Systém KNX – energetická úspora budov Kde všude je vhodné KNX využít KNX splňuje požadavky, respektive umožňuje splnit nejpřísnější požadavky na energetickou spotřebu budov. Provedení systémové inteligentní elektroinstalace v mezinárodním standardu KNX vyhoví nejvyšším požadavkům pro energetickou náročnost budov třídy A. Přínosy pro klienta
úspora energií návratnost investice inteligentní a komfortní řešení instalace bez stavebních úprav intuitivní ovládání
Zajímavosti o KNX Brémská univerzita aplikované vědy provedla zajímavý pokus. V jedné přednáškové místnosti použila inteligentní elektroinstalaci KNX a druhou, identickou ponechala se standardní elektroinstalací. Po čtyři roky měřili spotřebu obou místností a došli k překvapivému výsledku – při použití KNX inteligentní elektroinstalace dosáhli až 50% úspor energií. Proč mít inteligentní dům Zmíněná studie Brémské univerzity potvrzuje, že systém KNX má ohromný potenciál k redukování spotřeby energie tím, že kombinuje řízení různých individuálních systémů, jako je například řízení žaluzií, osvětlení, vzduchotechniky, chlazení a vytápění. Jednoznačně se potvrzuje, že inteligentní elektroinstalace, založená na moderní sběrnicové komunikaci je vysoce efektivní. Využití Systémová inteligentní elektroinstalace KNX zvyšuje užitnost a komfort standardní elektroinstalace, podstatně rozšiřuje její možnosti a umožňuje provázání s ostatními systémy v objektu, ať už se jedná o slaboproudé systémy, systémy měření a regulace a v nadřazené úrovni je systémová inteligentní elektroinstalace KNX integrovatelná do celkového systému správy budovy (Building Management System.) Datová komunikace uvnitř KNX probíhá adresně na vlastním protokolu, směrem do ostatních systémů na protokolu TCP/IP. KNX podporuje přenos dat po IP/Ethernetu, metalickém krouceném páru, optickém vláknu, radiofrekvenční přenos a využití silnoproudých vedení. KNX je celosvětovým standardem pro řízení funkcí v domech a budovách podle EN 50 090 a ISO/IEC 14 543. Svými vlastnostmi a možnostmi splňuje kritéria, požadovaná pro budovy v energetické třídě A, B a C. To jenom na úvod a teď k těm oblastem využití.
Klimatizace, Topení, Chlazení Přítomnostní čidlo hlídá pobyt člověka v místnosti a pokud jeho přítomnost indikuje, v místnosti se topí, nebo chladí na uživatelskou komfortní teplotu. Pokud čidlo indikuje nepřítomnost, sníží, respektive zvýší teplotu v místnosti na tzv. standby hodnotu. V době například zastřežení objektu,
to znamená v době, kdy v místnosti evidentně nikdo není a nebude, sníží se teplota na temperování. Samozřejmostí je protizámrzová ochrana potrubí. Hlídání přítomnosti člověka v místnosti patří k nejefektivnějším způsobům regulace vytápění nebo chlazení, protože změnu o 1°C lze vyjádřit přibližně 3% nákladů na spotřebovanou energii. Při spodní hranici temperování 18°C a horní hranici komfortní teploty 25°C se jedná o nemalé náklady. Pro vzduchotechniku se používají čidla kvality vzduchu, aktivující provětrání místností
Osvětlení Osvětlení lze zapínat a vypínat, to zase tak mimořádné není. Osvětlení lze také stmívat, a to jak výkonově přes stmívače, tak analogově přes předřadníky 0-10V, digitálně DSI a digitálně DALI s plným využitím všech funkcí DALI, včetně řazení svítidel do různých scén s různým nastavením intenzity osvětlení jednotlivých svítidel v té které scéně. Všechny způsoby lze samozřejmě realizovat i samostatně, ale jen v KNX lze plně využít všech způsobů ovládání s vazbou na ostatní ovládaná zařízení jako jsou žaluzie, promítací plátna, vytápění a klimatizace. Nejčastějším ovládacím prvkem bývá přítomnostní čidlo, které indikuje přítomnost člověka v místnosti a podle toho ovládá osvětlení a vytápění, dále indikuje intenzitu osvětlení v místnosti a podle přírůstku denního osvětlení stmívá umělé osvětlení od 0% do 100%. Scény se obvykle ovládají multifunkčním tlačítkem s integrovaným termostatem.
