DE102012203308A1

DE102012203308A1 - Control system for homogeneous control of lighting in e.g. larger building, has control device determining influence of outside light based on design of room, lamp containing area, position of lamp, or arrangement and design of devices

Info

Publication number: DE102012203308A1
Application number: DE201210203308
Authority: DE
Inventors: Rene Joppi
Original assignee: Zumtobel Lighting GmbH Austria
Current assignee: Zumtobel Lighting GmbH Austria
Priority date: 2012-03-02
Filing date: 2012-03-02
Publication date: 2013-09-05

Abstract

The system (1) has a central control device (10) for controlling a lamp (20). The device determines influence of an outside light based on information such as spatial design of a room (100), a lamp containing area, a position of the lamp in the room or the area, or arrangement and design of windows (105), where the outside light enters into the room or the area through the windows. The information is obtained from a daylight measuring head (15) i.e. sensor. The device computes the influence of the light based on shading and reflectance characteristics of objects in environment of a building. An independent claim is also included for a method for lighting control in a building.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Lichtsteuerung in Gebäuden, wobei über eine zentrale Steuerungseinrichtung mehrere, vorzugsweise verteilt angeordnete Leuchten angesteuert werden. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein entsprechendes Verfahren zur Lichtsteuerung.The present invention relates to a system for lighting control in buildings, wherein a plurality of, preferably distributed distributed lights are controlled by a central control device. Furthermore, the present invention relates to a corresponding method for light control.

Um in größeren Gebäuden oder Gebäudekomplexen eine einheitlich aufeinander abgestimmte Steuerung der Beleuchtung zu erzielen, kommen oftmals zentral gesteuerte Beleuchtungssysteme zum Einsatz. Die an den verschiedenen Bereichen bzw. in den verschiedenen Räumen befindlichen Leuchten werden hierbei zentral von einer entsprechenden Steuerungseinrichtung gesteuert und in ihrer Helligkeit entsprechend eingestellt. Zu einem wird auf diese Weise ein einheitliches Erscheinungsbild des Gebäudes hinsichtlich dessen Ausleuchtung erzielt, zum anderen ist beispielsweise auch sichergestellt, dass gewisse Bereiche grundsätzlich mit einer ausreichenden Helligkeit versehen sind, um den dort befindlichen Personen beispielsweise ein komfortables Arbeiten oder eine sichere Fortbewegung zu ermöglichen.Centrally controlled lighting systems are often used to achieve uniform control of the lighting in larger buildings or building complexes. The luminaires located at the different areas or in the different rooms are controlled centrally by a corresponding control device and adjusted in their brightness accordingly. For a uniform appearance of the building with respect to its illumination is achieved in this way, on the other hand, for example, also ensures that certain areas are generally provided with sufficient brightness to allow the people there, for example, a comfortable working or safe movement.

Da die Beleuchtung größerer Gebäude mit einem nicht unerheblichen Energieaufwand verbunden ist, wird verstärkt nach Lösungen gesucht, bei denen das vorhandene Tageslicht mit genutzt werden kann. Dies bedeutet, dass die Leuchten vorzugsweise in ihrer Helligkeit veränderbar sind und derart angesteuert werden, dass gemeinsam mit dem von außen einfallenden Licht in einem bestimmten Bereich eine gewünschte Gesamthelligkeit erzielt wird. Ein Anstieg bzw. ein Abfall der Außenhelligkeit wird also durch ein entsprechendes Ansteuern der Leuchten möglichst ausgeglichen. Auf diese Weise kann das zur Verfügung stehende Tageslicht effizient genutzt werden und es wird lediglich so viel Energie verbraucht, wie tatsächlich erforderlich ist, um für eine ausreichende Beleuchtung der Arbeitsplätze bzw. anderen Bereiche des Gebäudes zu sorgen.Since the lighting of larger buildings is associated with a considerable energy expenditure, is increasingly looking for solutions in which the existing daylight can be used with. This means that the luminaires are preferably variable in their brightness and are controlled in such a way that, together with the light incident from the outside, a desired overall brightness is achieved in a certain area. An increase or decrease in the external brightness is thus compensated as possible by a corresponding driving the lights. In this way, the available daylight can be used efficiently and it consumes only as much energy as is actually required to provide adequate illumination of the workplaces or other areas of the building.

Ein entsprechendes Abstimmen der Helligkeitseinstellungen für die verschiedenen Leuchten setzt allerdings voraus, dass der Einfluss des Tageslichts bzw. des von außen in die zu beleuchtenden Bereiche eintretenden Lichts bekannt ist. Hierfür sind aus dem Stand der Technik im Wesentlichen zwei verschiedene Lösungen bekannt.However, a corresponding tuning of the brightness settings for the different luminaires presupposes that the influence of the daylight or of the light entering from outside into the areas to be illuminated is known. Essentially, two different solutions are known from the prior art for this purpose.

Zum einen kommen oftmals Helligkeitssensoren zum Einsatz, welche die in einem bestimmten zu beleuchtenden Bereich vorliegende Helligkeit erfassen. Beispielsweise kann ein Helligkeitssensor verwendet werden, der auf die Arbeitsplatte eines zu beleuchtenden Arbeitstisches gerichtet ist. Die hierbei von dem Sensor erfasste Helligkeit entspricht der Gesamthelligkeit, die aufgrund des Außenlichtes sowie der zusätzlichen Beleuchtung des Arbeitsplatzes durch das Kunstlicht zustande kommt. Im Rahmen einer Regelungsschleife werden dann die für die Beleuchtung des Arbeitsplatzes vorgesehenen Leuchten derart angesteuert, dass die an dem von dem Sensor erfassten Arbeitsplatz vorliegende Gesamthelligkeit einem gewünschten Sollwert entspricht.On the one hand, brightness sensors are often used which detect the brightness present in a specific area to be illuminated. For example, a brightness sensor can be used, which is directed to the worktop of a work table to be illuminated. The brightness detected by the sensor in this case corresponds to the total brightness which is due to the external light and the additional illumination of the workstation by the artificial light. As part of a control loop, the luminaires provided for the illumination of the workstation are then controlled in such a way that the total brightness present at the workstation detected by the sensor corresponds to a desired desired value.

