Idee eines halbzentralen Systems, keine praktische Erfahrung

[Alerath]

Hey KNX-Forum,

ich beschäftige mich im Zuge meiner Bachelorarbeit mit dem Thema Gebäudeautomation. Bis jetzt habe ich viel gelesen, habe allerdings keine praktischen Erfahrungen.
Die Idee der Bachelorarbeit ist ein Gebäudeautomationssystem zu entwickeln, bei dem Räume modular hinzugefügt werden können.
Daher dachte ich im erst an ein dezentrales System, allerdings bin ich da skeptisch, da die Komplexität zu wünschen übrig lässt. Erste Lösung wäre eine SPS, zB der EibPC, der als globales Hirn funktioniert. Wenn allerdings alle Logik darüber läuft, wieso dann die teueren dezentralen Komponenten benutzen.
Daher ist der jetztige Gedanke ein modular erweiterbares halbzentrales System, also eine Zentrale in jedem (neu hinzukommenden) Raum, die über Ethernet miteinander verbunden sind. Auch hier könnte der EibPC globale Steuerungen übernehmen. Ansonsten sollen die Räume autark arbeiten können.

Im Grunde stelle ich mir beispielsweise folgendes vor:
Der Raumcontroller steuert die Temperatur des Raumes autark, aber ich habe zB die Möglichkeit einer "Leaving Home"-Funktion, bei der alle Verbraucher im Standby ausgeschaltet werden. Diese Funktion möchte ich für alle Räume haben, es muss also eine globale Steuerung geben.

Jetzt zu meinen Fragen:
- Ist der generelle Plan so umsetzbar, oder mache ich irgendwelche völligen Anfängerfehler? Worauf muss ich achten?
- Welche Raumcontroller gibt es beispielsweise? Ich habe einige gefunden, zB ABB i-bus KNX oder Wago 750. Allerdings habe ich keine Möglichkeit die Qualität zu beurteilen.
- Mit welchen Komponenten würde man so etwas am ehesten aufbauen? Eigentlich sind KNX Geräte durch eigene Prozessoren zu aufwändig, oder? Die Idee ist ja eigentlich mehrere zentrale Systeme miteinander zu verbinden. Oder wird in der Praxis für eine solche Idee auch KNX verwendet. Vorteil ist natürlich die riesige Auswahl.

Ich hoffe die Beschreibung war nicht zu kryptisch und bedanke mich schon mal für alle Antworten.

Maiko

[ididdi]

Hallo Maiko,

dein Vorhaben ist nichts neues, wird aber meistens nicht mit KNX Umgesetzt. Wenn wir Projekte haben, bei denen die Räume autarkt arbeiten sollen, in der Nutzung variabel und leicht gruppierbar sind, kommen in 99% der Fälle Raumcontroller von Siemens (Desigo) zum Einsatz, welche die Ansteuerung aller Sensoren und Aktoren übernimmt. Gesteuert werden diese über ein Tableau oder die GLT und untereinander sind sie natürlich per Bus vernetzt.

Grüße Diddi

[Alerath]

Hey Diddi,
das war auch mein erster Gedanke! Danke für den Rat.
Ich bin über einen Dozenten auf den KNX + EibPC weg aufmerksam gemacht worden, allerdings konnte er mir keine wirklichen Vorteile nennen. Deswegen habe ich nochmals nachgefragt. Sobald sich weitere Fragen auftun, werde ich mich wieder melden

[GLT]

Die Idee der Bachelorarbeit ist ein Gebäudeautomationssystem zu entwickeln, bei dem Räume modular hinzugefügt werden können.

Da kommst zu spät - brauchst prinzipiell nur die Produktproschüren der üblichen GLT-Verdächtigen abzutippseln; je nach Gusto, ob die Räume auf einem Schiff, Hochhaus, Bürogebäude,....

Daher ist der jetztige Gedanke ein modular erweiterbares halbzentrales System, also eine Zentrale in jedem (neu hinzukommenden) Raum, die über Ethernet miteinander verbunden sind

Wago nennt das z.B. im Produktkatalog flexRoom u. kann fix u. foxy käuflich erworben werden.

Der Raumcontroller steuert die Temperatur des Raumes autark, aber ich habe zB die Möglichkeit einer "Leaving Home"-Funktion, bei der alle Verbraucher im Standby ausgeschaltet werden. Diese Funktion möchte ich für alle Räume haben, es muss also eine globale Steuerung geben.

Ach - muss es das? Da würd ich nochmal drüber nachdenken, ob u. wann....

Ist der generelle Plan so umsetzbar, oder mache ich irgendwelche völligen Anfängerfehler?

Anfängerfehler? Sicher. Machbar - ja sicher, wird ja schon seit Jahren realisiert.

Welche Raumcontroller gibt es beispielsweise? Ich habe einige gefunden, zB ABB i-bus KNX oder Wago 750. Allerdings habe ich keine Möglichkeit die Qualität zu beurteilen.