Světelné scény Pojem světelná scéna ve své podstatě vychází z divadelního osvětlení, neboť každý výjev, obraz, čili scéna vyžaduje různé osvětlení. Scény se střídají, střídá se i způsob a charakter osvětlení na jevišti. V širším slova smyslu se scéna mění nejenom použitím různých způsobů osvětlení, ale i použitím dalších zařízení. Typickou scénou v prostředí KNX je ovládání pro domácí kino nebo konferenční místnost, kdy na jeden požadavek (například stisk tlačítka A) reaguje osvětlení, které se ztlumí, případně vypne, zatáhnou se žaluzie a spustí se promítací plátno. Na další požadavek (například stisk tlačítka B) se vytáhne plátno i žaluzie a osvětlení se rozsvítí jen na předem zvolenou intenzitu nebo na intenzitu korigovanou podle příspěvku denního světla v místnosti. Obecně lze scénu charakterizovat tak, že na každý požadavek, realizovaný libovolným senzorem, mohou reagovat stejná nebo různá zařízení v různém nastavení.
Energetický management Energetický management není nic jiného než elegantně pojmenované hlídání spotřeby elektrické energie. Principielně se jedná o vytvoření závislosti, kdy se při maximální nastavené spotřebě odepínají méně důležitá zařízení, jako je například vytápění nájezdových ramp a podobně. Pokud je nutné dodržet nasmlouvané limity spotřeby, používají se k vytvoření těchto závislostí systémové hlídače čtvrthodinového maxima.
V rozsáhlých aplikacích se používá snímání poruch, čili stav jističů v rozváděčích. Využitelnost je jednak pro rychlý zásah pro odstranění poruchy a jednak se využívá pro aktivování nouzového osvětlení. Centrální povely jsou specifikem KNX elektroinstalace. Umožňují aktivaci nebo deaktivaci části nebo celé instalace jedním povelem, případně tímto povelem provést jednotnou akci pro celou skupinu funkcí. Typicky se jedná o vypnutí veškerého osvětlení, snížení teploty vytápění na temperování a stažení venkovních žaluzií při zastřežení objektu.
Žaluzie a Stínění Žaluzie lze spouštět a natáčet jim lamely. Ovládání se obvykle vztahuje k teplotě uvnitř místnosti, jasu na fasádě, pro vnější žaluzie také k rychlosti větru. Při překročení nastavené rychlosti větru se vnější žaluzie vytáhnou, aby se nezničily. Vytváří se závislosti s topením a chlazením místnosti. Ovládání je prováděno termostaty, povětrnostními stanicemi, snímajícími venkovní fyzikální veličiny a místními tlačítky. Vazba na bezpečnostní systémy Na tomto místě je nutné zdůraznit, že systémy elektrické zabezpečovací signalizace a elektrické požární signalizace podléhají vlastním předpisům a nelze je jednoduše propojit s KNX instalací, ačkoliv přístroje KNX jsou schopné minimálně v EZS plnit stejné funkce. Legislativní opatření umožňuje pouze jednostranný tok dat, a to od EZS a EPS do KNX, nikoliv oboustranně. Komunikace se pak realizuje na straně ústředen přenosem kontaktů. Pokud se jedná o rozšíření KNX o bezpečnostní funkce bez požadavku na bezpečnostní certifikaci, je takové rozšíření možné. Komunikace s ostatními systémy MaR a BMS se standardně zabezpečuje přes softwarové rozhraní OPC server. Komunikace je plnohodnotná a oboustranná.
Ostatní využití Komunikace s ostatními systémy MaR a BMS se standardně zabezpečuje přes softwarové rozhraní OPC server. Komunikace je plnohodnotná a oboustranná. KNX trh se dynamicky vyvíjí a popsané oblasti užití reflektují jen ty nejobvyklejší způsoby využití. Budeme jenom rádi, když s Vámi budeme moci řešit Vaše požadavky.