Auf die zuvor geschilderte Weise kann zwar der Einfluss des Außenlichtes sehr genau berücksichtigt und in komfortabler Weise sichergestellt werden, dass bestimmte Bereiche tatsächlich in gleichmäßiger Weise ausgeleuchtet werden, die Verwendung entsprechender Sensoren und zusätzlicher Mittel zur Regelung bei der Ansteuerung der Leuchten ist allerdings mit einem verhältnismäßig hohen Aufwand verbunden.In the manner described above, although the influence of the external light can be considered very accurately and ensured in a comfortable manner that certain areas are indeed illuminated in a uniform manner, the use of appropriate sensors and additional means of control in the control of the lights is however with a relative high expenses connected.

Eine Alternative, insbesondere kostengünstigere Lösung besteht deshalb darin, den grundsätzlichen Einfluss des Außenlichtes in einem ersten Schritt manuell zu erfassen und bei der Einrichtung des Beleuchtungssystems bzw. bei den Algorithmen zur Ansteuerung der Leuchten zu berücksichtigen. In diesem Fall werden vor Inbetriebnahme des Systems Helligkeitsmessungen in verschiedenen Bereichen des Gebäudes durchgeführt, durch welche der Einfluß des in das Gebäude einfallenden Außenlichts ermittelt wird. Die hierbei gewonnenen Erkenntnisse fließen dann in die späteren Ansteuerungsalgorithmen für die Leuchten ein, wobei durch die zentrale Steuerungseinrichtung dann entsprechende Stellwerte ermittelt und an die Leuchten übertragen werden. Die zentrale Steuerungseinrichtung erhält hierzu zunächst Informationen bzgl. der generellen Umgebungshelligkeit bzw. des Tageslichts und erstellt darauf basierend unter Berücksichtigung der zuvor bestimmten Messwerte entsprechende Steuerungssignale für die Ansteuerung der Leuchten.An alternative, in particular cost-effective solution, is therefore to manually detect the fundamental influence of the external light in a first step and to take this into account when setting up the illumination system or in the algorithms for controlling the luminaires. In this case, brightness measurements are taken in different areas of the building before commissioning of the system, which will determine the influence of outside light entering the building. The knowledge gained in this case then flows into the later control algorithms for the luminaires, wherein corresponding control values are then determined by the central control device and transmitted to the luminaires. For this purpose, the central control device initially receives information regarding the general ambient brightness or the daylight and, based on this, determines, based on the previously determined measured values, corresponding control signals for the control of the lights.

Eine derartige Ausführungsform ist zwar bzgl. der zum Einsatz kommenden Komponenten mit einem geringerem Aufwand verbunden, da auf den Einsatz von Sensoren verzichtet werden kann, allerdings liefern die anfangs durchgeführten Messungen nur eine relativ ungenaue Information bzgl. des tatsächlichen Einflusses des Außenlichts. Diese Lösung stellt deshalb in erster Linie einen kostengünstigen Kompromiss dar, um den Einfluss des Tageslichts zumindest teilweise berücksichtigen zu können.Although such an embodiment is associated with less effort with respect to the components used, since it is possible to dispense with the use of sensors, the measurements made initially only provide relatively inaccurate information regarding the actual influence of the outside light. Therefore, this solution is primarily a cost-effective compromise to at least partially take into account the influence of daylight.

Ausgehend hiervon liegt deshalb der vorliegenden Erfindung die Aufgabenstellung zugrunde, eine neuartige Lösung anzugeben, bei der der Einfluss des Tageslichts bei der Steuerung von Beleuchtungssystemen besser bzw. genauer berücksichtigt werden kann, ohne dass hierfür der Einsatz von zusätzlichen Messinstrumenten wie beispielweise lokalen Sensoren oder dgl. erforderlich wäre.Based on this, the present invention is therefore based on the object to provide a novel solution in which the influence of daylight in the control of lighting systems can be better or more accurately taken into account, without requiring the use of additional measuring instruments such as local sensors or the like. would be required.

