B-CON.net und KNX net/IP-Routing: Gewerkeübergreifende Lösung

In einem Einfamilienhaus mit 300m² Wohnfläche in Baden-Württemberg wurde mit der Visualisierungssoftware B-CON.net in Kombination mit mehreren Wago-KNXnet/IP-Controllern die gesamte Elektrotechnik (Beleuchtung, Jalousien, Wetterstation, RGB-LEDs, Verbrauch), die gesamte HLK-Technik (Wärmepumpe, Lüftung, Kühlung, Gartenbewässerung) sowie die Integration von Webcams und einem Multiroom-Audio System für acht Zonen realisiert. Vorgabe des Bauherrn war die Bedienbarkeit des ganzen Systems über tragbare Bediengeräte (1x iPhone, 2x iPad und 2x iPod touch) sowie über einen Full-HD-Multitouch-Monitor.
Geplant und realisiert wurde das Projekt von der ibeas GmbH mit Sitz in Stutensee. Das Unternehmen wurde mit dem Anspruch gegründet, neue und innovative Techniken in Zweckgebäuden und Privathäusern zu integrieren und herstellerneutral zu planen. Seit 2000 setzt die ibeas GmbH auf die Leittechnik-Software B-CON, nicht zuletzt, weil diese durch ihre Herstellerneutralität der Philosophie der Firma entspricht. Seit 2008 ist das Unternehmen qualifizierter B-CON-Systempartner. Der Anspruch des Bauherrn des Einfamilienhauses war es, alle Gewerke mit einer Hardware ohne Gewährleistungsschnittstellen zu realisieren. Dabei sollte das KNXnet/IP-Routing als zentrales Protokoll und Ethernet als Backbone verwendet werden. Eine zentrale Visualisierungsanbindung über Ethernet war ebenfalls gefordert. Bei der Visualisierung standen die hohe Flexibilität der Software sowie ein leistungsfähiger KNX-OPC-Server für NetIP-Routing im Vordergrund. Bei der grafischen Gestaltung der Visualisierungsseiten in Full-HD entschied sich der Bauherr für eine optisch ansprechende Grundrissvisualisierung. Da die Bedienung teilweise über Apple-Endgeräte erfolgen sollte, war die Einbindbarkeit der Apple-Welt ebenso wie die Einbindbarkeit von Fremdsoftware ein weiterer Anspruch an die Visualisierungssoftware.

KNX-Aktorik und MSR-Technik von Wago und Sensorik von Jung

Im Bereich der eigentlichen KNX-Aktorik und MSR-Technik verwendete ibeas ausschließlich Wago-KNXnet/IP-Controller 750-849 mit I/O-Modulen, die komplette Sensorik wurde mit Jung umgesetzt. Mit der Integration der Gartenbewässerung und der Multiroom-Anlage in das System ist es dem Bauherrn gelungen, auch bei seiner Frau die Akzeptanz für eine so komplexe Gebäudesteuerung in dem Einfamilienhaus zu schaffen. Über die Bedienseite des Gartens (auch angelegt als Grundrissvisualisierung) können nun unterschiedliche Bereiche des Gartens (Rasenfläche, Steingarten, Büsche Radweg usw.) manuell oder im Automatikmodus bewässert werden. Im Automatikmodus bewässert das System einer zuvor festgelegten Sequenz folgend die einzelnen Bewässerungsgruppen. Zudem wird der letzte Niederschlag in diesen Zyklen berücksichtigt. Über die klar strukturierte Startseite der Visualisierung hat der Bediener Zugriff auf alle Systemeinstellungen (An- und Abmelden, Zeitschaltuhr, Alarmhandler und die Historie), auf das komplette Entertainment-System, auf die einzelnen Geschosse des Gebäudes und der dazugehörigen Energieverbräuche sowie auf die Technik (HLK, Beschattung, Wetterzentrale und Gartenbewässerung). Auf den Visualisierungsseiten der einzelnen Geschosse ist jeweils die entsprechende Grundrissgrafik hinterlegt. Der aktuelle Zustand der Objekte (Beleuchtung, Jalousie) ist farblich gekennzeichnet und in einer Legende im linken Bereich der Bedienseite sind die möglichen Zustände der Objekte mit den dazugehörigen Farben erläutert. Den momentanen sowie den absoluten Energieverbrauch des gewählten Gebäudebereichs hat der Bauherr dabei immer im Blick. Über die Grundrissseiten kann jede Lampe separat ein- bzw. ausgeschaltet werden, über die Navigation im rechten Bereich der Bedienseite kann der Befehl auch zentral für das gesamte Geschoss ausgeführt werden. Änderungen an der Konfiguration der Beleuchtung und der Jalousiesteuerung kann der Bauherr direkt über diesen Navigationsbereich vornehmen.

