Beschattung nach Sonnenstand: Effiziente Steuerung von Jalousien, Rollläden und Markisen
Schritt für Schritt.
Zur Steuerung von Jalousien, Rollläden oder Markisen werden verschiedene Systeme angeboten. Moderne Systeme mit umfangreichen Komfortfunktionen sollten bereits eine sonnengeführte Steuerung besitzen. Dabei erfolgt die sonnengeführte Steuerung bei einigen Systemen über eine Wetterstation. Die Nutzung einer Beschattung nach Sonnenstand, um die Kühllast eines Hauses zu senken und Energie zu sparen, ist allgemein bekannt.
Nachrüsten der sonnengeführten Beschattung
Wer bereits Jalousien, Rollläden oder Markisen mit Antrieben ausgestattet hat, kann eine sonnengeführte Beschattung relativ einfach nachrüsten. Dabei werden standortbezogene geostationäre Daten verwendet, die beispielsweise durch eine Astro-Uhr ausgegeben werden. In unserem Beispiel nutzen wir jedoch eine Logikgruppen-Vorlage, die den Sonnenstand anhand von Azimut (Himmelsrichtung) und Sonnenhöhe (Winkel über dem 0-Horizont) für den Standort berechnet.
Bestimmung der Winkelbereiche für die Beschattung
Zunächst müssen wir, basierend auf der geografischen Ausrichtung unserer Fenster zur Beschattung, die Winkelbereiche bestimmen, in denen die Jalousien, Rollläden oder Markisen fahren sollen. Die Sonnenhöhe bestimmt den Einfallswinkel, in dem beispielsweise ein Rollladen positioniert werden muss, um zu beschatten und dennoch Licht in den Raum zu lassen.
Für Fenster in Ostrichtung sollten die Winkelbereiche für das Azimut von 90 bis 155° liegen, für Südrichtung von 135 bis 220° und für Westrichtung von 210 bis 280°. Diese Werte dienen lediglich als Beispiele und können von verschiedenen Faktoren beeinflusst werden, wie der Lage des Hauses zum Horizont (z.B. im Tal, auf einer Erhebung oder in welchem Stockwerk es sich befindet) sowie der baulichen Umgebung (Hügel, Vegetation, andere Gebäude usw.). Aufgrund der Neigung der Erde zur Sonne und ihres Abstands ändert sich die Sichtbarkeit der Sonne, wodurch sich die Werte für die Beschattung verändern.
Schaltwerte für die Beschattung
Je nach gewünschter Funktionalität der Beschattung gibt es verschiedene Lösungsansätze.
Lösung 1: Festwert für Azimut
Eine einfache Lösung besteht darin, einem Azimut-Wert einen festen Schaltwert zuzuordnen, um die Beschattungsposition anzufahren. Dies setzt voraus, dass dieser fixe Wert korrekt übermittelt wird. Wenn der Wert nicht erfasst wird, erfolgt keine Beschattung.
Lösung 2: Azimut-Wertebereich
In unserem Beispiel verwenden wir eine sicherere Methode und nutzen einen Wertebereich für das Azimut zur Beschattung. Sobald ein gültiger Wert innerhalb des Bereichs erfasst wird, erfolgt die Freigabe zum Anfahren der Beschattungsposition. Beim Verlassen des Bereichs wird die Freigabe zurückgesetzt. Die Freigabe kann durch Impulse des Azimut-Wertes ausgelöst werden. Es sollte jedoch ausreichend sein, nur Änderungen der Freigaben auf den BUS zu senden. Dafür wurde ein Filter implementiert.
Damit wäre es nun möglich, mit den Freigaben die Beschattung nach den Himmelsrichtungen vorzunehmen. Für das Fahren auf eine Position, z.B. einer Jalousie, wird ein fester Wert, z.B. 60%, vorgegeben. Hierbei wird jedoch die Sonnenhöhe nicht berücksichtigt. So kann es sein, dass die Beschattung ausgeführt wird, obwohl die Sonne nicht einmal den Horizont überschritten hat.
Lösung 3: Kombination von Sonnenhöhe und Azimut-Wertebereich
Die Sonnenhöhe (Winkel der Sonne über dem Horizont) bestimmt, auf welcher Position Jalousien, Rollläden oder Markisen fahren sollten. Es wird auch ein Mindestwert festgelegt, um sicherzustellen, dass die Sonne den Horizont überschritten hat. Für die vertikale Beschattung (Jalousien oder Rollläden) gilt dieser Wert für alle Fenster gleichermaßen. Abhängig von der Himmelsrichtung wird die Freigabe für die entsprechende Front zur Beschattung gegeben. Es können ebenfalls Wertebereiche festgelegt werden, sodass die Beschattung auch bei Sonnenaufgang oder Sonnenuntergang nachgeführt werden kann.
Aktivierung der Beschattung
Abschließend wird in unserem Beispiel manuell festgelegt, wann die Beschattung überhaupt aktiv sein soll. Eine empfohlene Kombination hierfür ist Helligkeit und Temperatur, da die Sonne an kalten, sonnigen Tagen eine zusätzliche Wärmequelle darstellt. Auch die Funktionen der Wetterabfrage können zur Aktivierung der Beschattung genutzt werden.