Die Aufgabe wird durch ein System zur Lichtsteuerung in Gebäuden, welches die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist, sowie durch ein Verfahren gemäß Anspruch 7 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. The object is achieved by a system for controlling the light in buildings, which has the features of claim 1, and by a method according to claim 7. Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Lösung beruht auf dem Gedanken, den Einfluss des Außenlichts auf Basis detaillierter Informationen bzgl. der räumlichen Gestaltung eines zu beleuchtenden Raumes bzw. eines zu beleuchtenden Bereichs, der Anordnung der darin befindlichen Leuchten sowie der Anordnung und Ausgestaltung von Einrichtungen, über welche Außenlicht in den Raum bzw. Bereich eintreten kann, zu ermitteln. Hierzu ist es erforderlich, detaillierte Informationen hinsichtlich der geometrischen Ausgestaltung des zu beleuchtenden Gebäudes zu erhalten. Diese Informationen beziehen sich allerdings nicht nur auf die Abmessungen und Anordnungen der Räume selbst sondern auch auf die Positionen der Leuchten sowie der Fenster oder anderen lichtdurchlässigen Flächen, über welche Tageslicht in das Gebäude eintreten kann. Die genaue Kenntnis dieser Daten ermöglicht es, deutlich exakter innerhalb bestimmter Bereiche eines zu beleuchtenden Raums den Einfluss des Außenlichts zu bestimmen, ohne dass hierfür der Einsatz von lokalen Sensoren oder dergleichen erforderlich wäre. Die auf diese Weise berechneten Informationen bzgl. des Einflusses des Außenlichts sind deutlich exakter, als sie bei dem oben erwähnten Beispiel des Standes der Technik, bei dem vor Inbetriebnahme des Systems Helligkeitswerte in bestimmten Bereichen eines zu beleuchtenden Raums gemessen werden, erzielt werden können. Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung kann also eine deutliche bessere, genauere und effizientere Lichtsteuerung erzielt werden, wobei der hierfür erforderliche technische Aufwand zur Realisierung des gesamten Beleuchtungssystems trotz allem gering gehalten werden kann.The solution according to the invention is based on the idea of the influence of the external light on the basis of detailed information regarding the spatial design of a room to be illuminated or a region to be illuminated, the arrangement of the luminaires therein and the arrangement and design of devices via which external light in enter the room or area to determine. For this purpose, it is necessary to obtain detailed information regarding the geometric design of the building to be illuminated. However, this information relates not only to the dimensions and arrangements of the rooms themselves but also to the positions of the lights and the windows or other translucent surfaces over which daylight can enter the building. The exact knowledge of these data makes it possible to determine the influence of the external light much more precisely within certain areas of a room to be illuminated, without the need for using local sensors or the like. The information calculated in this way with respect to the influence of the external light are much more accurate than can be achieved in the above-mentioned example of the prior art, in which brightness values are measured in certain areas of a room to be illuminated before the system is put into operation. With the aid of the present invention, therefore, a significantly better, more accurate and more efficient lighting control can be achieved, whereby the technical effort required for the realization of the entire lighting system can nevertheless be kept low.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dementsprechend ein System zur Lichtsteuerung in Gebäuden vorgeschlagen, welches eine zentrale Steuerungseinrichtung sowie zumindest eine von der zentralen Steuerungseinrichtung angesteuerten Leuchte aufweist, wobei die zentrale Steuerungseinrichtung dazu ausgebildet ist, bei der Ansteuerung der Leuchte den Einfluss des Außenlichts in dem von der Leuchte zu beleuchtenden Bereich zu berücksichtigen. Erfindungsgemäß berücksichtigt hierbei die zentrale Steuerungseinrichtung zur Ermittlung des Einflusses des Außenlichts Informationen, welche die räumliche Gestaltung eines Raums bzw. eines Bereichs, in dem sich die Leuchte befindet, die Position der Leuchte in dem Raum bzw. dem Bereich sowie die Anordnung und Ausgestaltung von Einrichtungen, über welche Außenlicht in den Raum bzw. Bereich eintreten kann, betreffen. Vorzugsweise weist hierbei das System mehrere Leuchten auf, wobei die zentrale Steuerungseinrichtung dazu ausgebildet ist, für jede Leuchte den Einfluss des Außenlichts in dem von der Leuchte zu beleuchtenden Bereich zu ermitteln.According to the present invention, a system for lighting control in buildings is accordingly proposed, which has a central control device and at least one controlled by the central control device lamp, wherein the central control device is adapted to the driving of the lamp, the influence of the outside light in the of the Lamp to be illuminated area to consider. In accordance with the invention, the central control device, for determining the influence of the outside light, takes into account information relating to the spatial design of a room or area in which the luminaire is located, the position of the luminaire in the room or the area, and the arrangement and design of facilities , through which external light can enter the room or area concern. In this case, the system preferably has a plurality of luminaires, wherein the central control device is designed to determine the influence of the external light in the area to be illuminated by the luminaire for each luminaire.

Wie auch bei dem oben beschriebenen, aus dem Stand der Technik bekannten System zur Lichtsteuerung ist vorgesehen, dass der zentralen Steuerungseinrichtung grundsätzliche Informationen bzgl. des Außenlichts zur Verfügung gestellt werden. Hierfür kann insbesondere ein sog. Tageslichtmesskopf vorgesehen sein, der im Außenbereich des Gebäudes angeordnet ist und die grundsätzliche Außenhelligkeit sowie deren Richtungsabhängigkeit bestimmt. In welcher Weise sich dann dieses Außenlicht in den einzelnen Bereichen auswirkt, wird dann wie eben beschrieben auf Basis der genauen geometrischen Informationen berechnet. Dabei kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die zentrale Steuerungseinrichtung auch dazu ausgebildet sein, bei der Berechnung des Einflusses des Außenlichts in der Umgebung des Gebäudes befindliche Objekte insbesondere hinsichtlich ihrer Abschattungs- und/oder Reflexionseigenschaften zu berücksichtigen. D. h., in die Berechnung des Einflusses des Außenlichts fließen auch in der Umgebung des Gebäudes befindliche reflektierende Flächen, beispielsweise Glasfassaden benachbarter Gebäude ein. Ferner wird auch berücksichtigt, inwiefern derartige Objekte zu bestimmten Tageszeiten zu einer Abschatzung des Außenlichts führen.As in the case of the light control system described above, which is known from the prior art, it is provided that the central control device is provided with fundamental information regarding the external light. For this purpose, in particular a so-called. Daylight measuring head can be provided, which is arranged in the outer area of the building and determines the basic external brightness and their directional dependence. In what way then this external light in the individual areas affects, is then calculated as just described on the basis of accurate geometric information. In this case, according to an advantageous development of the invention, the central control device can also be designed to take into account objects in the calculation of the influence of the external light in the surroundings of the building, in particular with regard to their shading and / or reflection properties. In other words, in the calculation of the influence of the external light, reflective surfaces located in the vicinity of the building, for example glass facades of neighboring buildings, also flow. It is also taken into account to what extent such objects lead to an estimation of the external light at certain times of the day.

