Дневной свет · EN 15193 · Энергия · 7 мин чтения

Использование дневного света с датчиками KNX и DALI-2

Поддержание заданной освещённости с помощью комбинированных датчиков DALI-2 — с учётом присутствия, энергетическими коэффициентами EN 15193 и рекомендациями по калибровке.

Что такое сбор дневного света?

Сбор дневного света — также называемое управлением по дневному свету — автоматически регулирует мощность искусственного освещения в зависимости от уровня естественного света в помещении. Фотометрический датчик измеряет общую освещённость (люкс) на рабочей поверхности. Когда дневной свет обеспечивает достаточное количество люкс, драйверы DALI-2 приглушают свет, поддерживая постоянный целевой уровень освещённости и снижая потребление электроэнергии.

Принцип прост: если целевой уровень 500 люкс, а дневной свет даёт 300 люкс, искусственному освещению нужно обеспечить только 200 люкс — примерно 40% мощности. В солнечный день у окон, выходящих на юг, свет может быть почти выключен на несколько часов.

Требования EN 15193

EN 15193 (Энергетическая эффективность зданий — энергетические требования к освещению) требует управления по дневному свету для зданий, стремящихся к энергетической сертификации в ЕС. Проекты без сбора дневного света имеют более высокий показатель LENI и могут не пройти пороговые значения энергетической сертификации здания.

Комбинированные датчики DALI-2

Датчик представляет собой комбинированное устройство (PIR для присутствия и фотоэлемент для дневного света), монтируемое заподлицо с потолком и направленное на рабочую плоскость. Один датчик отвечает и за обнаружение присутствия, и за измерение освещённости — одно устройство, одна кабельная линия, один адрес DALI-2.

321-DALI-2

Датчик Helvar DALI-2

Потолочный комбинированный датчик PIR + фотоэлемент. DALI-2 часть 303 (присутствие) + часть 304 (датчик света). Настраиваемая зона обнаружения. Регулируемый заданный уровень освещённости через команды DALI-2 от шлюза.

MSP-C DALI-2

Tridonic MSP (мультидатчик)

Высокочувствительный PIR + датчик освещённости. Питание по шине DALI-2 (без отдельного источника 24 В). Диаметр зоны обнаружения 10 м при высоте потолка 2,5 м. Популярен в проектах модернизации коммерческого светодиодного освещения.

DALI-SENSOR-101

Датчик Lunatone DALI-2

Компактный потолочный блок 70 мм. Уставка освещенности и время задержки настраиваются через ПО Lunatone DALI Cockpit. Передает состояние присутствия и измеренную освещенность на контроллер DALI-2.

HTS 2-KNX

Theben HTS (KNX)

Мультисенсор на KNX (не DALI). Комбинирует PIR + освещенность + температуру. Передает значение освещенности по KNX DPT 9.004 (люкс). Используется, когда логика управления диммированием реализована на KNX через шлюз DALI, а не через нативную уставку DALI.

Алгоритм управления уставкой освещенности

Основной алгоритм — поддержание постоянной освещенности. Контроллер поддерживает заданный уровень освещенности на рабочей плоскости независимо от количества дневного света. Расчет выполняется в шлюзе DALI-2 или логическом модуле KNX:

Логика поддержания постоянной освещенности

Target lux (E_target):   500 lux  (office work plane, EN 12464-1)
Measured lux (E_sensor): reported by DALI-2 photocell sensor
Artificial lux required: E_target − E_sensor (clamped to 0–max)

DALI-2 arc level = f(E_required / E_max_artificial)
                 → sent to DALI group as DPT 5.001 (0–100%)

Dead band (hysteresis): ±50 lux
  → prevents hunting (constant micro-adjustments every second)

Typical setpoints:
  Office workplane:     500 lux  (EN 12464-1 Class A)
  Meeting room:         300 lux
  Corridor / reception: 200 lux
  Storage:              100 lux

Первый шаг — калибровка

Перед включением алгоритма выполните калибровку в помещении, полностью освещенном искусственным светом, без дневного (ночью или с затемнением). Измерьте фактическую освещенность на рабочей плоскости калиброванным люксметром, изменяя уровень яркости от 0 до 100%. Это позволит построить кривую зависимости уровня яркости от освещенности для данного положения датчика и геометрии помещения.

