VGF&HKL szaklap

Épületautomatizálás: az ésszerű épületüzemeltetés

2005. szeptember 10. | Keszthelyi István |  3430 | |

Az alábbi tartalom archív, 15 éve frissült utoljára. A cikkben szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).

Épületfelügyelet alatt még ma is sokan számítógéppel segített szabályozást, lekérdezést, naplózást, központi beavatkozást értenek. Ennél szélesebb értelmezésre van szükség, amely az épületfunkciók intelligens összekötésére vonatkozik. Értelmezésünk szerint az épületfelügyelet egy épület egészét felölelő és átszövő informatikai és funkciós hálózat.

Mivel az információátvitel legelterjedtebb formája a villamos átvitel, valójában az épületfelügyelet tekinthető akár egy villanyszerelési rendszernek is, amely az alábbi igények kielégítését célozza:
• biztonság,
• kényelem,
• praktikum,
• könnyű karbantarthatóság,
• könnyű változtathatósági lehetőség,
• energia- és anyagtakarékosság,
• kalkulálható nyereség.

E felsorolásból ki kell emelnünk az energia- és anyagtakarékosságot, hiszen ez a legtöbb modern technológiának, eszköznek tervezői alapelve. Gondoljunk a kompakt fénycsövekre, a modern nyílászárókra, épületburkolatokra vagy akár a korszerű fűtési rendszerekre. Vegyünk példának egy divatos, nagy üvegfelületekkel rendelkező épületet, ahol a fűtés és a világítás az üvegfelület nagysága miatt közvetlen összefüggésbe kerül. Itt természetes követelmény, hogy az épületirányításnak ezt az összefüggést kezelni kell tudnia. Az épületgépészet az automatizálási rendszerek fejlesztésének mindig kiindulópontja volt. Egy példaként hozott, nagy üvegfelületekkel rendelkező épület irányítása azonban a világítást, a zsalumozgatást, a szél- és esőérzékelést is érinti. Ma rengeteg professzionális és egyszerű megoldást találunk a piacon, amelyek épületautomatizálási feladatra alkalmasak, amelyek közül a két legnagyobb, a Konnex-EIB és a LON emelendő ki. E kettő közül is a nyíltabb és ma még egyedül szabványos a Konnex-EIB, így cikkünkben ezt a rendszert kívánjuk tömören ismertetni.

Több mint egy évtizeddel ezelőtt néhány európai villamos gyártó létrehozott egy közös gyártói szabványt. A fejlesztés e közös szabvány alapján, így több cégnél folyhatott egyszerre. A cél egy olyan rendszer kialakítása volt, amely
• nagy bonyolultságú feladatok megoldására alkalmas,
• biztonságosan kiszolgál egy nagyobb épületet is,
• számítógép nélkül üzemel,
• nem igényel specialistákat üzemeltetéséhez és tervezéséhez,
• könnyen beszerezhető,
• bekerülési ára piacképes,
• üzemben tartására megfelelő számú és képzettségű vállalkozó áll rendelkezésre,
• nem törekszik monopóliumra, nem zárja ki a piaci versenyt, szabadságot és biztonságot teremt az alkalmazónak a gyártók közötti választás lehetőségével.

A célt sikerült elérni EIB Épületautomatizálási Rendszer néven, amelynek keretében több mint 110 gyártó fejleszt részben hasonló, részben egyedi funkciókra alkalmas elemeket. Az EIB az Európai Installációs Busz név rövidítése. A belső szabvány betartása biztosítja, hogy minden gyártó valamennyi eleme kompatibilis egymással. A gyakorlat számára ez azt jelenti, hogy 110 neves nyugat-európai gyártó (ABB, Berker, Eberle, Heimeier, Siemens, Theben stb.) egymástól szinte függetlenül, hétről-hétre újabb lehetőségeket teremt az alkalmazók számára újabb és újabb fejlesztésű EIB-elemeikkel. Ma Nyugat-Európa jelentős részén az új épületek 10-12 százaléka EIB rendszerrel készül, és hazánkban is 100 feletti a megvalósított, évek óta kiválóan működő rendszerek száma. Olyan hazai létesítmények, mint a MATÁV Rt. új székháza vagy az AUDI-gyár bizonyítják, hogy a rendszer stabil, jó, és sem a felhasználónak, sem a hazai szakembereknek nem jelent gondot. Az EIB nemcsak szakma, hanem a gyártók összefogása, lobby-ja is.