Bei den Informationen, welche zur Berechnung des Außenlichteinflusses berücksichtigt werden, handelt es sich vorzugsweise um Positionsdaten, durch welche die räumliche Gestaltung des Gebäudes, die Anordnung der Leuchte bzw. Leuchten sowie die Anordnung und Abmessung von Einrichtungen, über welche Außenlicht in das Gebäude eintreten kann, im Wesentlichen vollständig beschrieben werden. Diese Informationen können in unterschiedlicher Art und Weise gesammelt und dem System zur Verfügung gestellt werden, wobei einige Möglichkeiten hierfür später noch detaillierter beschrieben werden.The information which is taken into account for the calculation of the external light influence is preferably position data, by means of which the spatial design of the building, the arrangement of the luminaire or luminaires and the arrangement and dimensioning of devices via which external light can enter the building , are essentially completely described. This information can be collected in a variety of ways and made available to the system, with some possibilities described in more detail later.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ferner auch ein Verfahren zur Lichtsteuerung in Gebäuden vorgeschlagen, wobei bei der Ansteuerung von Leuchten der Einfluss des Außenlichts in einem von der jeweiligen Leuchte zu beleuchtenden Bereich berücksichtigt wird und erfindungsgemäß zur Ermittlung dieses Einflusses des Außenlichts Informationen berücksichtigt werden, welche die Gestaltung eines Raumes bzw. eines Bereichs, in dem sich die Leuchte befindet, die Position der Leuchte in dem Raum bzw. dem Bereich sowie die Anordnung und Ausbildung von Einrichtungen, über welche Außenlicht in den Raum bzw. Bereich eintreten kann, betreffen.According to the present invention, a method for controlling the light in buildings is also proposed, wherein the influence of the external light in an area to be illuminated by the respective luminaire is taken into account in the control of luminaires and according to the invention, information is taken into account for determining this influence of the external light Design of a room or area in which the luminaire is located, the position of the luminaire in the space or the area and the arrangement and formation of facilities, via which Outside light in the room or area may occur concern.

Die Kenntnis dieser genauen Positionsinformationen führt ferner auch zu dem zusätzlichen Vorteil, dass exakte Informationen hinsichtlich der Lage der verschiedenen Leuchten in dem Gebäude vorliegen. Im Falle einer Fehlermeldung durch eine Leuchte kann nunmehr also in einfacher Weise deren Position innerhalb des Gebäudes bestimmt werden, was das Durchführen von Wartungsarbeiten deutlich vereinfacht. Ferner können die Informationen auch dazu genutzt werden, eine dreidimensionale Visualisierung des Gebäudes zur Verfügung zu stellen. In sehr anschaulicher Weise kann dann die Positionierung der verschiedenen Lichtquellen in dem Gebäude dargestellt werden. Bislang wurden hierfür lediglich allgemeine Lichtplanungsprogramme verwendet, welche allerdings nicht auf derart exakten Positionsinformationen beruhten. Dementsprechend sind derartige Lichtplanungsprogramme auch nicht dazu geeignet, während des späteren Betriebs Steuerinformationen zum Betreiben der Leuchten zu berechnen. Stattdessen werden bei diesen Systemen gemäß dem Stand der Technik einmalig bevorzugte Anordnungen für die Leuchten ermittelt und dann eine hierfür geeignete Ansteuerung der Leuchten, ohne eine weitere Berücksichtigung des Einflusses des Außenlichts, festgelegt.The knowledge of this exact position information also leads to the additional advantage that exact information regarding the location of the various lights in the building are available. In the case of an error message through a lamp, its position within the building can now be determined in a simple manner, which considerably simplifies the performance of maintenance work. Furthermore, the information can also be used to provide a three-dimensional visualization of the building. In a very vivid way then the positioning of the various light sources can be displayed in the building. So far, only general lighting design programs have been used for this purpose, which, however, were not based on such exact position information. Accordingly, such lighting planning programs are also not suitable for calculating control information for operating the luminaires during the later operation. Instead, these systems according to the prior art once determined preferred arrangements for the lights and then set a suitable control of the lights, without further consideration of the influence of outside light set.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 schematisch einen zu beleuchtenden Raum, in den ergänzend zu dem von Leuchten generierten Kunstlicht auch Tageslicht einfällt; 1 schematically a room to be illuminated, in addition to the artificial light generated by lights and daylight incident;

2 schematisch den Grundgedanken der vorliegenden Erfindung, nämlich die Ausgestaltung eines zu beleuchtenden Raums durch exakte Positionsinformationen zu beschreiben; 2 schematically the basic idea of the present invention, namely to describe the design of a room to be illuminated by exact position information;

3a und 3b Darstellungen zur Berücksichtigung von sich in der Umgebung des zu beleuchtenden Gebäudes befindlichen Objekten bei der Lichtsteuerung. 3a and 3b Representations for the consideration of objects located in the surroundings of the building to be illuminated in the light control.

