Einfach zur Gebäudeautomation - Technik zum Wohlfühlen

Wenn ein Bauprojekt geplant und umgesetzt wird, sind die Erwartungen in der Regel hoch und alles soll natürlich so realisiert werden, wie man es sich vorgestellt hat. Schließlich ist das Zuhause der erste Ort, wenn es um Entspannung und Erholung geht – da soll alles stimmen. Das gilt selbstverständlich auch für die Gebäudeautomatisierung. Wie die Praxis zeigt, ist das jedoch häufig nicht der Fall. Je mehr Gewerke und Unternehmen an einem Bauvorhaben beteiligt sind, umso schwieriger ist es, dass der gewünschte Komfort lückenlos umgesetzt wird. Daher ist das Erreichen der gesteckten Ziele um so sicherer, je mehr Arbeiten von einem Unternehmen verantwortet werden, und um so einfacher lassen sich während der Bauphase oder im Nachhinein auftretende Änderungswünsche des Bauherrn berücksichtigen.

In umfangreichen Wohngebäude-Automatisierungsprojekten ist die Forderung, eine Lösung aus einer Hand zu bekommen, oft schwierig zu realisieren. Zu den wenigen Unternehmen, die eine komplexe Hausautomatisierung ohne den Einsatz zahlreicher Subunternehmer planen und umsetzen können, gehört die Beckhoff-Gruppe mit Hauptsitz im ostwestfälischen Verl. Automatisierungskomponenten, Planung und Durchführung der Installation sowie die Integration sämtlicher Geräte und Fremdgewerke kommen hier aus einer Hand: Die Planung und Installation übernimmt Elektro Beckhoff, die intelligente Steuerungstechnik, vom Klemmensystem bis zu den PCs und den Bedienpanels, fertigt und liefert Beckhoff Automation und für die Auswahl und Lieferung der Multimediakomponenten, Haushaltsgeräte und Beleuchtungssysteme ist Beckhoff Technik und Design zuständig. Die Vorteile dieser Unternehmensaufstellung zeigten sich auch bei der Errichtung einer Stadtvilla in Hannover. Hier war die Beckhoff-Gruppe mit der Planung und Umsetzung der gesamten Elektroinstallation betraut.

Die Ausstattung der Stadtvilla ist beeindruckend: Auf etwa 1200 Quadratmetern Wohnfläche in drei Etagen plus einem wohnlich konzipierten Kellergeschoss befinden sich vierzehn Wohn-, Schlaf- und Kinderzimmer, drei Büroräume, vier Badezimmer, zwei Dampfsaunen, drei Küchen, zahlreiche Haushalts-, Abstell- und Technikräume. Ein Fitnessraum, ein Highend-Kino mit 10 Sitzplätzen (für bis zu vierzehn Zuschauer) sowie sämtliche Technikräume befinden sich im Keller. Das Objekt verfügt über einen Fahrstuhl vom Keller bis zum zweiten Obergeschoss. Zwei Dachkuppeln – im Obergeschoss des Treppenhauses sowie über dem großzügigen Wohnzimmer – sorgen für viel Helligkeit im ganzen Haus. Zusätzlich generieren sie solare Gewinne, die im Winter für eine behagliche Atmosphäre sorgen. Die zwei Dachkuppeln lassen sich manuell oder automatisch – abhängig von der Wettersituation – per Motor öffnen, schließen und natürlich auch beschatten. Die Automatisierung im ganzen Haus umfasst die Steuerung der Lichtszenen durch die Beleuchtungssteuerung, die Beschattung der Fenster, die Tageslichtregulierung mit Hilfe der Jalousien, die Heizungs-, Klima- und Lüftungsanlage, die Bewässerung und Beleuchtung des Gartens, einschließlich des Springbrunnens, sämtliche Multimediaanwendungen sowie zahlreiche Einzelraumsteuerungen (z. B. des Wohnzimmers, der Bäder, des Fitnessstudios, des Kinos usw.). Alles läuft auf Wunsch vollautomatisch ab, ein Eingriff des Benutzers ist nicht notwendig. Selbstverständlich können die Bewohner jederzeit Veränderungen vornehmen. Neben den zahlreichen Steuerungsmöglichkeiten stellt das Automatisierungssystem auch umfangreiche Diagnosemöglichkeiten zur Verfügung: Es wird nicht nur angezeigt, welches Ereignis eingetreten ist, sondern auch wo.

