modifications après un déménagement, un réaménagement des lieux de travail ou une nouvelle répartition de la surface disponible. Les réglages de la plupart des systèmes sont introduits via les appareils de saisie. Ces derniers travaillent selon un principe de questions et de réponses. C’est ainsi que les adresses sont attribuées aux différents appareils connectés au Bus dès le début de la programmation.
En-dehors du calculateur de lumière du jour qui est nécessaire pour un système avec commande liée à la lumière du jour, l’utilisation d’un ordinateur central n’est pas toujours indispensable. Il en va tout autrement, par contre, dans les cas de connexions mutuelles entre différents systèmes de gestion d’immeuble.
Dans ce cas, l’objectif est d’arriver à une gestion automatisée générale de l’infrastructure. Certains producteurs ont développé un « graphic organiser » ou « user » dans ce but.
Un programme informatique indépendant pour la gestion générale d’immeuble. Pour la visualisation, on a généralement recours à un PC sous Windows. Ce dernier offre un aperçu de la situation d’une installation d’éclairage complète, y compris les plans des installations locales. De plus, le système offre la possibilité d’influencer tous les éléments d’éclairage. L’utilisateur peut donc toujours travailler dans un environnement entièrement graphique.
La vaste gamme de logiciels d’application de la plupart des systèmes offre à l’utilisateur une solution d’éclairage sur mesure, flexible et économique en terme d’énergie. Les fonctions comme la commande à distance infrarouge pour le confort, l’économie d’énergie avec les détecteurs de mouvement, les capteurs de lumière et les minuteries peuvent être commandées en cliquant simplement au moyen de la souris. Grâce à l’architecture ouverte de tels systèmes de gestion de l’éclairage, on est à même d’intégrer sa solution d’éclairage dans d’autres services de l’immeuble, tels que le chauffage, la ventilation et les stores. Autrement dit : une technologie progressiste et facile d’utilisation pour une consommation énergétique efficace et rationnelle.
HL.