Anhand von 1 soll zunächst das der Erfindung zugrunde liegende Problem verdeutlicht werden. Gezeigt ist ein allgemein mit dem Bezugszeichen 100 versehener Raum eines Gebäudes, der mehrere Arbeitsplätze 110, 111 und 112 beinhaltet. Diese Arbeitsplätze sollen durch die Leuchten 20 eines Beleuchtungssystems 1 beleuchtet werden, wobei die Ansteuerung der Leuchten 20 durch eine zentrale Steuereinheit 10 erfolgt. Diese ist mit den Leuchten 20 über eine gemeinsame Busleitung 11 verbunden und dazu ausgebildet, den Leuchten 20 – vorzugsweise digitale – Steuersignale zu übermitteln, über die insbesondere die Helligkeit der Leuchten 20 eingestellt wird. Dabei ist insbesondere gewünscht, dass zumindest innerhalb eines vorgegebenen Arbeitszeitraums die Arbeitsplätze 110 bis 112 kontinuierlich mit gleichbleibender Helligkeit beleuchtet werden.Based on 1 should first be clarified the problem underlying the invention. Shown is a generally with the reference numeral 100 provided space of a building that has several jobs 110 . 111 and 112 includes. These jobs should be through the lights 20 a lighting system 1 be illuminated, with the control of the lights 20 by a central control unit 10 he follows. This is with the lights 20 via a common bus line 11 connected and trained to the lights 20 - To transmit preferably digital control signals, in particular the brightness of the lights 20 is set. It is particularly desirable that at least within a given working period the jobs 110 to 112 be illuminated continuously with constant brightness.

Zu berücksichtigen ist in diesem Fall, dass die Arbeitsplätze 110 bis 112 nicht nur durch das von den Leuchten 20 stammende sog. Kunstlicht erhellt werden sondern darüber hinaus auch von außen Tageslicht über die an einer Seite des Raumes 100 befindlichen Fenster 105 einfällt. Dieses Tageslicht beleuchtet ergänzend die Arbeitsplätze, wobei vorzugsweise eine Ansteuerung der Leuchten 20 derart erfolgt, dass die sich aus Tageslicht und Kunstlicht ergebene Gesamthelligkeit im Wesentlichen unverändert bleibt. Hierzu ist es erforderlich, möglichst exakt Kenntnis über den Einfluss des Außenlichtes zu erhalten.To take into account in this case is that the jobs 110 to 112 not just by the lights 20 originating so-called artificial light can be illuminated but also from the outside daylight on the one side of the room 100 located window 105 incident. This daylight additionally illuminates the workstations, with preferably an activation of the luminaires 20 such that the total brightness resulting from daylight and artificial light remains essentially unchanged. For this it is necessary to get as accurate as possible information about the influence of the outside light.

Das Beleuchtungssystem 1 weist dementsprechend ergänzend einen sog. Tageslichtmesskopf 15 auf, der üblicherweise an der Außenfassade des Gebäudes angeordnet ist. Derartige Tageslichtmessköpfe sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt. Sie dienen dazu, nicht nur die globale Helligkeit des Außenlichts sondern auch dessen Richtungsabhängigkeit zu bestimmen. Der Tageslichtmesskopf 15 liefert also Informationen dahingehend, aus welcher Richtung das Tageslicht auf die Gebäudefassade fällt und welche Intensität dieses aufweist Alternativ hierzu wäre es auch denkbar, anhand theoretischer Modelle die Richtungsabhängigkeit und/oder die Intensität des Tageslichts zu bestimmen. Mit Hilfe des Messkopfs 15 können allerdings diesbezüglich exaktere Informationen erhalten werden.The lighting system 1 Accordingly, accordingly, has a so-called. Tageslichtmesskopf 15 on, which is usually arranged on the outer facade of the building. Such daylight measuring heads are already known from the prior art. They serve to determine not only the global brightness of the outside light but also its directional dependence. The daylight measuring head 15 Thus provides information as to which direction the daylight falls on the building facade and which intensity this has Alternatively, it would also be possible to determine the directional dependence and / or the intensity of daylight based on theoretical models. With the help of the measuring head 15 However, more accurate information can be obtained in this regard.

Diese generelle Kenntnis über die Intensität und Richtungsabhängigkeit des Außenlichts ist allerdings noch nicht ausreichend, um den Einfluss des Tageslichts an den verschiedenen Arbeitsplätzen bzw. den von den jeweiligen Leuchten 20 zu beleuchtenden Bereich hinlänglich genau zu bestimmen. Je nach dem nämlich, in welchem Bereich des zu beleuchtenden Raums 100 sich der Arbeitsplatz befindet, kann das durch die Fenster 105 einfallende Außenlicht sich unterschiedlich stark auswirken. So werden bei einem Lichteinfall entsprechend dem Pfeil I in 1 in erster Linie die Arbeitsplatze 111 und 112 zusätzlich erhellt, während hingegen der Arbeitsplatz 110 im abgeschatteten Bereich liegt. Fällt das Außenlicht hingegen aus Richtung des zweiten Pfeils II – beispielsweise zu einem späteren Zeitpunkt im Laufe des Tages – ein, so befindet sich nunmehr eher der Arbeitsplatz 112 im abgeschatteten Bereich.However, this general knowledge about the intensity and directional dependence of the external light is not yet sufficient to determine the influence of daylight at the different workplaces or the respective luminaires 20 to determine the area to be illuminated with sufficient accuracy. Depending on which, in which area of the room to be illuminated 100 the workstation can do that through the windows 105 incidental external light have different effects. So are in a light incidence according to the arrow I in 1 primarily the jobs 111 and 112 in addition, while the workplace 110 is in the shaded area. If the outside light falls from the direction of the second arrow II - For example, at a later date during the day - so is now the workplace 112 in the shaded area.