Az összefogás egyik bizonyítéka az EIB Gyártók Szövetsége, a brüsszeli székhelyű EIBA szervezet, amely ellenőrzi a gyártott termékeket, közös marketinget folytat, oktatási központokat szervez az EIB-téma köré, és igyekszik a jó értelemben vett gazdasági fejlődést, az emberi biztonságot, kényelmet, az egészséget és az emberi gondolat által értékes gyártmányok kiszélesítését szorgalmazni. E rendszerhez azóta kapcsolódtak a BatiBus és az EHS gyártói szabványok is. Az így kibővült megoldás a Konnex nevet kapta.

Az EIB/KNX rendszer műszaki felépítése

Busz
Az KNX/EIB rendszer, nevéből következtethetően is egy buszrendszert használ kommunikációra. Az információkat a teljes épületben egy elvileg egyetlen érpárból álló 24/29 V egyenáramú soros buszvezeték közvetíti az elemek között. A buszvezeték nagyobb épületeknél strukturálható, így tartományok, vonalak alakíthatók ki, amelyek a többi épületrészből csak a kívánt adatokat kapják meg, illetve oda csak az igényelt információkat adják. A busz működéséhez szükség van vonalanként egy tápegységre, és összetett rendszernél csatolóelemekre. A buszvezeték egy árnyékolt, 4 darab páronként sodrott, 0,6 mm átmérőjű tömör vezetős rézkábel, amelyen digitális táviratok közlekednek. E jelek fizikailag két ellentétes előjelű féljellel modulálják az alapfeszültség szintjét, így e szimmetrikus jel nem érzékeny a feszültségszintek változására, a külső zavaró hatásokra. A buszvezeték vonalának struktúrája tetszőleges, csak a galvanikus kapcsolat lényeges.

Érzékelők
Az épület számára lényeges eseményeket érzékelők közvetítik a buszra. Ha az érzékelendő esemény egy kapcsolási szándék, akkor egy kapcsoló formájú nyomólap lesz a szenzor, és egyéb jellemzőkre természetesen hőmérsékletérzékelő, nyomásérzékelő, ablaknyitás-jelző stb. szolgál. A rendszer érzékelőelemei önálló intelligenciával rendelkező elemek, amelyek az információ feldolgozása után szabványos táviratokat küldenek az előírt paraméterek szerint.

Beavatkozók

A végrehajtó elemek, azaz az aktorok az események által vezérelten elvégzik a tényleges beavatkozásokat. Ezek legtöbbször relék, amelyeket motorok vagy világítás kapcsolására használunk. Az aktorok, ugyanúgy, mint a szenzorok, intelligens elemek, amelyek a buszról érkező információkban rejlő feladatokat feldolgozás után előírt program szerint hajtják végre.

Működési mód
Az KNX/EIB rendszer eseményvezérelt. Ez azt jelenti, hogy az elemek állandó készenlétben állnak, de nincs információáramlás a buszon, ha nem történt esemény. Mivel az esemény észlelésével megbízott elem önmagán belül végzi a külvilág vizsgálatát, a busz, mint közvetítőközeg, nincs terhelve fölösleges információkkal. Ha például egy szobatermosztát feladata a kívánt 23 0C-os hőmérséklettől való 0,5 0C-nál nagyobb eltérés jelzése, akkor az eseményt a jelzett tartományból való kilépés jelenti, és a termosztát csak a hőmérséklet átlépése után egyszer, vagy a kívánt gyakorisággal többször küld információt erről az eseményről. Ahhoz, hogy az információkat értelmezzük, a történt és a reagálandó eseményeket csoportosítanunk kell. Így a rendszerben az összetartozó elemeket feladatok alapján úgynevezett csoportcímekkel látjuk el. A csoportcím lényegében a feladat neve. Egy példával élve egy szoba fűtése egy csoportcím, amelyhez hozzárendeljük a 22,5 0C-nál hidegebbet jelző termosztátot, és a termosztáttal egy térben lévő radiátorok szelepmozgató motorjait. Egy-egy érzékelő természetesen csak egy csoportcímhez tartozhat, mert csak egyértelmű események jelzésére használjuk őket. A végrehajtók azonban több csoportcímre is reagálhatnak. Egy világítótestet több nyomólapról is vezérelhetünk, vagy egy másik példával élve a radiátorszelepet nem csak a termosztát, hanem az ablaknyitás-érzékelő vagy a portaszolgálat is lezárhatja.

