Smart Home mit LCN

(openPR) Was macht ein Smart Home aus?

Derzeit ist das „Smart Home“ in aller Munde: Viele Hersteller verkaufen Systeme zur intelligenten Steuerung von Gebäuden. Aber was steckt dahinter? Wie funktioniert solch ein System und welche Vorteile bringt es mit sich?

Der LCN-Bus - Vernetzte Module und Komponenten
Jedes Smart Home basiert auf einer Technologie zum Vernetzen der einzelnen Komponenten. Diese Komponenten sind entweder Sensoren oder Aktoren. Ein Sensor dient zum Erfassen von Informationen, z.B. der Luftqualität im Raum, Temperaturen oder den aktuellen Helligkeitswert. Aktoren dienen zum Ausführen von Befehlen wie Licht einschalten oder Fenster öffnen. Das Zusammenspiel von Sensoren und Aktoren wird über eine Software geregelt, in der hinterlegt wird wie die Aktoren auf bestimmte Informationen der Sensoren reagieren sollen.
Damit dieses Zusammenspiel klappt, müssen alle Teilnehmer vernetzt werden. LCN ist ein drahtgebundener Installationsbus. Das bedeutet, dass alle Sensoren und Aktoren fest, per Leitung, verbunden werden. Vorteilhaft im Falle LCN ist, dass nur eine extra Ader in der eh zu verlegenden Installationsleitung benötigt wird. Der Elektroinstallateur muss also nur eine Leitung mit mehr Adern verlegen. Eine extra Leitung, wie in Bussystemen anderer Hersteller wird nicht benötigt. Das spart Zeit und damit Kosten.

Der Begriff „Smart Home“
In diesen Tagen ist „Smart Home“ ein oft gehörtes Wort. Aber was steckt dahinter? Was ist smart und was nicht? Das Wort smart bedeutet so viel wie klug oder schlau und bezeichnet Geräte und oder Einrichtungen, die die eingangs erwähnte Vernetzung aufweisen. Im Gebäude bedeutet das, dass das erkannt wird, ob ein Fenster geöffnet ist. Ohne Vernetzung würde die Heizung trotz des geöffneten Fenster weiter heizen, was hinsichtlich des Energieverbrauchs natürlich katastrophal wäre. Smart hingegen ist es, Heizung und Lüftung so zu regeln bzw. steuern, das Fenster sich bei schlechter Luftqualität automatisch öffnen, die Heizung in dem Fall aber deaktiviert wird. Genauso ist es smart, wenn die Heizung schon auf dem Weg von Arbeit nach Hause wieder auf Solltemperatur gebracht werden kann. So ist das Gebäude bereits vorgewärmt, wenn man zuhause eintrifft. Ein smartes Gebäude dient also seinen Benutzern, in dem eigenständig Entscheidungen zum Wohl der Benutzer getroffen werden und die „Wünsche“ der Benutzer umsetzt.

Die Smartheit bzw. Intelligenz ist allerdings nicht von vorneherein verfügbar, sondern muss über eine Software wie der LCN-PRO parametriert werden. Hier wird letztendlich festgelegt, wie sich die Aktoren unter den gegebenen Umständen zu verhalten haben. Durch die Programmierung sind vielfältige Möglichkeiten gegeben - So lassen sich Komponenten wie Präsenzmelder (LCN-GBL) für mehrere Zwecke einsetzen. Dieser kann im normalen Betrieb zur Steuerung der Beleuchtung, im Alarmmodus zum Erkennen von Einbrechern genutzt werden.

GVS – Das globale Visualisierungssystem
Das globale Visualisierungssystem dient dazu Gebäude von jedem Ort der Welt zu steuern, sofern ein Internetanschluss vorhanden ist. Ein Zentralrechner wird mit dem LCN-Bus verbunden und stellt die Daten über das Internet bereit.
Da das GVS ein browserbasiertes System ist, ist die Steuerung nicht nur per Computer möglich. So werden auch Smartphones und Tablets unterstützt. Neu hinzugekommen ist die - kostenlose - App LCN-GVS im App Store von Apple und Googles Play Store.
Der Vorteil bei der Benutzung der LCN-GVS liegt in der Kommunikation in beide Richtungen. Einerseits können Daten gesendet werden: zum Beispiel Warnmeldungen wie „Wassereinbruch“ oder bei einem Heizungsdefekt. Andererseits können Daten von mobilen Endgeräten empfangen werden um Gebäude mobil - z.B. über die App - zu steuern. Dazu zählt bspw. das Steuern der Heizung, Öffnen und Schließen von Jalousien oder das Starten einer Zeitschaltfunktion wie bspw. bei einer Anwesenheitssimulation.

