Lernen am Lichtkanal

Wie Schulen von bestem Licht und intelligenter Steuerung profitieren

Die räumliche und technische Lernumgebung von Schülern gilt in der Fachwelt als sogenannter dritter Pädagoge. Besonders wertvoll: Ein tageslichtähnliches Human Centric Lighting. ESYLUX-Lichtsysteme lassen sich hierfür einfach konfigurieren.
Sie realisieren energieeffizientes Human Centric Lighting, lassen sich per Plug-and-play installieren und sind mit Werkseinstellungen sofort betriebsbereit. Doch Lichtsysteme mit ESYLUX Light Control ELC ermöglichen auch individuelle Konfigurationen, durch die sich Lichtverhältnisse und Energieeffizienz nochmals verbessern lassen. Zum Beispiel durch die Nutzung von Lichtkanälen im Schulunterricht.

Die optimale Beleuchtung für erfolgreiches Lernen im Klassenzimmer ist eine gesunde Mischung aus natürlichem Tageslicht und tageslichtähnlichem Kunstlicht

Bildungserfolge per Plug-and-play

Die Lesegeschwindigkeit von Schülern um mehr als 30 % steigern, ihre Fehlerquote um 45 % verringern, die motorische Unruhe am besten gleich um 76 %. Davon dürfte so manche Lehrkraft träumen. Nicht zuletzt an weiterführenden Schulen, wo die Lernerfolge immer wichtiger werden, je näher der Abschluss rückt. Doch auch wenn es noch an einer Lehrmethode fehlt, die so etwas bewirken könnte: Um reines Wunschdenken handelt es sich bei diesen Prozentzahlen nicht.

Ergebnis der Studie am Hamburger UKE: dynamisches Licht verbessert Lernbedingungen

Denn tatsächlich sind dies die Resultate eines Studienexperiments der Universitätsklinik Hamburg-Eppendorf (UKE). 166 Schüler im Alter von 8 bis 16 Jahren und 18 Lehrer nahmen an dem gut einjährigen Test teil. Ursache für die positiven Effekte war das richtige Licht. Genauer gesagt: dynamisches, tageslichtähnliches Licht. Besonders helles kaltweißes Licht erhöhte die Lesegeschwindigkeit der Schüler und verbesserte ihre Konzentrationsfähigkeit. Dunkleres warmweißes Licht senkte in anderen Momenten die motorische Unruhe.

Die Rede ist – natürlich – vom Human Centric Lighting (HCL), das sich durch Lichtsysteme mit ESYLUX Light Control und SymbiLogic Technologie inzwischen in sehr wirtschaftlicher Form ins Klassenzimmer bringen lässt. Zum einen wegen der einfachen Plug-and-play-Installation, zum anderen wegen der präsenz- und tageslichtabhängigen HCL-Lichtregelung. Ging es in der letzten ESYWORLD noch um das Skalieren und Vernetzen der Systeme im Büro, sollen diesmal nützliche Konfigurationen im Herzstück des Lehrbetriebs gezeigt werden: dem Klassenraum.

Konfiguration A: In diesem Beispiel dienen die Lichtkanäle der Opti­mierung von Lichtverhältnissen und Energieeffizienz durch einen Offset-Betrieb. Sobald Lichtkanal 1 bei genügend Tageslichteinfall unter eine Beleuchtungsstärke von 70 % sinkt, beginnt auch das Dimmen von Lichtkanal 2.

LICHTKANÄLE ALS BASIS FÜR INDIVIDUELLE KONFIGURATIONEN

Die Basis für individuelle Konfigurationen sind die Lichtkanäle der Systeme. Bei integrierter SymbiLogic stehen zwei davon zur Verfügung, bei Ausführungen ohne SymbiLogic sind es vier. Alle Leuchten eines Lichtkanals werden identisch gesteuert, also im Broadcast-Betrieb. Ein Beispiel dafür, wie sich die Kanäle in einem Klassenraum nutzen lassen, zeigt Konfiguration A. Die Verantwortlichen entschieden sich hier für eine einheitliche Lichtregelung im Raum. Zum Einsatz kamen zwei ELC-Präsenzmelder, bei denen der innenliegende die Lichtmessung übernimmt, und zwei über C0 verbundene ELC-Smartdriver.

Um trotz der insgesamt einheitlichen Regelung Lichtverhältnisse und Energieeffizienz weiter zu optimieren, wurden fensternahe und fenster ferne Leuchten unterschiedlichen Lichtkanälen zugewiesen. Die Leuchten am Fenster sind Lichtkanal 1 zugeordnet und werden ganz normal nach dem eingestellten Sollwert geregelt. Lichtkanal 2 dagegen arbeitet mit einem Offset von 30 % zu Lichtkanal 1. Die innenliegenden Leuchten werden also erst dann gedimmt, wenn die Beleuchtungsstärke der Leuchten am Fenster bereits auf 70 % gesunken ist.

Mit Werkseinstellungen sind die RJ45-Ausgänge für die Hauptbeleuchtung den zur Verfügung stehenden Licht­kanälen bereits in einer Standardanordnung zugewiesen. Die erlaubt ein Zuweisen der Leuchten zu einem bestimmten Lichtkanal oft einfach per Plug-and-play. Mit der ESY-App lässt sich das Mapping aber auch jederzeit verändern.

