Die Beleuchtung tritt in ein neues Zeitalter der Innovation ein und wird die Art, wie wir leben, arbeiten und spielen, verändern. Sie führt zu intelligenten Gebäuden, Privathäusern und Städten und wird mit Daten verbunden, was wiederum neue Möglichkeiten für ihre Nutzung schafft.
Wie der Studie „Intelligent Lighting Controls for Commercial Buildings“ von Navigant Research zu entnehmen ist, wird bei der vernetzten Lichtsteuerung ein globales Umsatzwachstum von 2,2 Milliarden US-Dollar in 2015 auf 4,8 Milliarden US-Dollar in 2024 erwartet. In dieser Studie werden Sensoren, Relais, Schalter, Vorschaltgeräte, Treiber, Netzwerksteuerungsgeräte, Netzwerkdienste und Kommunikationstechnologien untersucht, wobei der Schwerpunkt auf der vernetzten Lichtsteuerung liegt.
Um dem wachsenden Bedarf an Lichtsteuerungssystemen nachzukommen, sind verschiedene Arten von Anbietern in diesen Markt eingetreten. An der Spitze der innovativen Seite dieser Bewegung stehen Startup-Unternehmen, die neue Wege zur Visualisierung der Beleuchtungsnutzung schaffen und Strategien zur Verwaltung des Energieverbrauchs in der Beleuchtung erarbeiten. Darüber hinaus bieten die großen traditionellen Beleuchtungsunternehmen eine große Bandbreite an Produkten zur Beleuchtungssteuerung an. Und schließlich haben sogar die etablierten Unternehmen im Bereich Gebäudesystemtechnik Lichtsteuerungssysteme neben anderen Gebäudesteuerungssystemen in ihr Angebot aufgenommen.
Wie es dazu kam
Wie ist die Nachfrage nach Lichtsteuerungssystemen entstanden? Alles begann mit besseren LEDs und kostengünstigen Sensoren, drahtlosen Sendern und Mikroprozessoren. Das Ergebnis ist die schnell zunehmende Einführung dieser Systeme insbesondere im kommerziellen Sektor, wo LED-Installationen und -Nachrüstungen in Supermärkten und Warenhäusern, Banken, Bürogebäuden, Hotels, Restaurants, Arenen, Lagergebäuden und vielen anderen Arten von Einrichtungen durchgeführt werden.
Gleichzeitig haben die Fortschritte in den Bereichen Elektronik und Fertigung eine neue Generation von sehr kleinen, sehr leistungsstarken, kostengünstigen, drahtlosen Sensoren, Sendern und Prozessoren eingeführt, die problemlos mit LED-Leuchten integriert werden können, die als Halbleiter arbeiten.
Diese Konvergenz von Beleuchtungsintelligenz und Infrastruktur hat weitreichende Auswirkungen. Beispielsweise werden vernetzte LED-Straßenlaternen Autofahrer mithilfe von integrierten Bildsensoren und drahtlosen Transceivern zu freien Parkplätzen leiten können. Zudem können auch Warnungen oder Anweisungen über einen Lautsprecher ausgegeben werden, der im Laternenpfosten verborgen ist.
Wenn Städte zur Nutzung drahtloser Mikroprozessoren übergehen, könnten sie dem örtlichen Versorgungsunternehmen statt eines Pauschaltarifs einen verbrauchsabhängigen Tarif für den Energieverbrauch der Straßenbeleuchtung berechnen. Bürogebäude und Hochhäuser können LEDs zudem nutzen, um Beleuchtung und Sensoren miteinander und mit dem IT-Netzwerk des Gebäudes zu verbinden. Das Ergebnis sind beispielsweise standortspezifische Daten zu Raumbelegung, Tageslichtmenge, Temperatur, Feuchtigkeit und anderen Variablen.
Genau wie Sensoren und Sender werden Beleuchtungsprozessoren ausgefeilter und kostengünstiger. Die umfassende kommerzielle Einführung ist nur eine Frage der Zeit. Beispielsweise sieht Titel 24 der Effizienzstandards der kalifornischen Energiebehörde (California Energy Commission) die Nutzung von Beleuchtungsprozessoren in einigen neuen Gebäuden vor. Dieser Titel ist 2013 erlassen worden und somit eine der ersten Rechtsvorschriften dieser Art.
Integrierte Mikroprozessoren können gleichzeitig Heizung, Lüftung und Kühlung (HLK) verwalten. In einem intelligenten Büro kann das Licht an einem sonnigen Tag automatisch gedimmt werden, um die Energieverschwendung einzuschränken, oder die Heizung in einem gut besuchten Besprechungsraum kann heruntergeregelt werden, damit die Personen im Raum die Temperatur als angenehm empfinden.
