Unsichtbar, dabei von größter Bedeutung ist die Technologie, die in einem Gebäude steckt. Die Funktionsweise von Kabeln, Schaltern und Bussystemen sowie Gebäudestandards sind ja schließlich auch das Gebiet von Elektrotechnikern oder Systemintegratoren. Mit fortschreitender Digitalisierung und dem Vormarsch des Smart Home und smarter Technik, verändert sich zunehmend auch die klassische Gebäudeautomation und -technik. Je mehr Interaktionspunkte zwischen Smart Building und den Nutzerinnen und Nutzern entstehen, umso vorteilhafter ist ein Grundverständnis der Systeme. Denn das erleichtert das Zusammenwirken von Gebäude und Mensch im Smart Building immer mehr.
Was gehört zur Gebäudeautomation?
Den Grundstein für das Smart Building der Zukunft legt die Gebäudeautomation (GA). Darunter werden automatische Steuerung, Regelung, Überwachung und Optimierung eines Gebäudes gefasst. Daneben spielt auch die Technische Gebäudeausrüstung (TGA) eine wichtige Rolle. Als TGA werden alle im Gebäude eingebauten oder fest verbundenen technischen Einrichtungen bezeichnet, die der Nutzung des Gebäudes dienen. Das sind beispielsweise Heizung, Belüftung und Klimatisierung, sanitäre Installationen, aber auch Stromversorgung, Informationstechnik und viele weitere.
Damit ein Smart Building funktioniert, sind intelligente Standardprotokolle notwendig. Sie dienen der Übertragung von Daten und damit der Vernetzung aller Komponenten.
Welche Gebäudestandards werden im Smart Building eingesetzt?
Das bekannteste Bussystem der Elektroinstallation im professionellen Gebäude ist sicherlich KNX, das oft mit einer digital adressierbaren Beleuchtungsschnittstelle DALI bzw. DALI-2, kombiniert wird. KNX und DALI widmen wir einen eigenen Blogbeitrag – „KNX und DALI: So einfach verbindet iHaus die Systemstandards“ – und gehen hier daher nur kurz darauf ein.
KNX und Dali
Das Kommunikationsprotokoll KNX hat sich während der letzten 20 Jahre im Bereich der Gebäudesystemtechnik bewährt und gilt als weltweiter Standard der intelligenten Vernetzung. KNX bietet Interoperabilität zu Geräten und Anlagen verschiedener Hersteller und unterstützt unterschiedlichste Übertragungsmedien wie Zweidrahtleitung (KNX TP), Ethernet (KNX IP) oder Funk (KNX RF). Damit ist dieses System besonders flexibel und benutzerfreundlich.
DALI sowie DALI-2 bedient den großen Teilbereich Beleuchtung im Gebäude. Das DALI-Protokoll kommt zur Anwendung, um einzelne Leuchten oder Leuchten im Verbund intelligent steuern zu können und bietet hohe Flexibilität. Meistens wird DALI in das übergeordnete Gebäudeleitsystem eines Smart Building über andere Bussysteme wie KNX, BACnet oder Modbus oder digitale Plattformen eingebunden.
Vier weitere Gebäudestandards im Smart Building
Neben diesen beiden gibt es noch weitere Kommunikationsprotokolle, die als Standard gelten und im Smart Building zum Einsatz kommen:
BACnet oder „Building Automation and Control Networks” bezeichnet ein Datenübertragungsprotokoll für Gebäudeautomation und -steuerung, das 1995 als amerikanischer Standard veröffentlicht wurde. Enwickelt wurde BACnet von ASHRAE, der „American Society of Heating, Refrigeration and Air Conditioning Engineers Inc.“.
Seit 2003 ist BACnet ISO-Norm 16484-5 und ermöglicht eine offene, interoperable Gebäudeautomation mit Komponenten verschiedener Gebäudesteuerungssysteme und Hersteller. Besonders in Großprojekten finden sich oft zahlreiche und unabhängige Protokolle der einzelnen Gewerke. BACnet verbindet sie untereinander und gewährleistet Datenaustausch in einem Gesamtsystem.
Das offene Modbus-Protokoll wurde 1979 von Gould-Modicon entwickelt. Seit 2007 ist die Version Modbus TCP Teil der Norm IEC 61158. Dabei ist ein Master-Gerät, z.B. ein PC mit Slave-Geräten, d.h. Steuer- oder Messsysteme, verbunden. Die Steuerung der verbundenen Geräte sowie die Übermittlung von Messdaten an den Master erfolgen über das Modbus-Protokoll. Es handelt sich um ein Kommunikationsprotokoll, das auf einer Master / Slave- beziehungsweise Client / Server-Architektur basiert und einfache, zuverlässige und schnelle Kommunikation zwischen Automatisierungs- und Feldgeräten ermöglicht. Es gibt eine Version für die serielle Schnittstelle und eine für Ethernet.
Das M-Bus-System (Meter-Bus) eignet sich für Verbrauchszähler aller Hersteller. Durch ein Kabel (Bus) werden alle Zähler mit einer Zentrale verbunden. Der M-Bus dient der Übertragung und dem Auslesen von Energieverbrauchsdaten von Wärme-, Wasser-, Elektro-, Gaszählern, aber auch von weiteren Sensoren und Aktoren. Wie das Modbus System basiert auch M-Bus auf einem Master/Slave-Verfahren.
EnOcean bietet batterielose Funktechnologie für Gebäude, z.B. Funkschaltern und Sensoren, mit denen man zum Beispiel Licht und Rollläden kabellos steuern kann. Das EnOcean-Funkprotokoll ist als ISO / IEC Standard international anerkannt Das erzeugte Funksignal verfügt über eine Reichweite von 300 m im freien Feld (30 m im Gebäude) und bietet eine hohe Interoperabilität mit Geräten verschiedener Anbieter. Über Gateways oder digitale Plattformen kann EnOcean mit weiteren Bussystemen im Gebäude, wie KNX oder BACnet kommunizieren.
Welche Rolle spielen digitale Plattformen wie iHaus im Smart Building?
Wie in nahezu allen Lebensbereichen ist die Digitalisierung auch im Bereich der Gebäudeautomation und technischen Gebäudeausrüstung wichtig und richtig. Bauen und Betreiben von Gebäuden muss effizienter und nachhaltiger werden. Auch der Komfort soll steigen und neue Dienstleistungen für Nutzerinnen und Nutzer entstehen. Dabei spielen bekannte und bewährte Gebäudestandards mit neuen, innovativen Systemen, wie digitalen Plattformen zusammen. So ermöglicht die IoT-Plattform iHaus die Vernetzung von Gebäudesystemen und -komponenten mit weiteren intelligenten Produkten und Systemen aus dem Internet of Things. Alle mit Sensorik und Aktorik gesammelten Daten eines Gebäudes werden verarbeitet und visualisiert. Daraus lassen sich Schlussfolgerungen für optimierte Energiebilanzen, niedrigere Betriebskosten und verbesserte Nutzung von Räumen ziehen. Es entstehen auch ganz neue Möglichkeiten der Gebäudeautomatisierung, wie die Verknüpfung Wetterdaten mit dem Beschattungssystem eines Gebäudes. Die Einbindung einer digitalen Plattform wie iHaus ermöglicht auch neue Konzepte im Bereich des Facility Management, wie vorausschauende Wartung, bedarfsgerechte Reinigung und viele weitere.