A rendszer egyéb jellemzői

Egy KNX/EIB rendszerhez közvetlenül maximálisan kb. 12 000 darab elem kapcsolódhat, és a buszvezeték hossza egyik elemtől a másikig több száz méter lehet. Valamennyi elem EEPROM-ban őrzi a működésére vonatkozó programot, amelyet az üzembe helyezéskor a kivitelező igényei szerint letöltött, így áramkimaradás esetén a kívánt paraméterek megmaradnak. Az egyes elemek alkalmazói programjait a gyártó szintén szabványos formában készíti el, és több nyelvre lefordítva biztosítja. Ezek a programok parányi modulokat jelentenek egy ETS nevű közös szoftverben, mely modulokat az ETS-program, mint adatbázis-kezelő meghív. Az alkalmazói modulok könnyen érthetők, a feladat bonyolultságának megfelelő szabad paraméterrel rendelkeznek, amelyek beállítása után a megfelelő elembe betöltve a kiválasztott elem azonnal üzemképessé válik. A rendszer hibára való érzékenysége igen kedvező. Az elemek rövidzárra nem érzékenyek. Ha valamely elem meghibásodik, a busz többi része tökéletesen üzemben marad. Abban az esetben, ha a buszon rövidzár lép fel, a kommunikáció a galvanikusan egységes részen természetesen lehetetlenné válik, ezért nagyobb objektumok esetén célszerű a buszt több vonalra vagy akár tartományra bontani, amelyek csak információs kapcsolatban vannak egymással, galvanikusan függetlenek.

A KNX/EIB piacpolitikája
A brüsszeli központú Konnex minden országban nemzeti szervezeteket hoz létre. Ezeknek feladata a rendszerrel kapcsolatos információk hazai nyelvre való lefordítása és az KNX/EIB-vel kapcsolatos információk minél szélesebb körben való terjedésének segítése. A Konnex felfogása szerint egy épületüzemeltetési rendszer sok összetevőből áll. A tűzvédelem, a biztonságtechnika, a világításvezérlés, az épületgépészeti szabályozások egységét képzett villanyszerelők vagy villamosmérnökök, úgynevezett rendszerintegrátorok hivatottak megteremteni. A rendszerek komplett kialakítására való képességet a Konnex minden lehetséges eszközével támogatja, hogy ez ne néhány kiváltságos és drága szakember féltett tudománya legyen, hanem az egyszerű villanyszerelő szakemberek is képesek legyenek javításra, üzembe helyezésre. Így az alkalmazó nem csak a gyártmányok és a márkák helyettesíthetőségéből adódó könnyű beszerzés, hanem a szükséges szakemberigény azonnali, olcsó rendelkezésre állása miatt is biztonságban van. A KNX/EIB rendszerhez tehát nincs szükség specialistákra és drága üzemben tartásra. Az KNX/EIB mára olyan meghatározó tényezővé vált, hogy a legtöbb haladó épületgépészeti gyártó is elkezdte KNX/EIB-kompatibilis eszközeinek gyártását, fejlesztését. A Viessmann, Buderus, Stiebel-Eltron stb. épületgépészeti berendezésein túlmenően ma egyre-másra jelennek meg KNX/EIB-képes hűtőszekrényekkel, főzőlapokkal, mosógépekkel, mikrohullámú sütőkkel a „fehéráruk” minőségi gyártói is. Így ma egy KNX/EIB-vel vezérelt épületben ámulatba ejtő lehetőségek rejlenek.