Plug-and-play oder einfaches Re-Mapping per ESY-App

Effizient war auch die Zuordnung der Leuchten zu den beiden Licht­kanälen: Sie erfolgte einfach per Plug-and-play. Denn ab Werk sind die Lichtkanäle den RJ45-Ausgängen für die Hauptbeleuchtung schon in einer Standard-Anordnung zugewiesen. Oft gelingt deshalb die Kanal-Zuweisung schon allein über die Steckverbindung. Nur der gewünschte Offset-Wert musste bei diesem Beispiel in der ESY-App individuell eingestellt werden.

Wo die Kanalzuordnung von der Werkseinstellung abweichen soll, ermög­licht die ESY-App zudem ein ebenso einfaches wie flexibles Re-Mapping. Die passende Konfigurationsoberfläche hierfür zeigt die Abbildung links. Sind im Schulgebäude mehrere gleichartige Klassenzimmer mit denselben Anforderungen vorhanden, muss eine solche Konfiguration in der App übrigens nur einmal vorgenommen werden: Sie lässt sich für die anderen Räume einfach klonen. Außerdem kann die Parametrierung auch bequem im eigenen Büro erledigt und erst später auf der Baustelle per ESY-Pen an das installierte Lichtsystem übertragen werden.

ESY-Pen und ESY-App ermöglichen die einfache Parametrierung, Fernsteuerung sowie das mobile Verwalten und Dokumentieren von Projekten bei allen fernbedienbaren Produkten und Lösungen von ESYLUX!

Verbindung per ELC-Bus für Gruppen mit individueller Lichtregelung

Doch zurück zum Klassenraum. Wer die letzte Ausgabe der ESYWORLD gelesen hat, weiß, dass es eine noch bessere Alternative zum eben dargestellten Beispiel gibt. Werden nämlich die beiden Steuereinheiten über den ELC-Bus miteinander verbunden anstatt über C0, lässt sich in beiden Raumzonen eine ganz individuelle Lichtregelung realisieren. Dann braucht es keinen Offset mehr: Die beiden so entstehenden Lichtgruppen sorgen jede für sich automatisch für optimale Lichtverhältnisse.

Wie das in der Umsetzung aussieht, zeigt Konfiguration B. Jede Steuer­einheit bildet nun mit den an sie angeschlossenen Leuchten und einem Präsenz­melder eine eigene Lichtgruppe. Jeder Präsenzmelder misst in seiner Zone das Licht für die individuelle Regelung der jeweiligen Gruppe. Ein weiterer Vorteil dieser Aufteilung: Die Lichtkanäle, die zuvor noch für eine bessere Tageslichtnutzung per Offset genutzt wurden, stehen nun für andere Konfigurationsmöglichkeiten zur Verfügung!

Konfiguration B: Lichtkanäle lassen sich auch für das manuelle Übersteuern per Szene nutzen. Im Beispiel sind die Leuchten von Lichtkanal 1 im vorderen Raumteil während einer Beamer-Präsentation ganz ausgeschaltet, die Leuchten von Lichtkanal 2 auf 30 % Beleuchtungsstärke gedimmt.

Anwendungsorientierte Szenen für individuelle Beleuchtung

Lichtkanäle bilden nämlich auch den Ausgangspunkt für die Gestaltung individueller Szenen, die in einer Anwendung das bedarfsgerechte Übersteuern der Automation ermöglichen. In einem Klassenzimmer wäre es zum Beispiel für eine Beamer-Präsentation nützlich, die Beleuchtung im vorderen Raumbereich anders übersteuern zu können als im hinteren Bereich. Mit ein und derselben Szene ließe sich das Licht dann im vorderen Raumbereich, wo die Leinwand hängt, ganz ausschalten, im hinteren Raumbereich um einen bestimmten Prozentwert herunterdimmen.

Um genau dies zu realisieren, wurden in Konfiguration B die Leuchten im vorderen Raumbereich per Plug-and-play Lichtkanal 1 zugewiesen, die Leuchten im hinteren Bereich Lichtkanal 2. So lassen sie sich, obwohl sie unterschiedlichen ELC-Bus-Gruppen angehören, gemeinsam übersteuern. Anschließend musste im Szeneneditor der ESY-App nur noch die entsprechende Szene mit den unterschiedlichen Parametern angelegt werden.

Die hier vorgestellten Konfigurationen zeigen, dass das Plug-and-play und eine individuelle Konfiguration bei den ELC-Lichtsystemen oftmals Hand in Hand gehen. In anderen Anwendungen sind noch weitere Gestaltungen denkbar. Per Szene können alternativ zum vollautomatischen SymbiLogic-Verlauf übrigens auch Lichtfarbe und Beleuchtungsstärke im Klassenraum gezielt verändert werden. Und auch die Tafelbeleuchtung lässt sich per DALI-Aktor in das System integrieren und per Szene schalten. Wird das Ausschalten vergessen – Sie ahnen es – tut es das Lichtsystem natürlich automatisch.

Das Steigern von Aufmerksamkeit und Konzentration sowie das Senken der motorischen Unruhe sind übrigens nur einige der positiven Effekte, die sich durch die Veränderungen von Lichtfarbe und Helligkeit der Beleuchtung erreichen lassen. Ein tageslichtähnliches Licht im Innenbereich erhöht auch die Motivation und fördert einen gesunden Schlaf! Weitere, detaillierte Informationen zu den Funktionen der ELC-Lichtsysteme finden Sie im Media Center der ESYLUX-Website oder unter: www.esylux.ch/esylux-light-control.