Způsoby ovládaní V elektroinstalaci, jak jí známe až do dnešních časů, vedeme kabel z jističe do spínače a ze spínače k žárovce. Spínačem přerušujeme proud a žárovka buďto svítí nebo ne. V inteligentní elektroinstalaci KNX je to trochu jinak. Aby žárovka svítila, musíme k ní přivést proud úplně stejně jako v klasické elektroinstalaci. To se nemění. K sepnutí žárovky také potřebujeme kontakt, ani to se nemění. Ale co se mění, je pohled na vlastní kontakt. Ten je zatím standardně mechanicky svázán s vnější částí spínače, které se dotýkáme rukou a tím vlastně vyjadřujeme svůj požadavek na jeho sepnutí. Požadavek je mechanicky a tím i neoddělitelně svázán s funkcí. Což kdybychom od sebe oddělili požadavek a funkci? Bude nám to k něčemu dobré? Ale ano, jenom to chce ještě tři maličkosti. Adresy, sběrnici a software. Tomu, co snímá požadavky budeme říkat snímač nebo
senzor, tomu, co plní naše požadavky, čili spíná, stmívá apod., budeme říkat aktor a oběma dáme adresu a připojíme je na sběrnici. Softwarově vytvoříme vzájemné závislosti a přístroje si mohou mezi sebou vyměňovat požadavky a plnit požadované funkce. Jedny a ty samé přístroje můžeme přiřadit různým skupinám, pokaždé s jinou funkcí. A můžeme to všechno měnit, když bude potřeba. Standardní elektroinstalace nám tak bohatou míru funkčnosti a flexibility ze své podstaty zajistit neumí, tam si vezmeme majzlík a kladivo a začneme bourat zdi, protože jinak to nejde.
Vypínač Nejběžnějším elektroinstalačním ovládacím přístrojem je od nepaměti spínač. Kdo by neznal lustrák, schodišťák, křižák anebo obyčejný vypínač, vždyť lidstvo je používá už více než sto let. Za tu dobu si na jejich funkci, design a ergonometrii lidé natolik zvykli, že pro mnohé je naprosto nepředstavitelná představa čehokoliv jiného, na zdi má být vypínač a ne nějaké novátorské vymyšlenosti. A vůbec, budeme si umět v tom moderním domě rozsvítit a bude to umět také babička, která k nám přijde hlídat děti? Proč by neuměla, na zdi bude stále ten samý vypínač, na který jsme všichni po léta zvyklí. Z pohledu uživatele se totiž na zdi nic nemění, tam zůstává vše při starém. Ale pod spínačem, v elektroinstalační krabici je to jiné. Tam umístíme drobný prvek, kterým sejmeme stav kontaktu spínače, převedeme ho na nuly a jedničky, pošleme je na sběrnici a pak stane se to, co jsme si předem definovali. Například se rozsvítí svítidlo. Ovšem může se stát cokoliv jiného, jak je psáno v úvodu..
Multifunkční tlačítka Tlačítka a multifunkční tlačítka jsou, na rozdíl od konvenčních spínačů doplněných rozhraním, senzory systémovými. Principielně to opět není nic jiného než kontakty spínače, ale rozhraní pod přístrojem tlačítka toho umí přečíst daleko více než jen stav zapnuto/vypnuto. A tak lze rozeznat krátký stisk, obvykle používaný pro spínání anebo dlouhý stisk, obvykle používaný pro stmívání. Multifukční tlačítka mívají obvykle více než jednu klapku, spíš tak tři až pět a tudíž lze z takového tlačítka ovládat více zařízení – osvětlení, žaluzie, vytápění a případně nějakou scénu. Většinou mívají integrovaný termostat pro ovládání topení a na displeji se zobrazuje aktuální teplota v místnosti. Vyrábějí se varianty s vestavěným IR rozhraním pro dálkové ovládání. Multifunkční tlačítka patří mezi nejběžnější uživatelská rozhraní v systémových inteligentních elektroinstalacích KNX.
