Anwendungsbeispiel Beleuchtungssteuerung mit Konstantlichtregelung in einem Bürogebäude.
In den vorangegangenen Artikeln wurden die generellen Funktionen und Vorteile des KNX Bus dargestellt und ihre Einflussmöglichkeiten auf die Verbesserung der Qualitätsmerkmale eines Gebäudes. Einer der wichtigsten Funktionsbereiche ist dabei die Steuerung der Beleuchtung mit dem Ziel, sowohl den Komfort zu verbessern und insbesondere die Energieeffizienz zu steigern, also den Stromverbrauch zu senken.
So bietet beispielsweise die Bürobeleuchtung mit einem Anteil von über 20% des gesamten Stromverbrauchs eines Gebäudes, das größte Einsparpotenzial. Mit geeigneten Maßnahmen der Energieeffizienzklasse A (Konstantlichtregelung), die mittlerweile auch in der europäischen Norm EN 15232 definiert sind, können Einsparungen zwischen 20% und 30% bei der Bürobeleuchtung erzielt werden, so dass sich die Investitionen in diese Maßnahmen schon nach kurzer Zeit amortisieren. In dem nachfolgend beschriebenen Beispiel wird erläutert, wie man mit KNX Komponenten eine solche Konstantlichtregelung für Büroarbeitsplätze realisieren kann.
Die Aufgabe besteht darin, an den Arbeitsplätzen eines typischen Bürogebäudes für konstante Lichtverhältnisse entsprechend der Arbeitsstättenrichtlinie DIN EN 12464-1 zu sorgen, die eine Beleuchtungsstärke im Bereich der Sehaufgabe von mindesten 500lx fordert. Allerdings soll ein möglichst großer Tageslichtanteil ausgenutzt werden und das Kunstlicht nur in dem Maße zugeschaltet werden, dass die vorgegebenen Sollwerte erreicht werden.
Ausschnitt der Layoutplanung des Bürogebäudes
Die Arbeitsplätze in diesem Beispiel sind überwiegend als typische Zellenbüros mit Doppelarbeitsplätzen angelegt, die sich links und rechts von einem Flur befinden. Als Beleuchtung werden Leuchtstoffröhren verwendet, die in zweireihigen Leuchtgruppen parallel zur Fensterfront angeordnet werden und mit dimmbaren EVGs mit 1-10V Schnittstellen ausgestattet sind. Diese EVGs werden von sogenannten KNX –Lichtreglern angesteuert, die jeweils zwei 1-10V Ausgangskanäle besitzen, deren Ausgangsspannungen den gewünschten Lichtanteil der beiden Leuchtengruppen eines Arbeitsplatzes bestimmen. Die KNX –Lichtregler können in klassische Unterverteilungen eingebaut werden und besitzen jeweils einen direkt angeschlossenen Lichtfühler, der immer an der Decke über den Doppelarbeitsplätzen angeordnet wird und den tatsächlichen Lichtwert an dieser Stelle misst. Dieser Wert setzt sich zusammen aus dem Tageslichtanteil aus der Fensterfront und den Kunstlichtanteil von der Deckenbeleuchtung. Sobald sich der Tageslichtanteil verändert, oder unter den eingestellten Sollwert von 500lx abfällt, sorgt der schnelle KNX Lichtregler dafür, dass für die EVGs der Leuchtstoffröhren eine entsprechende Dimmwertvorgabe erzeugt wird um die Lichtverhältnisse konstant zu halten. Dies geschieht für den Nutzer unmerklich mit weichen Übergängen. Im Lichtfühler kann zudem eine Abstufung zwischen der fensternahen und der weiter vom Fenster entfernten Leuchtengruppe eingestellt werden, so dass dem nach innen abfallenden Tageslicht Rechnung getragen wird.
