System oświetlenia światłem dziennym i sztucznym w Bibliotece Narodowej w Berlinie

Rys. 1. Fasada okienna nowej centralnej czytelni Biblioteki Narodowej w Berlinie

Biblioteka Narodowa w Berlinie jest częścią największej na świecie biblioteki powszechnej gromadzącej zbiory w języku niemieckim. Liczący 13 pięter budynek, mający 107 m szerokości i 170 m długości, uległ poważnemu uszkodzeniu w czasie II wojny światowej. Zniszczenia wojenne usunięto jedynie częściowo, a w 1975 roku zburzono pomieszczenia centralnej czytelni.

W ten sposób biblioteka została pozbawiona swojej najważniejszej części - zarówno pod względem funkcjonalnym, jak i architektonicznym. W ramach aktualnie prowadzonych prac renowacyjnych trwa budowa czytelni, która będzie pełnić rolę nowego centrum biblioteki. Zgodnie z zamierzeniami architektonicznymi sześcienna konstrukcja, której ściany boczne i dach są wykonane ze szkła hartowanego, została zbudowana na szkielecie "drewnianej katedry".

Nowa konstrukcja mieści, oprócz zbiorów, czytelnię z 90 stanowiskami, 140 stanowisk naukowo-badawczych oraz 19 tzw. separatek (zamkniętych stanowisk badawczych, które można wynająć na pewien czas) oraz stanowisko dla niewidomych.

WYSOKIE WYMAGANIA STOJĄCE PRZED SYSTEMEM STEROWANIA OŚWIETLENIEM

Rys. 2. Szklana fasada Biblioteki Narodowej, w pobliżu Katedry Berlińskiej

Oświetlenie czytelni powinno być - w miarę możliwości - uzyskiwane dzięki światłu dziennemu oraz powinno utrzymywać się na stałym określonym poziomie 500 lx ±100 lx. Zmiany światła dziennego powinny być wyraźnie wykrywane, ponieważ bezpośredni kontakt ze światem zewnętrznym sprzyja dobremu samopoczuciu czytelnika, zwiększając jednocześnie jego zdolność koncentracji.

Zaoferowanie użytkownikom takiego komfortu stawia znacznie większe wymagania systemowi sterowania oświetleniem niż w przypadku sterowania wyłącznie sztucznym światłem. Podstawą adaptacyjnego systemu sterowania oświetleniem jest macierz z danymi o natężeniu światła stworzona przez Instytut Techniki Oświetlenia Dziennego w Stuttgarcie.

Dane do macierzy obliczono wykorzystując symulację padania światła ze wszystkich kierunków, z uwzględnieniem geometrii i położenia budynku. Macierz ma postać tabeli w programie Excel i zawiera dane ze wszystkich 52 tygodni w roku - po sześć wartości dla każdego dnia i dla każdej elewacji.

Dwie stacje pomiarowe, z których każda ma pięć głowic pomiarowych na dachu i cztery czujniki w czytelni (wartość średnia), zostały wykorzystane do pomiaru aktualnie panującego natężenia światła - dzielącego się na światło sztuczne i dzienne. Dzięki uzyskiwanym danym i odpowiedniemu sterowaniu kątem padania światła dziennego (poprzez sterowanie roletami przeciwsłonecznymi), oświetlenie w czytelni utrzymywane jest niemal na stałym poziomie.

Wszelkie niezbędne korekty wykonywane są dzięki zabiegom wpływającym na ilość padającego światła, a w razie potrzeby również dzięki dodatkowemu sztucznemu oświetleniu.

STEROWNIKI KOMPATYBILNE Z OPROGRAMOWANIEM MICROSOFT

Rys. 3. Duża fasada okienna umożliwia optymalne wykorzystanie światła dziennego

Główną rolę w adaptacyjnym systemie oświetlenia biblioteki pełnią dwa sterowniki programowalne Saia PCD3.M5340. Urządzenia regulują natężenie światła za pomocą rolet przeciwsłonecznych lub przez włączenie sztucznego oświetlenia, zapewniając w ten sposób stały, wymagany poziom oświetlenia. Sterowniki funkcjonują w oparciu o macierz zawierającą dane o nasłonecznieniu dla każdej elewacji i dla całego roku.

Dane te, w postaci arkusza kalkulacyjnego Excel, znajdują się w pamięci Flash sterownika. Saia już od wielu lat wykorzystuje w swoich urządzeniach główne standardy IT i protokoły telekomunikacyjne oraz wspiera technologię Microsoft .NET, co znacznie ułatwia integrację z sieciami LAN/WAN czy urządzeniami obiektowymi i wykonawczymi opartymi o system Windows.

ZARZĄDZANIE OŚMIOMA TYSIĄCAMI PUNKTÓW

Rys. 4. Rolety przeciwsłoneczne zapewniające cień

Czytelnia w kształcie szklanego sześcianu osadzona jest w zabytkowej, kamiennej konstrukcji Biblioteki Narodowej. Fasada i dach czytelni składają się z 800 szklanych elementów, z których każdy wyposażony jest we własną, sterowaną silnikiem zasłonę przeciwsłoneczną. Aktory KNX/EIB w postaci silników podłączono do sterowników Saia.

Transmisja danych z aktorów KNX/EIB w sieci szkieletowej odbywa się z wykorzystaniem protokołu TCP/IP. Ponadto dostępnych jest około 150 przycisków umożliwiających ręczne, grupowe sterowanie poziomem oświetlenia. Do sterowania, pozycjonowania i monitorowania stanu rolet przeciwsłonecznych wykorzystano łącznie około 8 tys. punktów.

Większość światła wpada przez dach. Zaciemnienie w tym miejscu jest zatem nieustannie regulowane, tak aby uzyskać precyzyjne ustawienie rolet przeciwsłonecznych. Dostęp do sterowników dzięki wbudowanemu webserwerowi możliwy jest z wykorzystaniem zwykłej przeglądarki internetowej.

Zastosowanie standardowych przeglądarek internetowych wyeliminowało dodatkowe koszty instalacji i licencji. Istniejącą infrastrukturę (Internet/ Intranet) można wykorzystać w połączeniu ze standardowymi sieciami i protokołami (TCP/IP, STTP) do zdalnego serwisowania i sterowania, co stanowi nieocenioną zaletę przy obsłudze systemu.

Sabur
www.sabur.com.pl