Beschattung mit Raffinessen

Die Beschattung des Hauses verfügt über einige Raffinessen. Generell ist die Beschattung primär temperaturgesteuert. Das heißt, die Beschattung wird erst ab einem zuvor eingestellten Temperaturwert aktiv, um z.B. auch in der kälteren Jahreszeit ‚Sonne zu tanken‘. Für noch mehr Komfort kann der Bauherr selbst die Grenzwerte für die Helligkeit durch Sonneneinstrahlung sowie die Hysteresen/Verzögerungen für jede Fassadenseite des Gebäudes und die Grenzwerte für die Temperatur einstellen. In den dazugehörigen Trends werden im oberen Bereich die Helligkeitsverläufe dargestellt. Weitere Trends zeigen an, wann und wie oft die Beschattung im Laufe des Tages hoch- und runterfährt. Zusätzlich können die einzelnen Fassadenseiten auch einfach gesperrt werden um damit die automatische Beschattung zu deaktivieren.

Wärmerückgewinnung

Bei der Lüftungsanlage des Hauses wird ein System mit Wärmerückgewinnung eingesetzt. Erst mit dem Einsatz von B-CON.net als Visualisierung in Kombination mit Wago als I/O-System konnte ein energieeffizienter Betrieb der Wärmepumpe erreicht werden. Die ursprünglich vorhandene Steuerung der Wärmepumpe wurde bereits in der Bauphase komplett ‚demontiert‘ und durch Wago-I/O-Komponenten ersetzt. Zusätzlich wird die Zuluft vor dem Eintritt in das Gebäude über einen Erdwärmetauscher geführt. Dadurch wird die kalte/heiße Außenluft vortemperiert und der Energieverbrauch nochmals abgesenkt. Das ebenfalls mit B-CON realisierte Energiemanagementsystem macht alle Verbräuche des Einfamilienhauses transparent und zeigt zudem immer die aktuellen Kosten für die verbrauchte Leistung an. Die grafische Ausgabe der Werte erfolgt als Energietrendkurve für alle Verbraucher. Für die Umsetzung des Multiroom-Audio Systems in den acht Zonen des Hauses wurde neben einem NAS-System auch ein B-Base-19″-Rechner (als Server für B-CON.net) sowie ein B-Node als Schaltschrank-PC (zur Einbindung der Apple-Welt in das System) im Netzwerkschrank verbaut. Über eine Audiomatrix als intuitive Bedienseite kann der Bauherr für jede der acht Zonen die Quelle der zu spielenden Musik, z.B. mp3-Player, Radio oder Multiplayer, wählen und die Lautstärke regeln, und bei Bedarf die Zonen zentral ein- oder ausschalten. Die Bedienung über iPhone bzw. iPad kann sowohl als direkte KNX-Bedienung über Modbus-TCP als auch als Remote-Bedienung über B-CON.net erfolgen. Mit diesem Bedienkonzept konnte, dank des flächendeckenden WLAN und Strukturnetzes, eine Echtzeitbedienung des kompletten Systems in dem Einfamilienhaus realisiert werden.