Licht & Schatten

Technik

BMS. Automatische Sonnenschutzanlagen können mehr, als nur runter oder rauf zu fahren. Dafür gibt es ausgeklügelte Produkte. Teil II beschäftigt sich mit Lösungen für große Verwaltungsgebäude, aber auch für Wohnhäuser.

14. September 2009

Das Herz einer Sonnenschutzsteuerung ist die Zentrale, denn sie muss viele komplexe Algorithmen verbinden. Lokale Raumfunktionen sind heute aber ebenso wichtig, denn nur so kann individuell auf unterschiedliche Situationen in verschiedenen Räumen reagiert werden. Die wichtigsten Raumfunktionen sind manuelle Bedienung, Automatiksperre, Logikfunktionen und eingeschränkte Bedienung.

Als manuelle Bedienung bezeichnet man die individuellen Eingriffe der Nutzer auf jede einzelne Jalousie. Manuelle Funktionen werden unterschieden nach örtlicher Einrichtung und Bedienung, Endkundenbedienung/LCD-Display und Gruppen- oder Etagenbedienung.

Ein Motorsteuergerät sollte pro Kanal eine integrierte Automatiksperre besitzen, die automatisch bei Nutzereingriffen aktiviert wird. Die Beschattungs- oder Komfortautomatiken werden damit außer Kraft gesetzt. Selbstverständlich bleiben die Prioritätsprogramme wie Wind, Frostschutz und andere wichtige Befehle weiter aktiv. Besonders intelligent ist, dass die Automatiksperre beispielsweise nach Ablauf einer fixierten Zeit oder durch die Zentrale wieder abgeschaltet wird. Ob dann der letzte Zentral- oder Lokalbefehl angefahren wird, ist einstellbar.

Eine Logikfunktion ist die Präsenzüberwachung, bei der festgestellt wird, ob ein Raum belegt ist oder nicht. So können die Jalousien beispielsweise im Winter geöffnet und der Raum durch die Sonneneinstrahlung geheizt werden, wenn niemand da ist.

Während diese Szenarien bisher nur in externen Geräten wie SPS oder Servern möglich waren, sind die Funktionen heutzutage bereits in modernen Jalousieaktoren integriert – in jedem einzelnen Schaltkanal. Das Ergebnis: Die Anlage wird noch flexibler. Experte Frank Lenders, Chef der Integrationsfirma BMS: „Die Logikfunktionen können ohne Weiteres ausgebaut werden, indem wir über den EIB/KNX-Bus jede mögliche Variable verknüpfen.“

Eine Weltneuheit bei Sonnenschutzanlagen ist die eingeschränkte Bedienung. Der Nutzer kann die Jalousie, aus Gründen, die vorher ganz individuell festgelegt wurden, nur eingeschränkt nutzen. Und das für jeden einzelnen Motor, für jeden Sektor oder für eine ganze Fassade. Ein Beispiel: Bisher mussten Sonnenschutzanlagen bei Frost komplett gesperrt und somit hochgefahren werden, um die Anlagen zu schützen. Dennoch wollen Nutzer auch bei kaltem Wetter vor Sonnenschein und Blendung geschützt werden.

Trotz der gegensätzlichen Wünsche hilft die eingeschränkte Bedienfunktion beiden Seiten: Der Nutzer darf die Jalousien soweit bedienen, dass sich die Lamellen nicht berühren, eben nicht festfrieren. Ein weiteres Beispiel: Im Brandfall müssen Jalousien, die am Fluchtweg montiert sind, sofort hochfahren. In diesem Fall bedeutet eingeschränkte Bedienung, dass nicht das komplette Gebäude, sondern eben nur die Fluchtwegbereiche freigefahren werden, um eine Überlastung der Energieversorgung zu verhindern.