A kényelmet, luxust és egyben biztonságot, rugalmasságot, távvezérlést és energiatakarékosságot szolgáló rendszer nem olcsó, de 10-20 ezer forint/m2 árból olyan szinten kiépíthető, hogy 10 év körüli megtérülési idővel a rendszer megszolgálja a befektetést. Az KNX/EIB rendszer szigetszerű megoldásokra nem javasolható, mert ott nem gazdaságos, de 30-40 feladat kombinált összekapcsolása esetén már árban és tudásban is maga mögé utasítja legtöbb „versenytársát”. Ma számos ingatlanberuházó belső szabványként előírja a KNX/EIB rendszer alkalmazását, mert ezzel „lemaradt” versenytársai elől el tudja venni a piaci részesedést. Ha a tervezéstől kezdve üzemeltetési szemléletű buszrendszerrel rendelkező megoldásra készülünk, az összes bekerülési költség azonos lesz egy hagyományosan igényes épület bekerülésével.

Helyiségfunkciók
Ezek alatt egy épület humán tevékenységeivel, igényeivel kapcsolatos paraméterek beállítását, részben a környezeti paraméterek változásának érzékelését, és a kiszolgáló műszaki rendszerek végpontjainak működtetését értjük.

1. Gépházi funkciók: a helyiségfunkciók kiszolgálásához szükséges források optimális biztosítása.
2. A helyes szervezési elv épületgépészeti funkciókra.

A fenti két csoportot azért érdemes elválasztani egymástól, mert ezek sebességi igénye, paraméterszükséglete, az üzemeltetéshez szükséges szakismeret igénye egymástól jelentősen eltérhet. Vegyünk erre egy példát: gondoljunk arra, ha egy irodaház egy helyiségében a komforthőmérsékletet jelenlét-érzékelővel vezéreljük. Itt a helyiséghőmérséklet értéke és az emberi jelenlét a helyiségfunkciókhoz tartoznak. A változtatás igénye lassú és ritka. Az emberi individuum szabadsága néhány 0C-os eltérés beállítása, míg a vele szemben támasztott igény pusztán annyi, hogy hagyja épségben a környezetet. Szervizjellegű beavatkozáshoz szintén nem kell nagy felkészültség. Erre a feladatra a KNX/EIB által adott lassabb, de átfogóbb, és szélesebb szakmai szolgáltató bázissal rendelkező megoldásait érdemes választani.

Gépházi vezérlés: ahhoz, hogy ezt forrásoldalról biztosítani tudjuk a többi 50 szoba egyéni igényével együtt, szükség van arra, hogy a fűtőközeget egy kazánnal megfelelő mennyiségben és hőfokszinten előállítsuk. Ez a folyamat, bár közvetlenül függ a helyiségparaméterektől, a stabilitás érdekében helyesen fekete dobozként szabályozandó. Mérjük a külső hőmérsékletet, az előremenő és visszatérő vízhőmérsékletet, a gáznyomást és még a szükséges többi paramétert, és ezek függvényében „real time” üzemben szabályozzuk például a pillanatnyi égőteljesítményt. Itt a változások gyorsabbak, a paraméterek térbeli mérőhelyei koncentráltabbak, külső beavatkozást csak megfelelő szakember végezhet. Ilyen feladatra adott esetben csak egy DDC, illetve a LON-rendszer alkalmas. Fontos megjegyezni, hogy az ember természete és komfortigénye miatt az energia-megtakarítás valódi lehetőségei a rendszerek konstrukciós felépítésének módszerén túl a helyiségfunkciók szintjén adódnak, mégpedig a felesleges működések elkerülésével, mert a gépházi optimalizálás csak néhány százaléknyi nagyságrendben befolyásolja a teljes energiaráfordítást.

Összefoglalás

A modern, környezetbarát, alacsony üzemeltetési költségű építés összefonódik az épületautomatizálási rendszerekkel, és azon belül is a KONNEX-EIB rendszerrel. Minden piaci szereplő számára érdemes a kezdetektől, tudatosan ezzel a technikával és szemlélettel számolni, mert mindenki számára hasznot biztosít, s kiemeli, kényelmessé, biztonságossá, olcsóvá, eladhatóvá teszi épületeinket. E technikával természetesen lehetséges futurisztikusan működő, vagy egyszerűen csak a mindent elsöprő luxusra törekvő épületeket is kialakítani. A gépésztársadalommal szemben a jövő megköveteli a szabályozási, villamos, építész, menedzseri és gazdasági ismeretek elsajátítását, és azok alkalmazását.

Keszthelyi István


Kérjük, szánjon pár pillanatot a cikk értékelésére. Visszajelzése segít a lap és a honlap javításában.

Hasznos volt az ön számára a cikk?

 Igen

 Nem