Um derartige Effekte berücksichtigen zu können, wurde bislang vorgeschlagen, den Einfluss des Außenlichts vor Inbetriebnahme des Beleuchtungssystems mit Hilfe zahlreicher Messungen experimentell zu bestimmen. Beispielweise wurde an verschiedenen Orten innerhalb des Raums 100 ggf. zu verschiedenen Tageszeiten das einfallende Außenlicht gemessen und darauf basierend eine optimale Anordnung für die Leuchten 20 sowie eine hierauf abgestimmte Ansteuerung dieser durch die zentrale Steuereinheit 10 festgelegt. Eine derartige Vorgehensweise ist allerdings sehr aufwendig und liefert ferner nicht immer zufriedenstellende Ergebnisse, da die Messungen grundsätzlich nur begrenzte Informationen bzgl. des tageszeitabhänigen Einflusses des Außenlichts liefern.In order to be able to take into account such effects, it has hitherto been proposed to investigate the influence of the outside light prior to the start of operation Lighting system with the help of numerous measurements to determine experimentally. For example, it was at different locations within the room 100 if necessary, at different times of day the incident outside light measured and based on an optimal arrangement of the lights 20 and a control of this coordinated by the central control unit 10 established. However, such a procedure is very complex and also does not always provide satisfactory results, since the measurements basically provide only limited information regarding the Tageszeitabhänigen influence of the outside light.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dieses Problem nunmehr dadurch gelöst, dass – ausgehend von der Kenntnis der generellen Eigenschaften des Außenlichts – auf Basis detaillierter Informationen bzgl. der geometrischen Gestaltung des Raums sowie der Anordnung der Leuchten darin und der zu beleuchtenden Bereiche sowie bzgl. der Einrichtungen, über welche das Außenlicht in den Raum einfallen kann, der Einfluss des Außenlichts berechnet wird. Das erfindungsgemäße Konzept sieht also vor, dass das Beleuchtungssystem bzw. dass die Steuerungseinrichtung für jeden zu beleuchtenden Bereich den Einfluss des Tages- bzw. Außenlichts berechnet und darauf abgestimmt dann die für den entsprechenden Bereich verantwortlichen Leuchten ansteuert.According to the present invention, this problem is now solved in that - based on the knowledge of the general characteristics of the external light - based on detailed information regarding the geometric design of the room and the arrangement of the lights therein and the areas to be illuminated as well as with respect to the facilities , through which the outside light can enter the room, the influence of the outside light is calculated. The concept according to the invention therefore provides that the lighting system or that the control device calculates the influence of the daylight and / or external light for each area to be illuminated and then controls the luminaires responsible for the corresponding area in coordination therewith.

Voraussetzung hierfür ist, dass exakte Informationen hinsichtlich der geometrischen Ausgestaltung des Raumes bzw. des Gebäudes insgesamt vorliegen. Eine Möglichkeit, diese Informationen zur Verfügung zu stellen, ist in 2 gezeigt, wobei hier rein beispielhaft lediglich ein Ausschnitt eines einzelnen Stockwerks eines Gebäudes dargestellt ist. Dieses Konzept lässt sich allerdings für alle Stockwerke des Gebäudes in entsprechender Weise erweitern.The prerequisite for this is that exact information regarding the geometric design of the room or of the building as a whole is available. One way to provide this information is in 2 shown here, purely by way of example only a section of a single floor of a building is shown. However, this concept can be extended accordingly for all floors of the building.

Die Beschreibung der räumlichen Gegebenheiten erfolgt im vorliegenden Fall dadurch, dass markante Punkte bzgl. der geometrischen Ausgestaltung des zu beleuchtenden Raums sowie weiterer für die Beleuchtung relevanter Informationen mit Hilfe von Vektoren beschrieben. In 2 sind lediglich beispielhaft einige Vektoren dargestellt, welche im vorliegenden Fall die Eckpunkte eines zu beleuchtenden Raums 100 beschreiben. Ursprungspunkt für diese Vektoren ist vorzugsweise eine Ecke des Raums bzw. des Gebäudes, wobei die Wahl dieses Ursprungs für die Realisierung des erfindungsgemäßen Konzepts unerheblich ist. Wichtig ist lediglich, dass alle dem System zur Verfügung gestellten Ortsinformationen von dem gleichen Bezugspunkt ausgehen. Mit Hilfe dieser Vektoren kann also die Anordnung, Ausdehnung und Gestaltung des Raums 100 sowie dessen Ausrichtung beschrieben werden. In gleicher Weise werden dann auch die räumlichen Gestaltungen und Abmessungen weiterer Räume in dem Gebäude definiert.In the present case, the description of the spatial conditions is made by describing striking points with respect to the geometric design of the room to be illuminated as well as further information relevant to the lighting with the aid of vectors. In 2 By way of example only a few vectors are shown, which in the present case are the corner points of a room to be illuminated 100 describe. The point of origin for these vectors is preferably a corner of the room or the building, wherein the choice of this origin for the realization of the inventive concept is irrelevant. All that matters is that all the location information provided to the system is based on the same reference point. With the help of these vectors can thus the arrangement, expansion and design of the space 100 as well as its orientation are described. In the same way, the spatial configurations and dimensions of other rooms in the building are then defined.