Интеграция с датчиком присутствия

Функции сбора дневного света и обнаружения присутствия обычно обеспечиваются одним потолочным датчиком. Взаимодействие двух функций дает четыре рабочих состояния:

Присутствие + достаточный дневной свет

Свет на минимальном уровне диммирования (например, 5–10%) или выключен. Дневной свет сам обеспечивает требуемый уровень.

Присутствие + недостаточный дневной свет

Свет на рассчитанном уровне яркости для достижения целевой освещенности. Алгоритм работает непрерывно.

Отсутствие (время задержки истекло)

Свет выключен. Время задержки: 10–15 мин для офиса, 30 мин для коридора, 5 мин для туалета.

Первое обнаружение входа (фронт PIR)

Свет сразу включается на комфортный сценарий — без задержки. Затем алгоритм дневного света вступает в действие после 30-секундной стабилизации.

30-секундная задержка стабилизации при входе предотвращает немедленное диммирование света алгоритмом дневного света при входе человека — фронт PIR сначала запускает фиксированный комфортный сценарий, давая датчику время измерить стабильное значение освещенности перед передачей управления алгоритму.

Энергосбережение и EN 15193

EN 15193 определяет LENI (числовой показатель энергопотребления освещения, кВт·ч/м²/год) с использованием корректирующих коэффициентов качества управления. Управление с учетом дневного света дает более низкий коэффициент FD; управление по присутствию — более низкий коэффициент FO. Меньшие коэффициенты = меньший LENI = лучший энергетический рейтинг.

Тип управления	Коэффициент FD	Коэффициент FO	Комбинированный	Энергосбережение относительно ручного
Только ручной выключатель	1.00	1.00	1.00	Базовый уровень
Ручной + датчик присутствия (PIR)	1.00	0.85	0.85	~15%
Только по дневному свету	0.90	1.00	0.90	~10%
Дневной свет + присутствие (комбинированный)	0.90	0.85	0.77	~23%
Дневной свет + присутствие + индивидуальное управление	0.90	0.80	0.72	~28%

Реальная экономия энергии в типовых помещениях при использовании датчиков присутствия и дневного света по сравнению с фиксированным ручным управлением: офисы 30–50%, коридоры 40–60%, лестничные клетки 60–80%. Наибольшая экономия достигается в помещениях, ориентированных на юг, с большими застеклёнными фасадами.

Частые ошибки при калибровке

Не делайте: Калибровка зимой или в ясный день

Используйте равномерно пасмурный день (пасмурное небо CIE) для калибровки датчика — это обеспечивает воспроизводимые условия рассеянного дневного света. Калибровка при ясном небе меняется в зависимости от времени дня и сезона. Зимний минимум дневного света даёт ложный базовый уровень, что приводит к чрезмерному затемнению весной.

Не делайте: Датчик направлен на окно

Датчик должен измерять уровень освещённости на рабочей поверхности, а не падающий солнечный свет. Направляйте линзу фотоэлемента перпендикулярно потолку, на пол. Датчик, направленный на окно, будет показывать высокую освещённость, даже если рабочая плоскость плохо освещена.

Не делайте: Не настроена мёртвая зона

Без мёртвой зоны (гистерезис ±40–80 люкс) контур управления начинает «охотиться» — свет регулируется каждые несколько секунд при изменении облачности. Это заметно, раздражает жильцов и вызывает лишние циклы переключения ЭПРА. Настройте мёртвую зону в инструменте конфигурирования шлюза DALI.

Внимание: Поверхности с высоким коэффициентом отражения завышают показания освещённости

Белые глянцевые стены, полированные бетонные полы и светлая мебель отражают свет обратно на потолочный датчик, завышая измеренные люксы. Либо задайте калибровочное смещение в шлюзе (вычтите 80–150 люкс), либо используйте матовые поверхности в помещении.