Digitale Kommunikation in der Gebäudeautomation

In immer mehr Gebäudeautomationssystemen kommunizieren Sensoren und Aktoren dabei über digitale Protokolle miteinander. Generell wird zwischen proprietären, also herstellereigenen, sowie offenen Systemen unterschieden. Gerade in großen Liegenschaften lohnt sich der Einsatz standardisierter Automationsprotokolle, sodass alle Komponenten der Anlage „barrierefrei“ miteinander kommunizieren können und der „Übersetzungsaufwand“ minimal gehalten wird. Des Weiteren ist die Interoperabilität der offenen Systeme ein entscheidendes Kaufargument für Betreiber. Da die Protokolle von vielen namhaften Herstellern angeboten werden, bleibt der Anlagenbetreiber unabhängig in der Wahl seiner Feldgeräte.

BACnet steht für „Building Automation and Control networks“ - ein Netzwerkprotokoll für die Gebäudeautomation, das hauptsächlich in großen Liegenschaften und Zweckbauten zum Einsatz kommt. Der wichtigste Unterschied zu anderen Protokollen: BACnet ist objektorientiert. In einem BACnet-Objekt können mehrere Informationen (sogenannte „Properties) wie z.B. Höchstwert oder Alarmwert einem Objekt zugeschrieben werden, während z.B. bei KNX oder ModBus lediglich der vorhandene Wert („Present Value“) als Datenpunkt angegeben wird. Da BACnet hauptsächlich in der Management- und Automationsebene eingesetzt wird, setzt es auf vorhandene Techniken auf und nutzt in der Regel das Ethernet/Internet Protokoll (IP) als Übertragungsmedium, wodurch es auch problemlos über das Internet kommunizieren kann. Oft wird BACnet dann als übergeordnetes System in großen Installationen verwendet und mit KNX oder LonWorks auf der Feldebene kombiniert.

KNX ist ein weitverbreiteter internationaler Standard, welcher in der Haus- und Gebäudesystemtechnik zur Vernetzung von Sensoren, Aktoren, Steuer- und Regelgeräten, sowie Bediengeräten genutzt wird. Wurde KNX anfangs noch hauptsächlich in Objektbauten eingesetzt, gewinnt der Standard auch immer größere Bedeutung in der Automatisierung privater Wohnungen und Häuser. Gerade bei der Vernetzung verschiedener Gewerke wie Heizung, Lüftung, Jalousien und Beleuchtung kann die Interoperabilität des KNX Kostenvorteile bringen. Laut Umfragen der britischen BSRIA hat KNX in Europa einen Marktanteil von ca. 50%. Über 500 Gerätehersteller sind mittlerweile als KNX-Partner gelistet, Tendenz steigend. Grundlage dafür ist die technische Weiterentwicklung des Standards. Handelte es sich früher noch um einen Zweidrahtbus, wurde KNX mittlerweile um die Übertragungsmedien Ethernet/Internet Protokoll (IP), Powerline und Funk ergänzt. Gerade im Bereich der Funkübertragung sieht sich KNX allerdings starkem Wettbewerb ausgesetzt.

Autarker Multisensor EMSIA von EnOcean mit integrierter Solarzelle zur Messung von Temperatur, Feuchte und Beschleunigung.
Quelle: https://www.enocean.com/de/produkte/enocean_module/iot-multisensor-emsia-oem/

Gerade im Bereich von Lichtschaltern oder anderen betätigenden Elementen kommen immer häufiger autarke Systeme zum Einsatz, die weder extern versorgt, noch drahtgebunden kommunizieren. Der Vorteil liegt auf der Hand: Durch den Wegfall der Verdrahtung spart man Zeit bei Installation, Wartung und Materialkosten. Zudem wird keine externe Energie benötigt, was den Betrieb maximal energieeffizient macht. Ein Beispiel hierfür ist EnOcean. EnOcean ist ein von der EnOcean Alliance gepflegter Standard auf der Basis des Funkbussystems mit 868 MHz. Studien der EnOcean Alliance zeigen, dass bei Anwendung der EnOcean-Technologie Energieeinsparungen in Gebäuden von bis zu 30% erreicht werden können. Die Energie ziehen die EnOcean-Geräte aus der Umgebung. Ob Luftzug, Temperaturunterschiede oder Licht – jede mögliche Energiequelle wird zum batterielosen Betrieb der Sensoren genutzt. EnOcean wächst stark und hat mittlerweile über 300 Hersteller als Partner gelistet.

https://www.enocean.com/
https://www.knx.org/knx-de
https://www.sps-magazin.de/allgemein/kommunikationstechnik-fuer-intelligente-gebaeude/
https://cci-dialog.de/luekk_bacnet_standardisierung_in_der_gebaeudeautomation_fluch_und_segen_cci_wissensportal/
​​​​​​​Gebäudeautomation – Kommunikationssysteme mit EIB/KNX, LON und BACnet | Merz H., Hansemann T., Hübner C. | Hanser Verlag, 3. Aktualisierte Auflage, 2016