Beschattung ist ein komplexes Thema, insbesondere dann, wenn Jalousien angesteuert werden.
Für den Gira Homeserver wurde eine Gruppe von Logikbausteinen entwickelt, die eine sonnenstandsabhängige Beschattung für Außenraffstores ermöglichen. Ziel des Bausteines ist der Sonnenschutz, also Sonneneinstrahlung in den Raum zu verhindern, dabei gleichzeitig maximale Helligkeit im Raum zuzulassen.
Dies wird durch Nachführung des Lamellenwinkels zum Sonnenstand erreicht. Steht nämlich die Lamelle senkrecht zur Sonne, trifft kein dirkter Sonnenstrahl in den Raum.
Die Lösung gliedert sich in drei Bausteine:
Die Sonnenstandsberechnung
Dieser Baustein berechnet zyklisch den Sonnenstand, also die Sonnenhöhe und den Azimuthwinkel. Der Baustein dürfte selbsterklärend sein, er berechnet zu den Ortskoordinaten den aktuellen Azimuth und Höhenwinkel der Sonne. Zusätzlich enthält er einen Auslöser, der bei Dämmerung aktiviert wird. Üblicher Wert hier ist 6,5°, die „Bürgerliche Dämmerung“.
Die Beschattungsauswertung und die Lamellensteuerung
Der erste dieser beiden Bausteine trifft die Auswertung, wann Beschattung notwendig ist. Dazu muss die Sonne scheinen (Eingang Sonnig/Warm, z.B. von Wetterstation), die Sonne überhaupt auf das Fenster scheinen und die Beschattung generell freigegeben sein.
Dieser Baustein vergleicht den aktuellen Sonnenstand mit einem durch vier Werte definierten Fenster: H1 und H2 markieren die untere und oberere horizontale Linie, Az1 und Az2 die zugehörigen Azimuthwerte. Der Ausgang „im Fenster“ ist aktiv, wenn die Sonnenhöhe zwischen H1 und H2 sowie der Azimuth zwischen Az1 und Az2 ist. Ist jetzt die globale Freigabe auf 1 und der Auslöser (bei mir eine Kombination aus Sonnig & Warm) auf 1, erscheint am Ausgang Beschattung eine 1.
Der Ausgang BZyklus erhält ebenfalls eine 1. Anders als beim Ausgang Beschattung wird BZyklus erst zurückgesetzt, wenn Azimuth > Az2. Der Ausgang „Höhe“ entspricht dem Eingang „Höhe“. Der Wert wird nur durchgereicht, damit er am Logikbaustein „Lamelle“ direkt zur Verfügung steht. Im GLE wird es dadurch übersichtlicher.
Wird erstmalig festgestellt, dass beschattet werden muss, wird der Behang auf die parametrierte Position gefahren, in der Regel komplett ab. In dieser Position bleibt der Behang, bis die Sonne nicht mehr auf das Fenster scheinen kann. Dadurch wird erreicht, dass Jalousiefahrten minimiert werden. Während der Beschattungsphase werden nur noch die Lamellen verstellt.
Der Lamellennachführungsbaustein selbst berechnet aus dem Sonnenwinkel den notwendigen Lamellenwinkel und gibt diesen zyklisch an den Jalousieaktor aus. Die Berechnung selbst ist einfach, der Winkel zwischen Sonne und Lamelle muss 90° betragen, dies ist dann in die von den Jalousieaktoren üblicherweise erwarteten Prozentwerte umzurechnen.
Um zu verhindern, dass eine manuell geschlossene Lamelle von der Nachführungsautomatik aufgefahren wird, wird der aktuelle Lamellenwinkel dem Baustein zugeführt.
Im Baustein wird mit den Daten der ersten beiden die Ansteuerung der Lamelle und der Behanghöhe vorgenommen. Bei Beschattung = 1 wird aus dem Sonnenstand der Lamellenwinkel (senkrecht zur Sonne) berechnet und dann in den Prozentwert für den Aktor umgesetzt. Mit dem Offset kann der Prozentwert optimiert werden. Der Wert an diesem Eingang wird zum berechneten Prozentwert addiert. Es sind auch negative Werte möglich. Bei Beschattung = 0 wird der vorgegebene Wert eingestellt.
Die Behanghöhe wird bei BZyklus = 1 auf den Vorgabewert gefahren und bei Zyklus = 0 komplett nach oben.
Zur Installation muss der Baustein lediglich in das Unterverzeichnis „logic“ des HS-Experte kopiert werden. Er ist danach im Ordner „smh@213“ zu finden.
Die Baustein selbst befinden sich im Servicebereich des knx-user-forum.de
Eine interessante Seite zur Berechnung des Sonnenstandes für den eigenen Ort und ggf. zur Überprüfung der berechneten Werte findet man unter http://cgi.stadtklima-stuttgart.de/mirror/sonne.exe
© Matthias Schmidt
