EIB Musterhaus komplex und kostengünstig

Homogene EIB-Gebäudeautomation ohne Fremdbusse

Meistens dient der EIB nur zum Licht Schalten, manchmal auch zum Öffnen und Schließen der Rollläden. In den seltensten Fällen regelt er die Heizung. Verschiedenste Argumente sprechen dagegen, den EIB als einziges System für die Gebäudeautomation einzusetzen. Am Beispiel eines EIB Musterhauses zeigen wir eine komplexe und dennoch kostengünstige Realisierung.

21. Dezember 2002

Bereits bei der Planung werden die Weichen gestellt und die Gewerke typischerweise wie folgt aufgeteilt: Elektrotechnik, Gas-Wasser-Installation, Zentralheizungs- und Lüftungsbau, Fensterbau inklusive Türen und Jalousien und so weiter. Jeder Handwerker führt ohne Wissen des anderen sein Gewerk aus und zum Schluß darf der Elektriker den Heizkessel, den Türöffner und die elektrischen Rollläden anschließen. Die Zirkulationspumpe für das Brauchwasser wird über eine Zeitschaltuhr geschaltet. Mit etwas Glück hat der Heizungsbauer den Energie-Bus oder sogar den LON verwendet und die Rollläden beziehungsweise Jalousien werden über eine zentrale Steuerung des Herstellers bedient. Doch das ist schon ein Hauch von Luxus.

Stand der Technik hier ...

Sobald sich der „Häuslebauer“ wieder finanziell erholt hat und ein neues Auto anschafft, sieht er, daß es auch anders geht: Die Funkfernbedienung öffnet die Türen und schaltet gleichzeitig die Innenraumbeleuchtung ein. Beim Aussteigen ertönt ein Warnton, wenn das Licht noch eingeschaltet ist. Die Innenbeleuchtung leuchtet nach dem Öffnen der Fahrertür nach. Das ESP (Elektronisches Stabilitäts-Programm) bremst in Gefahrsituationen nicht nur die einzelnen Räder automatisch ab, sondern vermindert auch die Motorleistung. Die Klimaanlage bläst den Fahrer nicht mit kalter Luft an, solange der Motor noch nicht kalt ist. Die Anzeige im Armaturenbrett verweist nicht nur auf den nächsten Kundendienst, sondern teilt auch mit, daß die Scheibenwaschanlage gerne frisches Wasser hätte.

Kaum hat der Hausherr das Auto abgestellt, ist Ende der Zeitreise. Er ist zurück in der unkomfortablen Gegenwart seines Hauses.

Stand der Technik da ...

Warum funktioniert im Auto, was im Haus nicht möglich erscheint? Autos werden als Ganzes geplant und sind als fertiges Produkt miteinander vergleichbar. Für den Kauf entscheidend sind Prospekte, Gespräche mit dem Verkäufer und Probefahrten. Dies wissen die Autohersteller und rüsten so gegenseitig in Punkto Komfort auf. Keiner will dem anderen nachstehen.

Doch welcher Bauherr sieht sein Haus vorher im Prospekt? Wer bewohnt zuerst einige Häuser auf Probe oder befragt mehrere Architekten, wie man am besten baut? Niemand. Dies führt dazu, daß der Bauherr etwas in Auftrag gibt, was er im Detail nicht kennt. Erst im Laufe der Bauzeit werden die Details besprochen und erfahrungsgemäß empfehlen alle eher gehobene Ausstattungen, während sich die Elektriker stets in Preis und Ausstattung unterbieten. Dies hat Folgen für das gesamte Elektrohandwerk und schafft beim Bauherr keine langfristige Zufriedenheit.

Beim EIB Musterhaus stand von Anfang an der Gebäudekomfort unter strenger Beachtung der Baukosten im Mittelpunkt. Die einzelnen Kriterien sind wie folgt umgesetzt:

Viel Tageslicht, wenig Kunstlicht

Auf drei Etagen (Unter-, Erd- und Dachgeschoß) sind 26 Fenster und Türen verteilt. Die Arbeitsplätze erfordern nur im Winter in den frühen Morgen- und späten Nachmittagsstunden Kunstlicht. Wenig frequentierte Räume haben wenige oder keine Fenster. Sozialräume und Küche und liegen im Norden, Lager und Garage unter der Erde, Toiletten im Gebäudekern. Sensoren melden dem EIB, ob Fenster geöffnet sind.

