Batterielose IoT-Sensoren in der Gebäudeautomation
Issue 02-2016:
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Das Internet of Things ist im Baubereich mehr als nur ein Schlagwort. Mit cleveren Produkten von EnOcean können Besitzer von Zweckbauten ihre Investitionen schützen und ihren Mietern zugleich eine bislang ungeahnte Flexibilität bei der Raumaufteilung bieten.
Flexibilität ist das größte Potenzial, das Investoren für ihre Zweckbauten nutzen können. Vorbei sind die Zeiten, in denen ein fertiges Gebäude lediglich einem Kunden und einem Zweck diente. Gerade in schnelllebigen Großstädten muss es möglich sein, solche Immobilien innerhalb kürzester Zeit und mit minimalem Aufwand umzugestalten.
Dieser Ansatz ist nicht neu. Allerdings gibt es in der Realität immer wieder Probleme, vor allem bei der Verkabelung: Deckenleuchten und Fußbodentanks für Strom, Netzwerk oder Licht ermöglichen es Investoren und Planern zwar, die Wände größtenteils dynamisch zu verändern. Sobald aber klassische Raumthermostate, Klingeln, Schalter oder Sensoren dazukommen, machen die zu verlegenden Leitungen schnell einen Strich durch die Planung.
Hier setzen die hocheffizienten Systeme von EnOcean an. Diese verwenden für die Kommunikation moderne Funkprotokolle und, noch wichtiger, produzieren den notwendigen Strom selbst – sie sind also nicht auf Batterien angewiesen. Das ermöglicht Investoren eine zuvor ungekannte Flexibilität bei der Ausstattung neuer Zweckbauten. Flächen, deren Bestimmung oder Nutzung noch nicht bekannt sind, können mit ein oder zwei Raumthermostaten, ein paar Sendern sowie Schaltern für Licht und Beschattung in Betrieb genommen werden, ganz ohne neue Leitungen verlegen zu müssen. Ein Mieter kann diese Systeme fast beliebig erweitern und in die Gebäudeleittechnik integrieren.
Smarte Szenarien, clevere Datenanalysen
Das ist nicht nur praktisch, sondern erlaubt ganz neue, smarte Szenarien: Nicht nur lassen sich Lichtschalter beispielsweise direkt an den Arbeitsplätzen oder ein Master-Schalter direkt am Eingang anbringen, die kostengünstigen Sensoren erlauben auch eine genaue Überwachung des Raumklimas. Sämtliche Endpunkte können ihre Daten an ein zentrales System übermitteln, das diese auswertet und gemäß den Vorgaben Entscheidungen trifft. Dabei ist das System nicht auf das Thema Temperatur beschränkt: Mit den richtigen Sensoren lassen sich etwa auch Verbrauchswerte, Luftqualität oder Nutzungsfrequenz minutengenau erfassen und können dem Betreiber oder Mieter zur Verfügung gestellt werden.
Das Interessante daran: Die Daten selbst sind nicht zweckgebunden. Mieter oder Betreiber können sie ebenso für ihre Analysen nutzen wie die Investoren, um damit den Wert der Immobilie über einen längeren Zeitraum hinweg zu verfolgen. Es ist sogar möglich, diese nachträglich erneut auszuwerten, etwa wenn Themenbereiche wie das Internet of Things neue Geschäftsmodelle möglich machen.
EnOcean und die EnOcean Alliance: Partner für Bauherren und Investoren
Hinzu kommt, dass EnOcean-basierte Produkte über Gateways gängige Standards und Produkte im Bereich der Hausautomatisierung unterstützen, darunter zum Beispiel KNX, BACnet, LON, M-Bus oder Modbus. Die fertigen Produkte – vom Sensor über Controller bis zum Schalter – werden von den Mitgliedern der EnOcean Alliance gefertigt. Dieser Zusammenschluss kümmert sich um die Interoperabilität der EnOcean-basierten Geräte.
Bekannte Namen wie ABB, Siemens, Thermokon, Eltako oder Jäger Direkt arbeiten mit EnOcean an den fertigen Produkten. Das hat den großen Vorteil, dass man als Investor nicht nur beim Aufbau des Zweckbaus flexibel bleibt, sondern auch bei der Wahl der Endgeräte. Das Design eines Herstellers passt nicht mehr oder das Produkt ist nicht mehr lieferbar? Kein Problem, das EnOcean-Ökosystem mit mehr als 150 Produktherstellern bietet immer eine passende Alternative, die mit bereits bestehenden Systemen kompatibel ist.
Für Bauherren besonders charmant ist, dass die bestehenden Systeme jederzeit umgebaut oder nachgerüstet werden können. Zieht beispielsweise ein neuer Mieter ein und werden dabei die Trennwände neu aufgebaut, bleibt der Arbeitsaufwand trotzdem gering. Die batterielosen Funkgeräte können einfach verlegt, umplatziert oder hinzugenommen und problemlos in das zentrale Gebäudemanagementsystem eingebunden werden. Das hat auch Vorteile bei einem Umzug – etwa lassen sich Möbel planen, ohne dass dabei Rücksicht auf lästige Schalter genommen werden muss.