Jeder Büroraum ist dann mit einem KNX-Taster ausgestattet, der sich neben der Eingangstür befindet. Mit diesem Taster wird die Regelung beim Eintritt in das Büro freigegeben und beim Verlassen wieder gesperrt. Ebenso können die Sollwerte für die Lichtverhältnisse durch den KNX Taster auch verändert werden, so dass der Büroarbeiter auch individuelle Einflussmöglichkeiten hat. Die Standardvorgabe kann jedoch jederzeit mit einem Tastendruck wieder hergestellt werden.
Der informationstechnische Ablauf ist dabei folgendermaßen: 
Die KNX-Taster senden aufgrund eines Tastendrucks auf die entsprechend ausgewählte Taste ein Bustelegramm, welches die Freigabe bzw. Sperre der Regelung zur Folge hat. Diese Telegramme werden nur von den über die Gruppenadresse zugeordneten KNX-Lichtreglern erkannt. Bei Freigabe der Regelung ist der Regelalgorithmus im Lichtregler aktiv. Dieser vergleicht in kurzen Zeitabständen den vom direkt angeschlossenen Lichtfühler übermittelten, tatsächlichen Lichtwert am Arbeitsplatz mit dem gewünschten Sollwert. Entsprechend dem Regelungsalgorithmus wird dann die Ausgangsspannung zwischen 1Volt und 10 Volt am KNX Lichtregler eingestellt. Diese Spannung ist proportional zu dem gewünschten Dimmwert des Kunstlichts zwischen 0 und 100%.
Verschiedene Sollwerte können in den Parametereinstellungen des Reglers definiert und über Bustelegramme abgerufen werden. Die Standardvorgabe, z.B. 500lx wird dazu täglich von einer Zentrale ausgelöst. Zusätzlich können individuelle Sollwerte auch von dem im Raum befindlichen KNX Taster durch entsprechend zugeordnete Telegramme aktiviert werden.
So ist es in diesem Beispiel sinnvoll einen KNX Taster mit sechs Tastenfunktionen so zu belegen, dass zwei Tasten für die Freigabe und Sperre der Regelung vorgesehen sind und die vier restlichen Tasten für den Abruf von vier unterschiedlichen Lichtsollwerten.
Falls eine Veränderung der Büroaufteilung erfolgt, indem beispielsweise mehrere Zellenbüros zu einem Großraumbüro zusammengefasst werden, so können durch Umprogrammierung der Lichtfühler mit Neuordnung der Gruppenadressen auch die Beleuchtungsgruppen zusammengefasst werden, damit in dem neuen, großen Raum die Leuchtengruppen so zusammenarbeiten, dass gleichmäßige Lichtverhältnisse gewährleistet sind.
Durch eine Ergänzung mit im Raum installierten KNX-Päsensmeldern, die die Freigabe der Regelung nur dann erlauben, wenn eine Anwesendheit von Personen im Raum erkannt wird, einer zusätzlichen zeitgesteuerten Sperre und Freigabe der Regelung nach einem Tageszeitprofil, welches in einer KNX-Zeitschaltuhr eingestellt wird und der Kopplung mit der Ansteuerung von zweigeteilten Jalousiebehängen an der Fensterfront, die automatisch so eingestellt werden, dass ein hoher Tageslichtanteil im oberen Bereich ausgenutzt wird, jedoch der untere Bereich zur Verschattung geschlossen wird, kann die Steuerung noch weiter optimiert und die Energieeffizienz gesteigert werden.
Die Bedienung der Steuerung ist für den Nutzer sehr einfach. Er muss lediglich bei Eintritt in das Büro seine Freigabetaste drücken und möglichst beim Verlassen die Regelung wieder ausschalten. Falls er mit der Standard-Sollwertvorgabe zufrieden ist, muss er sich um keine weiteren Eingaben kümmern. Individuelle Änderungen der Helligkeit kann er ebenfalls an dem Taster vornehmen. Die Tastenfelder der KNX- Raumtaster sind dazu mit den entsprechenden Funktionen beschriftet.