Zentrale Funktionen sind Sicherheitsfunktionen, Zeit- und Beschattungsautomatiken sowie Positionierungen, Temperatur- und Hitzeautomatiken. Moderne Sonnenschutzsysteme haben viele Sicherheitsfunktionen, die dafür sorgen, dass keiner zu Schaden kommt und die Anlagen lange leben: Zu den wichtigsten gehören Wind-, Frost- und Niederschlagsautomatiken, Putz- und Sicherheitsschaltungen. Die Programme werden untereinander in Prioritäten verwaltet. Unerlässlich ist dabei auch die Überwachung der Sensoren.

Da die Beschattungssysteme durch Frost und starken Wind beschädigt werden können, fahren sie in Sicherheitsstellung und werden für alle weiteren Befehle gesperrt. Erst wenn die Windgeschwindigkeit abgenommen hat oder die Temperatur gestiegen ist, wird die Anlage wieder freigegeben.

Die Niederschlagsautomatik kommt bei Markisen oder bei Fenstern zum Tragen. Selbstverständlich sind alle lokalen Bedienungen gesperrt. Sobald die integrierte Heizung die Feuchtigkeit nach dem Regen getrocknet hat, wird die Anlage wieder freigegeben.

Um die Sonnenschutzanlage zu reinigen und zu warten oder die Fenster zu putzen, werden die Jalousien in die Sicherheitsposition gefahren und für weitere Befehle gesperrt. Die Putzschaltung kann ganz unterschiedlich ausgelöst werden. Zum Beispiel von einem Schlüsselschalter oder einem beliebigen Befehl über den KNX-Bus. Die Sicherheitsschaltung für Rauchwarn- oder Brandmeldeanlagen oder ähnlich relevante Systeme sorgt dafür, dass Fluchtwege frei bleiben oder der Rauch aus Räumen abziehen kann. Dafür wird von einer Brandmeldeanlage oder einer anderen Sicherheitseinrichtung durch einen Kontakt oder über den KNX-Bus eine beliebige Priorität ausgelöst. Die Sonnenschutzanlage wird dabei in die Sicherheitsposition gefahren und für alle weiteren Befehle gesperrt.

Die intelligenten Systeme der neuesten Generation können bis zu 14 abgestufte Prioritäten verwalten, die ganz individuell zugewiesen werden können. Dabei überwacht die Zentrale, welche Priorität gerade noch aktiv ist. Die Sicherheitsschaltung im Falle einer Brandmeldung wird sicherlich die oberste Priorität erhalten. Alle anderen werden dadurch in den Hintergrund gestellt. Will zum Beispiel ein Fensterputzer die Jalousien reinigen, löst er die Putzschaltung aus, die dafür sorgt, dass die Jalousie nach unten fährt und für die Nutzer gesperrt ist. Sollte nun eine höhere Priorität wie beispielsweise ein Windalarm ausgelöst werden, hätte dieser natürlich Vorrang und würde die Jalousie hochfahren.

Innerhalb einer Priorität kann die Sonnenschutzanlage auch wieder eingeschränkt bedient werden. Bei einem guten Prioritätenmanagement sollte frei wählbar sein, wie sich der Sektor nach Rückstellung benimmt. Die Zentrale überwacht die angeschlossenen Sensoren. Fällt ein Sensor aus oder sendet nicht mehr, wird die Anlage in Sicherheitsstellung gesteuert und bis zur Reparatur gesperrt.

Das Licht verändert sich je nach Tages- und Jahreszeit und auch die Bewohner ändern ihr Verhalten je nach Wochentag: So wird in Bürogebäuden beispielsweise an Wochenenden nicht gearbeitet und in Einfamilienhäusern darf in den Ferien ausgeschlafen werden. Das berücksichtigen moderne Sonnenschutzanlagen, indem Zeitautomatiken von einzelnen Tagesfunktionen bis hin zu einem Jahreskalender eingestellt werden können.

Die zentrale Helligkeitsauswertung ist eine wichtige Funktion. Mit einem zentralen Sensor, der die Außenhelligkeit erfasst, werden die Beschattungsautomatiken nur an den Stellen der Fassade aktiv, auf die die Sonne scheint. An Stellen ohne direkte Sonneneinstrahlung bleiben die Anlagen geöffnet.