Du wirst auch keine Auswahl zwischen einem ABB KNX-Raummaster, Wago-750er Lösung oder Desigo PXC/RXC(B) über "Qualität" aufmachen können - die Entscheidungsfindung wäre diffiziler.

Typische Hotelzimmer/Büros kann man sowohl mit einem KNX-Raummaster, als auch anderen Lösungen erschlagen, wobei z.B. eine Wago-Conroller durch seine flexible Granularität wohl Vorteile hätte, wenn man sie den braucht/nutzt.

Oder wird in der Praxis für eine solche Idee auch KNX verwendet.

Sicherlich - und um dich noch weiter zu verwirren - man kann z.B. KNX mit Wago in Kombination verwenden, da es diese auch als KNX-Controller gibt.

Ein wichtiges Kriterium ist z.B. die "Raumvorlage" - sprich der typ. Standardraum mit all seinen Erfordernissen; dann kommen noch die Abwandlungen hinzu.
Das geeignetste "System" ist jenes, das mit geringsten Mitteln eine Massenmehrung gestattet und/oder mit geringstem Einsatz anpassbar ist.

[raman]

Einen signifikanten Vorteil würde die Lösung nur dann erbringen, wenn sie wirklich so modular wäre, dass das Hinzufügen einfach wäre. Also eine Art intelligenter Baustein, der nur wenig Bauaufwand benötigt und eine Art Cloud nutzt für komplexe Anforderungen.

Aber auch dann wird es schwierig die Nische zu belegen. Im industriellen Umfeld machen Raumcontroller deswegen oft Sinn, weil die Leitungslängen sonst zu gross werden und KNX oder andere Bus-Systeme erst dann wirklich ihren Vorteil ausspielen können, eine kabelsparende Alternative zu konventioneller Installation zu sein. Zudem existieren hier oft die notwendigen Rasterdecken bzw. Hohlböden oder Gebläsekonvektoren, in deren Schaltkästen sich solche Geräte einbauen lassen.

Allerdings zeichnet sich auch da ab, dass die Vernetzung immer eher über Bacnet stattfindet, bzw. eine Mischung verschiedener Protokolle auf IP-Ebene stattfindet. KNX als Bus ist gut und zuverlässig, aber eben von den Funktionen beschränkt und teilweise veraltet. Sprechanlagen, Video erfordern stets getrennte Signalwege. Der Trend zu All-IP hält weiterhin an. Es werden immer mehr Geräte direkt an IP angeschlossen, der Bedarf an komplexen Einzellösungen wird geringer. Im Objektbau kommen oft EnOcean-Taster zum Einsatz, um Kabel zu sparen, Versetzungen leicht zu machen und auf Glasflächen keine sichtbaren Kabel zu haben.

Für Sonderanwendungen (Hotel, Spital, Büros) gibt es aber auch sehr viele gute Stand-Alone-Regler, die nur ein übergeordnetes Absenk-Signal empfangen. Das kann wirtschaftlich sein, wenn wenige Anforderungen bestehen. Die Einbindung von klassischen Heizungen nimmt tendenziell etwas ab, da Klimasysteme meistens ihre eigene Fernbedienung mitbringen, die auch sehr gut zur Anwendung passt und nicht sehr gut in KNX o. ä. einbindbar ist.


Im Privathausbau wollen sich viele für die Zukunft absichern, indem sie die Bus-Systeme als Pseudo-SPS aufbauen, d. h. fast alles zentralisieren und nur die Eingabeebene (Tastsensoren) verteilen. Selbst die Binäreingänge für die Fenstersensoren, die oft wirtschaftlicher dezentral wären, werden zentralisiert auf Binäreingänge geschaltet.

Es gab hier im Forum aber auch einen Thread von jemand mit einer älteren Peha-Steuerung (zentral), der froh war um diese zentrale Installationsweise, da so leicht ein Umstieg auf ein anderes System (KNX, SPS o. ä.) möglich wird.

[Alerath]

Danke für die beiden echt ausführlichen Antworten. Um das Ganze zu präzisieren: Es gibt ein Hausbau-Projekt, bei dem Modular Räume erweitert werden können. Es ist noch nicht klar, in wie weit es modular sein kann: entweder nur für den Planer, da andere Aspekte (vor allem Heizung) schwer umsetzbar scheinen, oder im Nachhinein aufstockbar von zB 3 auf 10 Module für das Haus, eigentlich soll es also mit kleinem Aufwand möglich sein Räume an die bestehende GA anzuschließen.

Wie gesagt, ich werde euch Planung in ca. einer Woche zeigen können, zumindest die Idee dahinter. Die All-IP Lösung klingt interessant, da diese Leitungen über eine hohe Bandbreite verfügen. Kennst du in dem Bereich spezielle Hardware?
Welche Heizsysteme kämen denn in Frage? eine elektrische Fußbodenheizung wäre natürlich das einfachste, aber aufgrund der Energieeffizienz kommt das nicht in Frage, ähnliches gilt für Infrarot. Allerdings finde ich bis jetzt kein Heizsystem, welches modular gut erweiterbar ist.