Alle Lampen (96 individuelle Lichtquellen) werden über den EIB geschaltet. Wenige EIB-Taster schalten die Hintergrundbeleuchtung, während die arbeitsplatzspezifischen Beleuchtungen an den jeweiligen PCs oder mit grafischen EIB-Fernbedienungen (EIB-IR-Control) geschaltet werden.

Bewegungsmelder erkennen das Betreten der Toiletten und schalten über den EIB das Licht und die Brauchwasser-Zirkulationspumpe sowie zeitverzögert die Lüfter. Auf das Nachfüllen der Einweg-Papiertücher und Seifenspender weist die EIB-Visualisierung EIB-Control-Platform hin.

Gutes Raumklima

Frischluft gelangt über manuell zu öffnende Fenster oder automatisch über einen Erdkanal ins Haus. Vergißt man abends ein Fenster zu schließen, so alarmiert der EIB.

Ein Erdkanal wärmt im Winter die Ansaugluft vor und kühlt sie im Sommer ab, bevor sie eingeblasen wird. Die Entlüftung erfolgt über einen weiteren Kaminabzug mit großem Querschnitt. Umluftbetrieb ist ebenso möglich. Beheizt wird das Gebäude ausschließlich über den Fußboden. Als Heizquelle dient ein Öl-Brennwertkessel mit EIB-Anschluß und bedarfsabhängiger Vorlauftemperatur. Die großen Räume mit mehr als 90 m2 Fläche sind in bis zu fünf Heizkreise mit separaten Randzonen aufgeteilt.

Der Heizungsbauer gleicht zwar die einzelnen Heizkreise hydraulisch ab, doch genügt dies für eine gemeinsame Regelung nicht. Einflüsse wie Sonneneinstrahlung, Inneneinrichtung und Fremdwärmequellen wie PCs, Maschinen und so weiter bewirken, daß die Heizzonen unterschiedlich warm werden. Dies wirkt sich negativ auf die Behaglichkeit aus. Deshalb sind in die einzelnen Heizzonen Leerrohre eingelegt, in die austauschbare EIB-Temperaturfühler eingeschoben sind. Weil herkömmliche und relativ teure EIB-Raumtemperaturregler dafür nicht ausgelegt sind, übernimmt so die CCEIB SPS die komplexe Regelung. Die Raumtemperaturen werden über Kombi-Rauchmelder erfaßt.

Die Umwälzpumpen laufen bedarfsabhängig und die in der CCEIB SPS programmierten Raumtemperaturregler verschieben ihre Schwellen abhängig vom Lauf der Pumpen. So wird die Pumpenlaufzeit vor allem in den Übergangszeiten automatisch zur Vermeidung unnötiger elektrischer und thermischer Verluste minimiert. Ohne wesentlichen Aufwand ist damit der Übergang von der Einzelraumregelung in das komplexe Heizungsmanagement gelungen.

Als Stellantriebe genügen kostengünstige elektrothermische Stellventile, angesteuert von einfachen EIB-Binärausgängen. Damit die Abstrahlungsverluste der Rohrleitungen gering bleiben, stellt der EIB die Vorlauftemperatur des Heizkessels stets möglichst niedrig ein.

Die Außenwände wurden in Kalksandstein ausgeführt und von außen isoliert. Als Stein wurde ein Quadro E verwendet, der durch das durchgehende senkrechte Hohlraumsystem (exaktes Mauern vorausgesetzt) das Fräsen der Schlitze für Kabel erspart.

Gute Isolation

Die Niedrigenergiebauweise wurde durch spezielle Rollladenkästen unterstützt, die allerdings elektrisch angetriebene Rollläden erfordern. Sie dienen tagsüber zeit- und sonnenstandsgesteuert der Abschattung und haben daher geschlitzte Lamellen. Jalousien entfallen so vollständig. Nachts unterstützen die Rollläden die Isolation der Fenster und sichern das Gebäude zusätzlich.