Reale Erfahrungen statt großer Versprechungen
Weltweit setzen inzwischen mehr als 400.000 Gebäudeverwalter auf Produkte mit EnOcean-Technik. Ein aktuelles Beispiel ist „Bau 1“ in Basel (Schweiz). Hier handelt es sich um ein 41-stöckiges Gebäude, das dank Sauter- und EnOcean-Produkten mit höchster Energieeffizienz arbeitet und maximale Flexibilität bietet.
Der „Bau 1“ in Basel setzt als Green Building neue Maßstäbe bezüglich Energieeffizienz und maximaler Flexibiltät.
Nicht nur die Gebäudeflächen sind hier modular aufgebaut, sondern auch das Gebäudemanagementsystem. Werden etwa Einzelbüros zu einem großraum umfunktioniert, lässt sich das im Verwaltungssystem mit wenigen Mausklicks anpassen. Die Geräte zur Raumbedienung, eine Sauter ecoUnit mit EnOcean-Technik, arbeiten kabel- und batterielos. Die notwendige Energie wird direkt am Schalter über hocheffiziente Solarmodule erzeugt, die selbst bei vollkommener Dunkelheit bis zu fünf Tage arbeiten.
Hier zeigt sich die Flexibilität: Wird ein Büro umgebaut, reicht es aus, die Schaltereinheiten ab- und am neuen Einsatzort wieder anzubauen. Sobald die einzelnen Produkte im zentralen Gebäudemanagement an ihrem neuen Ort verlegt und mit den passenden Steuersystemen (etwa für Beschattung oder Temperaturregelung) gekoppelt wurden, sind sie einsatzbereit. Das ist eine deutliche Zeitersparnis gegenüber Systemen, die auf separate Leitungen für Strom und Datentransfer angewiesen sind.
Ein anderes konkretes Beispiel ist die ADAC-Zentrale in München. Mehr als ein Drittel der 6.800 ADAC-Mitarbeiter arbeiten in dem neuen Gebäude, an dessen Energieeffizienz besondere Anforderungen gestellt wurden – gerade bei der Beleuchtung. Allgemeinbereiche werden mit sogenannten Downlights bestrahlt, die sich an Umgebungsbedingungen wie etwa Tageszeit und die Sonneneinstrahlung anpassen. Für die Arbeitsplätze gibt es zusätzliche LED-Stehleuchten, um eine optimale Ausleuchtung zu garantieren. Damit sich einzelne Bereiche schnell verändern lassen, wurde die Elektroinstallation standardisiert und auf maximale Flexibilität ausgerichtet. Möglich macht das der Alliance-Partner WAGO. „Die Schalter für Licht und Beschattung haben wir fast überall mit dem Funkstandard EnOcean ausgestattet“, erklärt Markus Lamers, beim ADAC für den Bereich Haustechnik und Gebäudeautomation verantwortlich. „Wir wollten kein proprietäres, sondern ein offenes System nutzen“. Das hat das Unternehmen erreicht, über 40.000 Datenpunkte liefern die Informationen an die Gebäudeleittechnik, über 900 Controller von WAGO sind im Einsatz. Lamers lobt die Flexibilität: „Der große Vorteil ist (…), dass für jede Aufgabe eine passende Schnittstellenkarte vorhanden ist.“
Die energieeffiziente Beleuchtung der ADAC-Zentrale in München passt sich dank der EnOcean-Technologie optimal an die Anforderungen am Arbeitsplatz an.
Zeitersparnis, Flexibilität, Zukunftssicherheit
Untersuchungen haben ergeben, dass bereits die Entkopplung der Innenwände und der elektrischen Systeme bei einem Umbau für eine signifikante Zeitersparnis sorgt. Diese Zeitersparnis führt zu mehr Einnahmen oder weniger Einschränkungen. Mit EnOcean lässt sich dieser Faktor noch weiter ausbauen: Thermostate, Sensoren und andere Endpunkte sind flexibel ab- und ummontierbar, größere Systeme lassen sich in den Decken verstauen und immer wieder verwenden. Die eigentliche Intelligenz steckt in der Gebäudeleittechnik und muss nach dem Einbau höchstens für Wartung oder ein Upgrade ausgebaut werden. Wenn Mieter den Grundriss verändern, ist das mit minimalem Aufwand im System nachvollziehbar und die Gebäudesysteme lassen sich entsprechend anpassen.
Die EnOcean-Produkte zeigen eindrucksvoll, wie sich das gern zitierte Schlagwort des „Internet of Things“ ganz konkret umsetzen lässt. Bauherren von Zweckbauten können damit ihren Mietern eine Flexibilität bieten, die vor einigen Jahren noch undenkbar gewesen wäre – und die eigenen Investitionen auf Jahre und Jahrzehnte schützen.
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