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Smart Building: Licht aus dem Datennetz

Licht als Teil der Gebäude-IT? Die LED-Technik macht es möglich. Wo sie eingesetzt wird, können Beleuchtungssteuerung und Energieversorgung gleichermaßen über das IP-Netz abgewickelt werden. Das spart Kosten und vereinfacht die Lichtsteuerung.

Smart Building Lichtsensoren Microsen Bildquelle: © Microsens

Kombinierte Sensoren registrieren nicht nur Lichtverhältnisse und Bewegungen im Raum, sondern können sogar CO2-Werte messen und eigene Lichtsignale aussenden.

Dass die Beleuchtung eines Gebäudes Teil der IT werden könnte, war vor einigen Jahren noch undenkbar. Licht galt als Sache der Elektrotechnik, nicht der Informationstechnologie. Mit dem Siegeszug der LEDs, die tageslichtähnliches Licht emittieren und als Leuchtmittel der Zukunft gelten, hat sich die Lage jedoch von Grund auf gewandelt. Zum einen können LED-Leuchten in das IP-Netz eines Gebäudes integriert und über Smart-Building-Systeme gesteuert werden. Zum anderen lässt sich per IP-Netzwerk auch die Energieversorgung der Leuchten realisieren. War früher ein 230 V-Netzanschluss nötig, um Glühbirnen mit Strom zu speisen oder die Zündspannung für Leuchtstoffröhren bereitzustellen, benötigen LEDs nur DC-Kleinspannung mit so geringer Leistung, dass sich diese mit Hilfe von Wandlergeräten als Power-over-Ethernet (PoE) liefern lässt. Das Licht kann also vollständig aus dem Datennetz kommen.

Smart Building Steuerung per Smartphone Microsens Bildquelle: © Microsens

Apps auf intelligenten Switches ermöglichen die individuelle Steuerung der Beleuchtung per Tablet oder Smartphone.

Vorteile und netzwerktechnische Voraussetzungen von „IT-Licht“
Für Gebäudebetreiber hat solches „IT-Licht“ viele Vorteile. Eine Stromverkabelung für das Licht muss nicht mehr vorgehalten werden, da das Datennetz zugleich als Versorgungsnetz fungiert. Auch die komplexe, zeit- und kostenaufwändige Installation und Programmierung von Bussystemen zur Beleuchtungssteuerung entfällt. Die IP-basierte Lichtsteuerung kommt ohne zusätzliche Datenbahnen aus, ist weit einfacher und schneller zu konfigurieren und bietet alle Möglichkeiten zur Anpassung des Raumlichts an Tageszeit, Tageslichteinfall, Arbeitssituation und individuelle Vorlieben. Hinzu kommt, dass das Licht aus dem Netzwerk auch die Energiebilanz eines Gebäudes optimiert. Schon LEDs als solche sparen Strom, da sie weit weniger Energie benötigen als andere Leuchtmittel. Die exakte und unkomplizierte Abstimmung der LED-Leuchten auf den aktuellen Bedarf erschließt außerdem zusätzliche Einsparpotenziale und stellt sicher, dass für die Gebäudebeleuchtung nur so viel Energie aufgewendet wird wie unbedingt nötig.

Für die erfolgreiche Umsetzung einer netzwerkbasierten Beleuchtung müssen freilich einige technische Grundvoraussetzungen erfüllt sein. So sollten Anwender zunächst einmal prüfen, ob die Netzwerk-infrastruktur für PoE ausgelegt ist. Besitzen die Datenkabel keinen hinreichenden Leiterquerschnitt, droht aufgrund der Wärmeentwicklung eine Überhitzung des Kabelmaterials – mit gravierenden Folgen für die gesamte IT. Die Marschroute legen dabei die PoE-Standards IEEE 802.3af (PoE) beziehungsweise IEEE 802.3at (PoE+) fest. Bei PoE werden die Verbraucher mit 48 V, bei PoE+ mit 54 V Gleichstrom versorgt. An den Endgeräten stehen damit theoretisch 15 W (PoE) beziehungsweise 30 W (PoE+) Leistung zur Verfügung, aufgrund der Verluste im Kabel beträgt die Maximalleistung jedoch lediglich 12,95 W (PoE) beziehungsweise 25,5 W (PoE+). Angesichts dieser Leistungsbereiche sind bei PoE Leiterdicken von mindestens 0,51 mm (= AWG/American Wire Gauge 24), bei PoE+ Querschnitte von mindestens 0,64 mm (AWG 22) empfehlenswert. Mit Blick auf den künftigen PoE-Standard IEEE 802.3bt, der seit 2013 in Arbeit ist, könnte es sogar sinnvoll sein, von vorneherein auf Leiterquerschnitte von 0,72 mm (AWG 21) zu setzen.