Alle Parameter, die zur Steuerung der Gebäudefunktionen benötigt werden, erhält die Haussteuerung über Sensoren. Über die Wetterstation werden z. B. die für die Beschattung notwendigen Daten empfangen; durch Schlüssel mit RFID-Transpondern weiß die Haussteuerung, welche Personen sich im Haus aufhalten. Andere Sensoren melden beispielsweise einen Wasserleitungsbruch oder ein offenes Fenster. Die angesaugte Luft der Lüftungsanlage wird ebenfalls überwacht, um im Falle von Schadgasen die Außenluftzuführung abzuschalten. Zusätzlich zu den sensorischen Daten nutzt die Haussteuerung auch Informationen aus anderen Systemen: So übermittelt die Brandmeldeanlage ihre Daten ebenso an die Haussteuerung wie die Alarmanlage und die Videoüberwachung. Diese zeigt z. B. ungebetene Gäste, die sich außerhalb des Hauses aufhalten, auf den Bediengeräten der Home-Automation und zwar ohne dass der Benutzer die einzelnen Kamerabilder extra aufrufen müsste. Vielmehr öffnet sich bei eingeschalteter Überwachungsfunktion automatisch ein Bildschirmfenster mit dem Überwachungsbild, wenn sich jemand unautorisiert einem Fenster oder einer Tür nähert. Die Fülle der Funktionen der Hausautomatisierung lässt eine vollständige Aufzählung nicht zu; das Spektrum ist jedoch so vielfältig, dass keine Wünsche offen bleiben. Selbst die Flammenhöhe des Kamins und die Lichtfarbe der Beleuchtung rund um die Gartendusche lassen sich wunschgemäß steuern.

Die Offenheit des PC-basierten Steuerungssystems spielt bei diesem Wohnobjekt eine besondere Rolle, da die Industrie-PCs – robuste Herzstücke der Automatisierung – auf die Informationen aller Hauskomponenten zugreifen können müssen. Die eingesetzten PCs sind mit Prozessoren der neuesten Generation ausgestattet, die für hohe Leistung bei niedrigem Energieverbrauch optimiert sind. So beträgt die Leistungsaufnahme eines Beckhoff-PCs in dieser Anwendung lediglich 7 Watt. An vielen Stellen des Gebäudes wurden Panel-PCs verbaut, bei denen Monitor, Bediengerät und PC eine Einheit bilden. Eingelassen in Wände, Schränke oder Arbeitsplatten erlauben sie komfortables Bedienen und Beobachten. Beckhoff hat speziell für die Gebäudeautomatisierung zahlreiche Anbindungen an die verschiedensten Typen von Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen sowie Sicherheits- und Brandmeldeanlagen entwickelt, die eine Integration vieler verschiedener Komponenten nicht nur einfach, sondern auch preiswert gestaltet. Das Zusammenspiel zwischen PC und Klemmensystem über den Kommunikationsweg 'Standard Ethernet' spart bereits bei der Installation viele Kosten, da eine strukturierte Ethernet-Verkabelung in modernen Wohngebäuden dieser Größenordnung ohnehin vorhanden ist. Viele Anbindungen sind bereits als Standard im Beckhoff-Busklemmensystem integriert. So gibt es beispielsweise Komponenten für KNX/EIB, LON, MP-Bus, Dali, DMX, EnOcean, Ethernet sowie serielle Schnittstellen mit diversen Protokollen usw. Die Busklemmen sind am freien Markt erhältlich und können von jedem Elektroinstallateur bei Beckhoff Automation bezogen und eingesetzt werden. Das gebündelte Know-how der Beckhoff-Gruppe erlaubt es jedoch, über das Standardsystem hinauszugehen. So wurde bei dem Hannoveraner Projekt beispielsweise die Steuerung der Heizungsanlage komplett neu programmiert und in die Steuerungsanwendung der Immobilie integriert. Dadurch ist es dem Bauherrn möglich, direkt auf bestimmte Parameter Einfluss zu nehmen, die in der Standardsteuerung des Heizungslieferanten nicht zur Verfügung stehen.