Zusätzlich kann für jeden Sektor innerhalb der Software eine Jahresverschattung hinterlegt werden. Bei diffusem Lichteinfall erfolgt keine Beschattung, da die Helligkeit von allen Seiten gleich ist. In modernen Zentralen kann für jede Beschattungsautomatik zwischen einer Vielzahl von Strategien gewählt werden. Einige wichtige Möglichkeiten sind:

- Sonnenstandsnachführung mit Berücksichtigung der Frontaleinstrahlung und der Sonnenscheindauer.

- Tageslichtlenktechnik für Lichtlenklamellen.

- Schattenkantenführung für Stoffprodukte.

- Nachlauf für Großlamellen, Vertikallamellen und Dachlamellen unter Berücksichtigung des Sonnenstandes. Bei dieser Strategie sind bis zu 180 Positionen wählbar.

Während sich das Temperaturprogramm normalerweise nur auf den Außensensor stützt, nutzt die Hitzeautomatik den Innen- und Außensensor. Dabei befindet sich die Hitzeautomatik immer in einem der folgenden vier Quadranten: „innen kalt, außen kalt“, „innen warm, außen kalt“, „innen kalt, außen warm“ und „innen warm, außen warm“.

Architekten bauen immer häufiger große Gebäude mit hohen Glasfronten. Um dabei trotzdem Energie zu sparen, möglichst viel Tageslicht zu nutzen und gleichzeitig Hitze und Blendung zu vermeiden, müssen alle Komponenten eines Sonnenschutzsystems optimal zusammenwirken. Dabei soll die Planung natürlich möglichst einfach sein und die Investitionskosten müssen im Rahmen bleiben. All diese Wünsche können mit innovativen Produkten unter einen Hut gebracht werden.Das Herz einer modernen Sonnenschutzsteuerung ist ein intelligentes, kleines Kraftpaket: das Flex-Modul. Es ist montagefreundlich für den Einbau auf DIN-Hutschiene mit sechs Teilungseinheiten konzipiert. Bei herkömmlichen Steuerungen sind die Bedien- und Anzeigeelemente im zentralen Steuergerät integriert.

Dass dies nicht sehr praktisch ist, erklärt Frank Lenders: „Weil häufig Bediengeräte im Büro des Haustechnikers, am Empfang und im Büro oder im Wohnbereich gewünscht sind, wurde beim Flex-Modul das Bediengerät vom Steuergerät getrennt. Die Leitungslänge zwischen beiden kann bis zu 200 Meter betragen.“

Das Flex-Modul ist für die zwei Bussysteme KNX-Bus und Easy-Bus erhältlich. Wird der europäische Installationsbus KNX gewählt, ist die funktionelle Integration verschiedener Gewerke besonders einfach, denn die Steuerung der Beleuchtung, der Heizung oder weiterer Gewerke erfolgt über das gleiche Bussystem.

Das Easy-Steuerungssystem arbeitet mit einem proprietären Bus und wurde extra für die Automatisierung von Sonnenschutzanlagen entwickelt. Für die Kopplung zu übergeordneten Leitsystemen sind entsprechende Komponenten verfügbar. Eine Anlage mit Flex-Modul lässt sich an die individuellen Bedürfnisse anpassen. So können auf den Link bis zu 15 Geräte platziert werden. Dies können weitere Flex-Module sein, aber auch Geräte wie Funkuhrempfänger, Bedienpanels, Endkundenbedienung oder ein Gateway für die Bedienung über das Intranet. Wer praktische Funktionen gleichzeitig von mehreren Bedienstellen abrufen möchte, kann jetzt Szenen steuern, Befehle senden, Automatiken ein- und ausschalten oder das System auch konfigurieren. Sollte in einer Etage oder sogar in jedem Raum ein individuelles Raumsteuersystem gewünscht sein, so lassen sich über KNX auch hierarchische Systeme mit weiteren dezentralen Flex-Modulen kombinieren.