Die Beleuchtung verändert sogar unser Erlebnis in Ladengeschäften. Innenbereich-Ortungstechnologie ermöglicht es der Beleuchtung durch Nutzung von LED-Modulation, mit den Kunden zu „sprechen“. Dieses Muster ist für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar, kann aber von den Kameras in Smartphones und Tablets erkannt werden. Das bedeutet, dass LED-Halterungen mit eingebetteten Sensoren die genaue Position eines Kunden in einem Geschäft ermitteln können. (Natürlich muss der Kunde zustimmen und die App des Händlers auf einem Mobilgerät verwenden.)
Neben der Einzelhandelsbranche können beleuchtungsbasierte Innenbereich-Ortungssysteme auch in Flughäfen, Hotels, Krankenhäusern und vielen anderen Umgebungen eingesetzt werden, in denen es von Vorteil ist, die genaue Position einer Person zu kennen. Und nicht zu vergessen: die Häuser, in denen wir wohnen. Es ist jetzt möglich, die Beleuchtung in Ihrem Haus von einem beliebigen Ort auf der Welt aus zu steuern. Intelligente LED-Birnen, die über das Smartphone gesteuert werden können, sind in den USA jetzt für etwa 15 US-Dollar erhältlich (siehe auch GE Link Light Bulbs). Sie passen in die Standardfassungen, werden mit einem zentralen Hub im Haus (zwischen 30 und 60 US-Dollar extra) verbunden und ermöglichen Einzelpersonen oder Gruppen die Steuerung von Dimmung und Zeitplanung.
Zukünftig könnte man den Birnen mithilfe von Lernalgorithmen, die persönliche Vorlieben erfassen und abrufen, sogar „beibringen“, auf die Gegenwart einer Person oder eine Änderung des Lichtpegels zu reagieren.
Die Zukunft der Beleuchtung
Heutzutage können moderne Beleuchtungsnetzwerke und -steuerungen, darunter einstellbare Beleuchtung, die natürliche Farben und Rhythmen nachahmt, die Art und Weise, auf die Menschen arbeiten, leben, spielen und sogar schlafen, verändern. Das „Lumina Project“ ist darauf ausgerichtet, das gezielte Beleuchtungsdesign und die Beleuchtungstechnologie innerhalb der Beleuchtungsindustrie zu fördern. Das Projekt war ein Beitrag zum Jahr des Lichts 2015 der United Nations Educational Scientific and Cultural Organization (UNESCO). Sein Ziel besteht in der Vereinfachung der Diskussionen und Erkenntnisse, die die Beleuchtungsindustrie in ihrer Rolle bei der Transformation unserer Gebäude und Städte in intelligente, gesunde Hochleistungsökosysteme unterstützen.
Zahlreiche Studien zeigen, dass die angemessene Anwendung von Dimmung und Farbwechseln den Biorhythmus, die Stimmung, die Sehkraft und die Leistung verbessern sowie den Energieverbrauch senken kann. Zu den Beispielen der Human Centric Lighting Society gehört der Einsatz von SSL-Leuchten zur Stimmungsaufhellung.
Die Mensch-zentrierte Beleuchtung (Human Centric Lighting) bzw. die gesunde Beleuchtung soll das Wohlbefinden, die Stimmung und die Gesundheit einer Person fördern. Eine unangemessene Beleuchtung aus den falschen Winkeln oder in der falschen Farbe beeinträchtigt die natürliche Fähigkeit, produktiv und glücklich zu sein. Zu den häufigen Problemen in puncto Beleuchtung in Privathäusern, Büros und anderen Einrichtungen zählen eine unzureichende Beleuchtung, Blendlicht, ein falscher Kontrast und eine schlechte Lichtverteilung.
Eine zu starke Beleuchtung in der Nacht kann sich zudem auch negativ auf unser ganzes Ökosystem auswirken. Wie die International Dark-Sky Association berichtet, wurde eine starke nächtliche Beleuchtung in Verbindung mit einem erhöhtem Vorkommen von Bluthochdruck, Aufmerksamkeitsdefizitsyndrom, Fettleibigkeit und Diabetes gebracht. Zudem unterbricht sie erwiesenermaßen den Biorhythmus aller Lebewesen.
Im Gegensatz dazu wirkt sich die Mensch-zentrierte Beleuchtung, darunter Systeme, die Regeldynamiken und Farbtemperaturen nutzen, nachweislich positiv auf Menschen und auch auf Profite aus. Regeldynamiken ahmen den natürlichen Rhythmus von Nacht und Tag nach. Laut Philips können diese Systeme das Wohlbefinden stimulieren und Menschen helfen, sich wacher zu fühlen, indem sie die Farbtemperatur und die Intensität des Lichts während des Tages automatisch ändern. Dies wird langfristig zu einer Anpassung der Beleuchtungslösungen an die Bedürfnisse führen. Letztendlich werden diese adaptiven Beleuchtungssysteme und -technologien Gebäude zu dynamischen Ökosystemen mit mehr Geschäftsmöglichkeiten machen.