Zur Ansteuerung der Motoren dienen EIB-Mehrfachaktoren. Die Öffnungshöhe wird von der CCEIB SPS geregelt. Rückmeldungen der Antriebe sind nicht erforderlich. Steht bei niedrigen Außentemperaturen ein Fenster längere Zeit offen, so erfolgt zeitversetzt ein Hinweis auf der Visualisierung des nächsten Arbeitsplatzes und an der zentralen Visualisierung.

Sicherheit

Kombi-Rauchmelder messen die Raumtemperatur und übernehmen gleichzeitig die Funktion der Rauch- und Brandmeldung. Alle einbruchgefährdeten Räume sind zusätzlich mit Bewegungsmeldern überwacht. Ein Schalter an jedem Fenstern erkennt nicht nur dessen Stellung sondern auch die des Drehgriffes. Die Rollladenstellung „geschlossen“ wird ebenfalls erfaßt. Im Einbruch- oder Brandfall alarmiert die CCEIB PS über Handy.

Energieerfassung

Der Ölverbrauch wird direkt vom Heizkessel erfaßt und über die Schnittstelle an den EIB gemeldet. Die elektrische Energie zählt ein eichfähiger Zähler mit EIB-Anschluß. Lediglich zur Wärmemengenmessung wurde auf einen Fremdbus (MBus) zugegriffen, da hierfür zur Zeit noch keine eichfähige EIB-Sensorik verfügbar ist. Der MBus wird über ein kostengünstiges Gateway auf den EIB aufgeschaltet.

Kostenoptimierung

Mit folgenden Maßnahmen sind die Kosten bei größtmöglichem Nutzen gering gehalten:

- Einfache und wenig intelligente Mehrfach-Aktoren sowie einfache Sensoren und Taster lediglich für Hintergrundbeleuchtung sparen Material-, Installations- und Programmieraufwand.

- Die Verlagerung aller komplexer Funktionen in die CCEIB SPS spart teure Geräte. Die EIB SPS bildet unter Verwendung einfachster Binäraktoren die aktuelle Stellung der Rolläden nach. So können über virtuelle Schieberegler die Rolläden in beliebige Zwischenstellungen gefahren werden. Bei Vor-Ort-Bedienung fahren die Schieberegler automatisch in die reale Stellung der Rolläden. Gleichzeitig enthält sie den Visualisierungsserver und erspart dadurch neben der Anschaffung eines zusätzlichen PCs auch dessen höhere Energiekosten.

- Die verwendete Mehrplatzvisualisierung EIB-Control-Platform stellt den Bedienkomfort und spart die arbeitsplatzspezifischen Taster. Sie belegt den PC nicht exklusiv, benötigt keinen EIB-Anschluß und kann jederzeit ohne Wartezeiten oder Informationsverlust gestartet und beendet werden.

- Standortunabhängigen Bedienkomfort bietet die grafische Fernbedienung, die nebenbei auch TV, Video und Sat-Geräte steuert.

- Um die Kosten jederzeit überprüfen zu können, genügt Excel oder Access. Der Zugriff auf die Verbrauchswerte erfolgt direkt auf die CCEIB SPS. Es ist kein Datenexport aus der Visualisierung notwendig.

- Um die Fahrtkosten des Servicepersonals zu minimieren, ist die Liegenschaft über LAN, WAN oder Internet fernbedien- und fernwartbar. Alarmierungen können zusätzlich bei Ausfall der Netzwerkverbindung über Handy erfolgen.

Fazit

Der Wohn- und Bedienkomfort eines Gebäudes muß nicht länger dem eines Autos nachstehen. Wenn sich die betreffenden Unternehmer bereits am Anfang auf die konsequente Nutzung des EIB einigen, wird ein kostengünstiges und funktionsfähiges Resultat erzielt.

Erschienen in Ausgabe: 10/2002