Gebäudeautomation (GA) oder Domotik
Als Gebäudeautomation oder Domotik wird die Gesamtheit von Überwachungs-, Steuer-, Regel- und Optimierungseinrichtungen in Gebäuden bezeichnet. Als Teil der Versorgungstechnik ist diese ein wichtiger Bestandteil des technischen Energiemanagements.
Das Hauptziel ist die selbstständige (automatische) Durchführung von Funktionsabläufen, nach vorgegebenen Einstellwerten (Parametern) oder deren Bedienung bzw. Überwachung zu vereinfachen. Um dieses Ziel zu erreichen werden alle Sensoren, Aktoren, Bedienelemente, Verbraucher und andere technische Anlagen im Gebäude miteinander vernetzt. Abläufe können in Szenarien zusammengefasst werden. Kennzeichnendes Merkmal ist die dezentrale Anordnung der Automationsstationen (AS) sowie die durchgängige Vernetzung mittels eines Kommunikations-Netzwerks bzw. Bussystems.
Heutzutage geht der Trend nicht nur bei der klassischen Gebäudeautomatisierung mit dem Stand der Technik in Richtung multimediale Vernetzung, sondern auch über verschiedene Gewerke hinweg.
Das Ziel der Vernetzung ist, den Mehrwert bei der Gerätenutzung zu steigern und neue (Fern-) Bedienmöglichkeiten zu schaffen. Die zugrunde liegende Technologie als Protokoll-Stack ist meist LON, UPnP oder KNX-Standard-Powerline, wobei der Embedded-Software-Stack häufig auf OSGi (Java) aufsetzt. In der Gebäudeautomation und Raumautomation, hat sich global das BACnet-Protokoll durchgesetzt. Infolgedessen entsteht eine gesamtheitliche Lösung mit einheitlicher Bedienung.
Raumautomation
Einordnung innerhalb der Gebäudeautomation
Die Gebäudeautomation besteht aus mehreren Teilsystemen:
- Gebäudemanagementsystem (auch GLT oder SCADA),
- (Anlagen-)Automationssystem (auch DDC-GA) inkl. Schaltschränken und
- Raumautomationssystem.
Die Beziehungen der Teilsysteme sind kommunikativer Art und dienen dem Datenaustausch zwischen den Systemen. Während die Kommunikation zwischen Raumautomation und Anlagenautomation hauptsächlich der bedarfsgeführten Anlagenregelung gilt, dienen die Schnittstellen beider Automationssysteme zum Managementsystem überwiegend der Visualisierung, Bedienung oder Trendaufzeichnung.
Hausautomation
Hausautomation oder Heimautomation ist der Teilbereich der Gebäudeautomation, der auf die Gegebenheiten privater Wohnhäuser und die speziellen Bedürfnissen seiner Bewohner ausgerichtet ist. Während bei der Automatisierung von öffentlichen Gebäuden, Industriegebäuden usw. die damit erzielbaren Energie- und Personaleinsparungen im Vordergrund stehen, sind dies bei der Hausautomation der erhöhte Wohnkomfort, die Sicherheit der Bewohner und die Möglichkeit, mehrere Wohnsitze überwachen zu können. Angesichts der steigenden Energiepreise erlangt jedoch auch das Thema Energieeffizienz immer größere Bedeutung für die Hausautomation. Deshalb bieten wir auch intelligente Geräte wie Zwischenstecker mit Strommessfunktion und Heizungsthermostaten an.
Hauptunterschied der Hausautomation zur allgemeinen Gebäudeautomation ist die besondere Wichtigkeit einer komfortablen Benutzerschnittstelle (Visualisierung). Häufig gibt es bei der Hausautomatisierung Funktionen, die bei der Gebäudeautomatisierung – wenn überhaupt – nur eine untergeordnete Rolle spielen (z. B. Unterhaltungsprogramme, automatische Pflanzenbewässerung oder Haustierfütterung, Beleuchtungsprogramme für Partys usw.).
Die Hausautomation übernimmt auch wichtige Teilaufgaben hinsichtlich „Altersgerechter Assistenzsysteme für ein selbstbestimmtes Leben“ (englisch „Ambient Assisted Living“, abgekürzt: AAL), wobei sich Berührungspunkte mit dem „Intelligenten Wohnen“ (englisch „Smart Living“) ergeben. Beim Intelligenten Wohnen stehen jedoch die Vernetzung und Automation von Hausgeräten im Vordergrund und weniger die Assistenzfunktionen eines adaptiven Gesamtsystems.
Energieeffizienz durch Raumautomation
Der hohe Energieaufwand für Klimatisierung und Beleuchtung in Nicht-Wohngebäuden erfordert neben einer guten Dämmung und einer modernen Anlagentechnik mit Wärmerückgewinnung, insbesondere auch eine energieeffiziente Regelungstechnik.
Energiesparen bedeutet aus Sicht der Raumautomation vor allem Verschwendung zu vermeiden! Kühlen oder Heizen bei offenem Fenster, eingeschaltete Beleuchtung bei ausreichendem Tageslicht, beheizte aber ungenutzte Räume sind Ausdruck solcher Energieverschwendungen, die durch ein Raumautomationssystem eliminiert werden.
Dazu erfasst das System in jedem Raum die erforderlichen Konditionen, wie Raumbelegung, Temperatur, Helligkeit, Fensterstellung usw. und stimmt daraufhin die Heizung oder Kühlung, Lüftung, Beleuchtung und den Sonnenschutz optimal aufeinander ab. So werden sowohl die gewünschten Komfortbedingungen in belegten Räumen als auch die Betriebsbereitschaft unbelegter Räume mit höchster Wirtschaftlichkeit aufrechterhalten. Regelungstechnisch bedeutet dies, dass in einem ersten Optimierungsschritt, der autark durch die Raumautomation ausgeführt wird, Energieverschwendungen vermieden werden und anschließend die optimierten Energiebedarfe an die Anlagenregler als Soll-Größe weitergegeben werden. Innerhalb der Automationsstationen erfolgt dann im zweiten Schritt die Optimierung der Energiebereitstellung.
Eine im Auftrag der LonMark Deutschland an der Hochschule Biberach im Jahre 2007 durchgeführte Studie weist nach, dass ein Raumautomationssystem durch die integrierten energieeffizienten Automationsfunktionen den Energiebedarf eines Büro- oder Schulgebäudes um über 40 % senken kann.