Dotykový displej Ovládací tabla se používají a mají smysl tam, kde je potřeba z jednoho místa vstoupit do systému a komunikovat s ním. Tablo samotné je dotyková obrazovka s velikostí přibližně 180 x 214 mm v zápustném provedení, a to jak pod omítku, tak například do nábytku. Z hlediska ovládání se obvykle nejprve zobrazí nabídkové menu a po odskoku do vybrané oblasti virtuální tlačítka pro požadované funkce a scény s indikací aktuálního stavu. Používají se všude tam, kde by množství tlačítek přesáhlo únosnou míru, ať již z hlediska orientace v nabídce anebo estetiky. Typické použití v privátní sféře je místo, do kterého chceme koncentrovat všechny informace o instalaci, například pracovna. V komerční sféře se dotyková tabla používají
jako uživatelské rozhraní ve velkoprostorových kancelářích, kde není prostor pro osazení ovládání u jednotlivých pracovišť. V ostatních aplikacích je používáme v místech, ze kterých chceme centrálně ovládat elektroinstalaci, jako jsou například vrátnice, v divadle místnost osvětlovače a šatna, přednáškové stoly v posluchárnách a podobně. Pokud jsou pro ovládání elektroinstalace použitá lokální tlačítka nebo čidla, virtuální tlačítka na tablu je pouze doplňují, rozšiřují jejich množinu, ovládání je umožněno i z dalšího místa.
Mobilní telefon, Tablet Komunikace s inteligentní elektroinstalací prostřednictvím krátkých textových zpráv, posílaných a přijímaných mobilním telefonem není nic, co by se dalo označit za něco zvláštního. Prostě to tak je. Jenom si sami musíme ujasnit, co chceme na dálku ovládat a co chceme o provozu instalace vědět, co chceme indikovat. Vizualizace není nic jiného, než podložení virtuálních tlačítek, které známe z dotykového tabla, grafikou nebo fotografií. Nejčastěji podkládanou grafikou bývá plán podlaží, kde jsou ve skutečných místech umístěné symboly ovládaných zařízení s ovládáním a zobrazením aktuálního stavu. Vizualizace je přehledná, snadno se v ní orientuje a je velmi elegantní. Provoz vizualizace je možný z libovolného počítače nebo počítačů, na které je instalovaný vizualizační software. A tím libovolným počítačem může být domácí počítač, notebook nebo dnes tak populární tablet, například iPad, ale samozřejmě i jakýkoliv jiný. Tablet v dokovací stanici na zdi funguje jako dotykové tablo, v ostatních případech jako luxusní dálkové ovládání. Vizualizační software obvykle umožňuje konstruovat různé závislosti v ovládání bez toho, že bychom pro realizaci těchto závislostí potřebovali samostatné přístroje. Je na to na zvážení každého uživatele, neboť zvýšením závislosti na provozu počítače jako takového a zvýšením závislosti na stabilitě jeho operačního systému se totiž rapidně snižuje odolnost systémové inteligentní elektroinstalace KNX. Připomenu tady na tomto místě, že každý přístroj KNX je vybavený svojí vlastní inteligencí a výpadek jednoho přístroje neznamená kolaps celého systému. Veškerá výměna dat probíhá mezi přístroji na sběrnici. Systémová inteligentní elektroinstalace KNX je decentralizovaná a nepotřebuje ke svému provozu žádný řídící počítač, žádnou řídící vizualizaci, to je její ohromná výhoda. Na závěr povídání o možnostech ovládání ještě zmíním možnost použití softwaru OPC server, který umožňuje integraci celé systémové elektroinstalace do nadřazeného řídícího systému budov s plným využitím všech dat, která proudí na sběrnicích. Přes OPC servery lze komunikovat s ostatními systémy v budově, vzájemně sdílet data a využívat je. Například se sleduje provoz digitálních předřadníků ve svítidlech a podle počtu provozních hodin zářivek se stanovuje interval jejich výměny, vztažený k životnosti zářivkových trubic. V objektech s mnoha tisíci svítidly to není nic levného, proto je taková informace velice užitečná. Společnost ELMO a.s. má kvalifikované proškolené pracovníky, kteří jsou schopni tento systém odborně nainstalovat. Kontaktní osoba: Pavel Ždanov, technik elektro, tel.: 602 520 189