Zusätzlich werden dem System auch Informationen bzgl. der Möglichkeiten für das Außenlicht, in den Raum 100 einzufallen, zur Verfügung gestellt. D. h., auch die Anordnung und Ausdehnung von Fenstern 105 wird beschrieben, wobei dies wiederum mit Hilfe entsprechender, hier nicht dargestellter Vektoren erfolgt. Dabei erfolgt die Beschreibung der Anordnung und Ausgestaltung der Fenster 105 – sowie auch des Raums 100 – nicht nur in der dargestellten horizontalen X-Y-Ebene sondern selbstverständlich auch in einer hierzu senkrechten bzw. vertikalen Richtung um die Lage und Höhe der Fensterfront sowie des Raums 100 insgesamt beschreiben zu können. Schließlich werden dem System auch noch Informationen zur Verfügung gestellt, in welcher Position sich in dem Raum bzw. Gebäude Leuchten befinden, wobei auch hier die entsprechende Ortsangabe vorzugsweise durch 3-dimensionale Vektoren erfolgt.In addition, the system also information about the possibilities for the outside light, in the room 100 to invade. That is, also the arrangement and extension of windows 105 is described, again with the help of corresponding, not shown here vectors. In this case, the description of the arrangement and design of the window takes place 105 - as well as the room 100 Not only in the illustrated horizontal XY plane but of course also in a vertical or vertical direction about the position and height of the window front and the room 100 to describe in total. Finally, information is also provided to the system in which position luminaires are located in the room or building, whereby here too the corresponding location is preferably given by 3-dimensional vectors.

Auf Basis dieser detaillierten räumlichen Beschreibung kann nunmehr berechnet werden, in welcher Weise das aus einer bestimmten Richtung auf die Fensterfront 105 auftreffende Außenlicht bestimmte Bereiche innerhalb des Raums 100 aufhellt. Beispielsweise ausgehend von den von dem Tageslichtmesskopf 15 zur Verfügung gestellten Informationen berechnet die Steuerungseinrichtung 10 dementsprechend nunmehr, in welcher Weise die Bereiche des Raums 100 von dem Tageslicht erhellt werden. Auf Basis dieser Informationen werden dann die entsprechenden Leuchten 20 angesteuert, um eine gewünschte Gesamthelligkeit in dem zugehörigen Bereich zu erzielen.On the basis of this detailed spatial description can now be calculated, in which way that from a particular direction on the window front 105 external light striking certain areas within the room 100 brightens. For example, starting from the of the daylight measuring head 15 The controller calculates the information provided 10 Accordingly, now, in what way the areas of the room 100 be lit by the daylight. Based on this information then the corresponding lights 20 in order to achieve a desired overall brightness in the associated area.

Wesentlich ist also, dass die zur Verfügung stehenden Informationen bzgl. Der räumlichen Gegebenheiten es der Steuerungseinrichtung 10 ermöglichen, eine genaue Berechnung des Tageslichteinfalls in den Raum 100 vorzunehmen. Auf diesem Wege kann der zu einem bestimmten Zeitpunkt vorliegende Einfluss des Außenlichts deutlich exakter bestimmt und damit eine effektivere Ansteuerung der Leuchten vorgenommen werden, ohne dass hierfür der Einsatz lokaler Helligkeitssensoren erforderlich wäre.It is therefore essential that the information available with regard to the spatial conditions of the control device 10 enable an accurate calculation of daylight incidence in the room 100 make. In this way, the influence of external light present at a certain point in time can be determined much more accurately and thus a more effective control of the luminaires can be carried out without requiring the use of local brightness sensors for this purpose.

Voraussetzung für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist jedoch, dass möglichst exakte und vollständige Positionsdaten hinsichtlich der räumlichen Ausgestaltung des Gebäudes vorliegen. Diese Informationen können auf unterschiedliche Weise erhalten werden, wobei – sofern möglich – vorzugsweise auch auf entsprechende Baupläne zurückgegriffen wird, sofern diese hinreichend exakt die Gestaltung des Gebäudes beschreiben. Ergänzend hierzu können allerdings auch entsprechende Punkte vermessen und dem System zur Verfügung gestellt werden, was beispielsweise mit Hilfe entsprechend kalibrierter Laser-Abstandsmessungen oder Hilfe eines tragbaren GPS-Geräts erfolgt.A prerequisite for the implementation of the method according to the invention, however, is that the most accurate and complete position data available with regard to the spatial design of the building. This information can be obtained in different ways, whereby - if possible - preferably on appropriate blueprints are used, as long as they describe the design of the building with sufficient accuracy. In addition to this, however, corresponding points can also be measured and made available to the system, which takes place, for example, with the aid of appropriately calibrated laser distance measurements or with the aid of a portable GPS device.

Das Vorliegen dieser genauen Positionsinformationen ist auch insofern vorteilhaft, als nunmehr die Anordnung der Leuchten innerhalb des Gebäudes in einfacher Weise veranschaulicht werden kann. Im Falle einer Fehlermeldung durch eine Leuchte kann z. B. deren Position in einfacher Weise ermittelt und graphisch dargestellt werden, was das Durchführen von Wartungsarbeiten deutlich vereinfacht, da nun die Leuchte unmittelbar auffindbar ist. Ein weiterer Vorteil der Kenntnis der Positionsdaten besteht auch darin, dass diese Informationen dazu genutzt werden können, eine 3-dimensionale Visualisierung des Gebäudes sowie der darin befindlichen Leuchten zu erstellen. Es kann also in sehr anschaulicher Weise die Ausgestaltung des gesamten Beleuchtungssystems dargestellt werden, was bei der Planung der Lichtsteuerung deutliche Vorteile mit sich bringt.The presence of this precise position information is also advantageous in that now the arrangement of the luminaires within the building can be illustrated in a simple manner. In the case of an error message by a light can z. B. whose position can be determined in a simple manner and graphically displayed, which significantly simplifies the performance of maintenance work, since now the lamp is directly discoverable. Another advantage of knowing the position data is that this information can be used to create a 3-dimensional visualization of the building as well as the lights in it. It can therefore be shown in a very vivid way the design of the entire lighting system, which brings significant advantages in the planning of lighting control.