Schöne Grüße,
Maiko

[raman]

Für Deine Anwendungszwecke wird es recht schwer eine recht einfache Lösung zu finden. Die stark IP-orientierten Lösungen dürften noch zu teuer sein für Deinen Anwendungsfall, ausser das Gebäude bekommt einen Administrator.

Sind die Module alle mit gleichem Inhalt, also wie Zimmer eines Hotels? Es gibt eine Reihe von modularen Hausbausystemen. Persönlich würde ich annehmen, dass Funklösungen z. B. für Jalousien hier am besten geeignet sind. Andere Sachen eben autark pro Raum.

Für Hotelzimmer gibt es viele schöne spezielle Lösungen, die auch gleich die für den Gast sichtbaren Bedienelemente sehr klar und einfach darstellen.

Ohne mehr Informationen wird es schwer eine sinnvolle Empfehlung abgeben zu können.

Tendenziell wäre eine elektrische Bodenheizung in den Sanitärbereichen sinnvoll. Dezentrale Lüftungsgeräte.

In den Wohnräumen würde ich eher über Split-Klimageräte nachdenken. In Deinem Fall wohl eben eines pro Modul. Modul tönt auf jeden Fall nach Leichtbau und diese Gebäude weisen alle erhebliche Temperaturprobleme auf. Falls Du das nicht willst, würde ich über elektrische Heizung nachdenken und zwar als Bodenheizung.

Sollte es eine Art Kernmodul geben, würde ich eine Luftwärmepumpe dort installieren, wo auch die Dusche versorgt wird. Ggf. macht ein Wasserspeicher Sinn oder Durchlauferhitzer. Die restlichen Räume mit einem "Schlauch" an einen Heizkreisverteiler anzuschliessen ist einfach.

[GLT]

Das Problem möglichst modularer GA ist dein geringstes - an anderen Stellen hakt es gleich viel eher...

Es gibt ein Hausbau-Projekt, bei dem Modular Räume erweitert werden können......wie weit es modular sein kann:..... im Nachhinein aufstockbar von zB 3 auf 10 Module für das Haus

Bodenplatte, Statik, Ver-/Entsorgungsleitungen, HLS-Anlagen, Steigstränge, Fallleitungen, Elektroanlagen,......

Welche Heizsysteme kämen denn in Frage? eine elektrische Fußbodenheizung wäre natürlich das einfachste, aber aufgrund der Energieeffizienz kommt das nicht in Frage, ähnliches gilt für Infrarot. Allerdings finde ich bis jetzt kein Heizsystem, welches modular gut erweiterbar ist.

Mit jedem Raum kommen Heiz-/Kühllasten hinzu - entweder ist das Grundsystem anfänglich zu gross oder hinter zu klein - denn mit irgendwelchen Grössen musst Du ja beginnen. Alle anderen Ver-/Entsorgesysteme betrifft das ggfs. ja auch.

Natürlich könnte man Heizungen mit möglichst kleiner Leistung kaskadieren - aber in Summe auch teuerer.

Wir fangen einfach mal mit 3 an u. ver3fachen auf 9/10 wird idT etwas aufwändig.
Jedem Raum ein eigens KWL-Modul mit Klimaoption anzuhängen wird halt optisch eine Herausforderung.

[Alerath]

Hier ist das Projekt, um das es im Endeffekt geht. Der Stand ist immernoch so von 2012, und es wurde eine recht unsinnige GA installiert, viel davon abhängig, was Sponsoren geliefert haben. http://sde2012.htwg-konstanz.de/en/the-house.html

Die Grundidee des Hauses ist ein An- und Abbau von Modulen.Bis jetzt ist allerdings eine fluide Fußbodenheizung verlegt, die einen Anbau nur mit Tausch der Wasserpumpe zulässt. Ich bin aufgrund der Heizkosten per Strom gegen eine elektrische Fußbodenheizung, außer für zB das Bad.

Ich denke, dass es auf folgendes Hinauslaufen wird: Für die Planung der GA ist es egal, ob 3 oder 30 Räume gebaut werden, da die GA so aufgebaut ist, dass sich an der Art des Aufbaus nichts ändert. Wenn möglich wäre es natürlich auch gut auf verschiedene Nutzungen vorbereitet zu sein. Man hat sozusagen die Grundausstattung Büro und Wohnraum und kann diese dann noch nach Kundenwünschen verändern.
Das Heizsystem würde ich so auslegen, dass noch 1 oder 2 Räume ohne größere Umbauarbeiten angebaut werden können, aber eine Erweiterung von wie gesagt 3 auf 10 wird es wohl nicht geben (können).

Zu meinem Hintergund: Ich studiere Medientechnik, bin also nicht direkt vom Fach. Allerdings finde ich das Thema sehr spannend und vor allem sinnvoll. Ich habe mich während meinen Jobs im Studium vor allem mit Lichttechnik und -design auseinander gesetzt. Im Studium selbst ging es viel um Filmtechnik. Ich bin also ein Neuling auf dem Gebiet, wenn also Fragen sehr trivial erscheinen, dann bitte ich darüber hinwegzusehen.