Doch das ist noch nicht alles: Das Flex-Modul berechnet den Lauf der Sonne mit einer astronomischen Formel, in der die aktuelle Zeit, das Datum sowie der Längen- und Breitengrad einfließen. Dazu Lenders: „Es kommen keine Tabellen mit eingeschränkter Genauigkeit zum Einsatz.“ Die Einstellung von Datum und Zeit könne sogar automatisiert werden, weiß der Experte in Sachen Sonnenschutz.

Der zusätzliche Funkuhrempfänger synchronisiert die interne Quarzuhr mit dem Zeitsignalsender DCF77 in Frankfurt, der die meisten funkgesteuerten Uhren im westlichen Europa mit der Uhrzeit versorgt. Bei jedem Flex-Modul kann man aus einem Pool von 50 Programmen wählen. Dazu gehören:

Sicherheitsprogramme, zum Beispiel

- Windüberwachung

- Niederschlagsüberwachung

- Frostüberwachung

- Verwaltung von bis zu 14 Prioritäten

Komfortprogramme, zum Beispiel

- Helligkeitssteuerungen

- zentrale Helligkeitsauswertung

- Nachlauf

- Schattenkantensteuerung

- individuelle Positionierung (horizontal und vertikal)

- Globalstrahlung

- Dachbeschattung

- Temperaturprogramme

- Hitzeprogramme

- acht Zeitprogramme mit 50 Zeitbefehlen

- digitale Ein- und Ausgangsprogramme

Doch eine Sonnenschutzsteuerung ohne Sensoren könnte die aktuelle Wettersituation nicht erfassen. Ein Flex-Modul ist besonders flexibel, denn es hat dafür gleich vier universelle Anschlüsse: An jedem Eingang können wahlweise ein Helligkeits-, Wind-, Niederschlags- oder Temperatursensor, aber auch diverse Schalter beziehungsweise Taster angeschlossen werden.

Genügen die vier Sensoren nicht, können Slave-Module oder mehrere Flex-Module über den KNX-Bus verbunden werden. BMS-Chef Lenders betont die Vorteile: „In einer Anlage können auf diese Weise unendlich viele Sensoren oder Sektoren gebildet werden, wodurch auch große Anlagen besonders wirtschaftlich geplant werden können.“ Am Beispiel der zentralen Helligkeitsauswertung beschreibt Frank Lenders einen weiteren Pluspunkt: „Für die Sonnenschutzautomatisierung an unterschiedlich ausgerichteten Fassaden genügt nun ein einziger Helligkeitssensor auf dem Dach, wodurch Montage und Installation einfach und kostengünstig werden.“

Bei der zentralen Helligkeitsmessung wird nämlich die Richtung der Sonneneinstrahlung berechnet und mit der programmierten Fassadenausrichtung verglichen. Lediglich die Helligkeit der Sonneneinstrahlung wird durch den Sensor gemessen. Wird der zentrale Helligkeitssensor zusätzlich mit einem Windsensor kombiniert, genügt für viele Anwendungen ein einzelner Kombisensor auf dem Dach, der nicht einmal nach Himmelsrichtung ausgerichtet werden muss.

Die Software geht mit der Zeit: Das Programm läuft auf Windows XP, Windows Vista und ist sogar schon für die nächste Windows-Generation gerüstet. Das neue Herz einer modernen Sonnenschutzsteuerung ist vielseitig einsetzbar und kinderleicht zu bedienen.

Alle Reglerprogramme und jeder einzelne Sektor werden beispielsweise in einer übersichtlichen Matrix direkt am Computer dargestellt und können hier sofort per Tastendruck verändert werden. Der Nutzer kann direkt am Bildschirm die Position der Sonnenschutzanlage einstellen, ein externes Bediengerät ist nicht mehr nötig.

Erschienen in Ausgabe: 05/2009