Eine Weiterbildung dieses zuvor beschriebenen Konzepts ist in den 3a und 3b dargestellt. Ergänzend zu den Informationen bzgl. der Gestaltung des zu beleuchtenden Gebäudes werden hierbei auch Informationen zu in der Umgebung des Gebäudes befindlichen Objekten berücksichtigt. Wie die Figuren schematisch darstellen, können derartige Objekte das Außenlicht insofern beeinflussen, als dass sie dies reflektieren (3a) oder abschatten (3b). Wird die Position und geometrische Gestalt eines derartigen Objekts wiederum durch entsprechende Vektoren beschrieben und berücksichtigt, so kann – bei ergänzender Kenntnis eventueller Reflexionseigenschaften des Objekts – exakt berechnet werden, inwiefern dies einen Einfluss auf die Richtungsabhängigkeit sowie Intensität des Außenlichts hat. Die letztendlich hieraus resultierende Ansteuerung der Leuchten wird durch diese Erweiterung also nochmals verfeinert.A development of this concept described above is in the 3a and 3b shown. In addition to the information regarding the design of the building to be illuminated, information about objects located in the vicinity of the building is also taken into account. As the figures illustrate schematically, such objects may affect the outside light as reflecting it ( 3a ) or shade ( 3b ). If the position and geometric shape of such an object is again described and considered by appropriate vectors, it can be calculated exactly - to the extent that this has an influence on the directional dependence and intensity of the external light - with additional knowledge of possible reflection properties of the object. The resulting control of the luminaires is thus further refined by this extension.

Insgesamt führt also das erfindungsgemäße Konzept der exakten Beschreibung des zu beleuchtenden Gebäudes mit Hilfe entsprechender Positionsdaten zu einer sehr effektiven und komfortablen Ansteuerung der in dem Gebäude befindlichen Lichtquellen. Dabei ergibt sich insbesondere auch der Vorteil, dass diese genaue Steuerung ohne den Einsatz zusätzlicher Sensoren, welche individuell zu beleuchtende Bereiche überwachen, erzielt werden kann. Ferner führt die Kenntnis der Positionsdaten auch zu weiteren Vorteilen hinsichtlich der Visualisierung des Beleuchtungssystems sowie des Gebäudes insgesamt.Overall, therefore, the concept according to the invention of the exact description of the building to be illuminated with the aid of corresponding position data leads to a very effective and comfortable control of the light sources located in the building. This results in particular in the advantage that this precise control can be achieved without the use of additional sensors which monitor areas to be individually illuminated. Furthermore, the knowledge of the position data also leads to further advantages with regard to the visualization of the lighting system as well as of the building as a whole.

Claims

System ( 1 ) for lighting control in buildings, which has a central control device ( 10 ) as well as at least one of the central control device ( 10 ) controlled light ( 20 ), wherein the central control device ( 10 ) is designed to control the lighting ( 20 ) the influence of external light in one of the luminaires ( 20 ) to be considered area, characterized in that for determining the influence of the external light, the central control device ( 10 ) Information takes into account which • the spatial design of a room ( 100 ) or an area where the luminaire ( 20 ), • the position of the luminaire ( 20 ) in the room ( 100 ) or the area and • the arrangement and design of facilities ( 105 ), which external light into the room ( 100 ) or area can occur.

System according to claim 1, characterized in that this several lights ( 20 ), wherein the central control device ( 10 ) is designed for each lamp ( 20 ) the influence of the external light in that of the lamp ( 20 ) to determine area to be illuminated.

System according to claim 1, characterized in that said means for determining the external light ( 15 ), in particular having a sensor.

System according to claim 3, characterized in that the central control device ( 10 ) is adapted to influence the influence of the external light, taking into account the influence of the means for determining the external light ( 15 ).

System according to one of the preceding claims, characterized in that the central control device ( 10 ) is designed to take into account objects in the calculation of the influence of the external light in the vicinity of the building, in particular with regard to their shading and / or reflection properties.

System according to one of the preceding claims, characterized in that the information is positional data, by which the spatial design of the building, the arrangement of the lamp or lights as well as facilities over which external light can enter the building, substantially be fully described.

Method for lighting control in buildings, whereby in the control of lights ( 20 ) of the Influence of outside light in one of the respective luminaires ( 20 ) is considered, characterized in that for determining the influence of the outside light information is taken into account, which • the spatial design of a room ( 100 ) or an area where the luminaire ( 20 ), • the position of the luminaire ( 20 ) in the room ( 100 ) or the area and • the arrangement and design of facilities ( 105 ), which external light into the room ( 100 ) or area can occur.

A method according to claim 7, characterized in that in the calculation of the influence of the external light in the environment of the building located objects are considered in particular with regard to their shading and / or reflection properties.

A method according to claim 7 or 8, characterized in that it is the information to positional data, by which the spatial design of the building, the arrangement of the lamp or lights as well as facilities over which external light can enter the building, essentially be fully described.