Die Bedienung des gesamten Systems ist denkbar einfach: Das gesamte Haus liegt in virtueller Form auf den (fest installierten oder mobilen) Bediengeräten vor. Zunächst werden der Raum und die gewünschte Funktion (z. B. Gardinensteuerung) ausgewählt und anschließend der gewünschte Wert eingegeben (z. B. 'offen'/'halb'/'dreiviertel'/'zu', womit die Gardine entsprechend geöffnet oder geschlossen wird). Das System ist so einfach, dass auch Neulinge sofort damit zurechtkommen. Die grundlegenden Funktionen benötigen ohnehin kein Bediengerät. Für die Lichtsteuerung stehen in jedem der Wohnräume und an jeder Tür mindestens zwei Taster zur Verfügung, die vorprogrammierte Lichtszenen wie z.B. 'Lesen' oder 'Gäste' aufrufen. Übrigens: Welches Schalterprogramm zum Einsatz kommt, spielt für das Beckhoff-System keine Rolle, denn die Schalter übermitteln lediglich ein Tastsignal an die Steuerung, die wiederum den Impuls auswertet und die vorprogrammierte Aktion ausführt, abhängig von der Uhrzeit oder beliebigen anderen Sensorwerten. So lässt sich das System flexibel an sich ändernde Wohnsituationen anpassen. Auch den Einflüssen von Elektrosmog ist damit wirksam vorgebeugt, was insbesondere in Kinderzimmern sowie in den Schlafräumen eine wichtige Rolle spielt. Das gesamte Steuerungssystem arbeitet nach dem in der Industrie verbreiteten 24-V-Standard. Steckdosen mit 230 V können beim Zu-Bett-Gehen auf Wunsch per Knopfdruck abgeschaltet werden.

Bereits in der Planungsphase arbeiten die drei Unternehmen der Beckhoff-Gruppe eng zusammen. So lassen sich frühzeitig viele Fragen beantworten, die in vergleichbaren Projekten erst nach der Beauftragung der Subunternehmer geklärt werden können. Während der Umsetzung profitiert der Bauherr von der gebündelten Gebäudeautomatisierungs-Kompetenz der Beckhoff-Gruppe: Durch die Tatsache, dass Automatisierungshardware und -software, das Installationssystem bis hin zur Lieferung von Leuchten, Multimedia, Kino, Waschmaschine oder Kaffeevollautomat aus einer Hand kommen, ist gewährleistet, dass sämtliche Komponenten am Ende reibungslos miteinander funktionieren. Ein eigener Schaltschrankbau sorgt schließlich dafür, dass alles den hohen Anforderungen an Qualität und Planungstreue entspricht, wie sie bei Beckhoff üblich sind. Die Komplexität der Anwendung hält sich durch die saubere Topologie in überschaubaren Grenzen. Auf jeder Etage gibt es eine Unterverteilung, wodurch eventuelle Störungen schnell gefunden werden können. Die Automatisierung hilft auch hier mit: Löst ein Fehlerstromschutzschalter aus, wird umgehend eine Störmeldung auf alle Panel gesendet, auf Wunsch auch gleich eine E-Mail an einen Techniker.

Bei so viel Technik kann eine behagliche Wohnatmosphäre wohl kaum noch möglich sein, könnte man meinen. Das Gegenteil ist jedoch der Fall. Durch das Konzept des Automatisierungssystems von Beckhoff und die langjährige Erfahrung in der Umsetzung solcher Projekte, wissen die Beckhoff-Spezialisten nicht nur, wie die Technik funktioniert, sondern auch, wie man sie dezent im Hintergrund hält. So hat der Bauherr z. B. bei der Wahl der Schalter völlig freie Wahl. Das nutzen Kunden, wie im Beispiel der Stadtvilla in Hannover, gerne aus: Hier sind die Taster alles andere als 'Standard' sondern ausgefallener Schmuck. Den Schaltknopf ziert jeweils ein großzügiger Swarovski-Kristall. Die Kameras im Außenbereich wurden im ausgestrahlten Naturstein eingelassen. Bedienelemente erhielten Lackierungen in beliebigen RAL-Farben, damit alles zusammen passt, und die Unterverteilungen sind völlig unsichtbar hinter Wandpaneelen verschwunden. Selbst eigene Tischler beschäftigt das Unternehmen, um die individuellen Wünsche seiner Kunden umzusetzen. So ist in der Stadtvilla von der gesamten Technik nicht viel zu sehen und schon gar nichts zu hören. Trotzdem wird der Bewohner vom technischen Komfort wortwörtlich auf Schritt und Tritt begleitet:

Die Markennamen der in der Hannoveraner Stadtvilla eingesetzten Komponenten lesen sich wie das 'Who is Who' der Edelmarken: Angefangen bei der Bang&Olufsen-Steuerung, über Creston, Rotel, Siedle, B&W, bis hin zu Gaggenau, Miele usw. Nicht zu vergessen: die Marke Beckhoff! Sie ist im Bereich der Industriesteuerungen seit über 25 Jahren weltweit bekannt und steht für ausgeklügelte Konzepte, ausgefeilte Technologie mit höchster Performance und für kompromisslose Offenheit.