Im Smart Building (also der smarten Variante eines Zweckbaus) dient das LCN-GVS vor allem zum Monitoring aller relevanten Funktionen. Durch die Kopplung der Gebäudevisualisierung an die Leitebene (z.B. via BACnet, Modbus oder OPC) können Störmeldungen übersichtlich dargestellt werden.

Smart Homes mit LCN – Möglichkeiten und Funktionen
Im Grunde lassen sich die Eigenschaften eines Smart Homes in die Kategorien Energieeffizienz, Sicherheit und Komfort einteilen. Da auch diese Kategorien durch Steuerungen und Regelungen vernetzt sind, gilt es immer Kompromisse zu finden. Wie hoch ist das Bedürfnis nach Komfort, ohne die Energieeffizienz zu vernachlässigen? Wie sichere ich das Gebäude ab, ohne den Komfort stiefmütterlich zu behandeln? Diese Fragen lassen sich am Besten mit dem geschulten und qualifizierten Elektroinstallateur klären. Er wird die Parametrierung des Systems vornehmen und auf die Wünsche des Kunden eingehen. Vorteil von LCN: Haben sich die Gegebenheiten geändert, zum Beispiel weil das Thema Sicherheit mehr in Fokus gerückt ist, lässt sich die Anlage problemlos – auch noch nach Jahren - auslesen und anpassen.

Energieeffizienz und Betriebskostenreduzierung
In Zeiten immer knapper werdender Ressourcen und dem gestiegenen Umweltbewusstsein vieler Menschen kann auf energieeffiziente Steuerungen und Regelungen nicht verzichtet werden. LCN ist dafür bestens gerüstet, da durch die Vernetzung der Komponenten enorme Einsparpotenziale erreicht werden können. Einfache, aber effektive Methoden sind zum Beispiel das Abschalten der Heizung (bzw. Senken des Sollwerts auf ein niedriges Maß), bei geöffnetem Fenster. Dabei werden die Fensterkontakte per Binärsensor LCN-BT4H ausgewertet. Die Regelung der Heizung geschieht dann softwareseitig und per LCN-AVN (Stellantrieb) als Aktor. Auch die Beleuchtung lässt sich bedarfsgerecht schalten: per LCN-GBL als Präsenzmelder wird Licht nur eingeschaltet, wenn es auch benötigt wird. Wird der integrierte Lichtsensor benutzt, lassen sich die ermittelten Helligkeitswerte zum Betreiben einer Konstantlichtregelung benutzen. So wird Strom eingespart und die für Arbeitsstätten vorgeschriebene Leuchtstärke eingehalten.
Über die Kalenderfunktion des LCN-GVS lassen sich auch Komfort- und Bereitschaftsmodi festlegen. Im Bereitschaftsmodus kann die Raumtemperatur bspw. auf 19°C gehalten werden, um die Aufwärmphase zu verkürzen. Das kann in zum Beispiel in Konferenz- oder Besprechungsräumen von Vorteil sein. Die Kalenderfunktion hilft auch, bei verschiedenen Belegungen oder Nutzarten die Steuerungen anzupassen. Das kommt vor allem bei Schulen vor. In der Regel findet der Unterricht von 8 bis 15 Uhr statt. Finden an einigen Tagen in der Woche allerdings abends noch Veranstaltungen statt (Volkshochschulkurse, Elternabend, Aufführungen, etc.), können diese einfach in den Kalender der LCN-GVS eingetragen werden.
Per Smart-Metering kann der Energieverbrauch bzw. deren Produktion (Photovoltaikanlage, Windrad) genau im Auge behalten werden. Die Messung erfolgt dabei über eine Pulszählung per S0-Schnittstelle am LCN-BU4L. Je nach Anzahl der Stromzähler können verschiedene Bereiche überwacht werden. Über diese gesammelten Daten lässt sich ein Lastmanagement betreiben.

Sicherheit
Natürlich geht es beim Thema Sicherheit in erster Linie um den Schutz von Hab und Gut. Besonders in Wohnbauten kommt aber auch noch hinzu, dass das Eigenheim den Bewohnern ein Gefühl der Sicherheit geben soll.

Mit der Installation von LCN lassen sich sehr einfach Sicherheitsfunktionen integrieren, da sich Sensoren wie Fensterkontakte oder Präsenzmelder gleich für mehrere Aufgabengebiete nutzen lassen. So können diese Sensoren tagsüber zum Energiesparen verwendet werden, nachts – im scharf geschalteten Modus – dienen sie zum Erkennen von Einbrüchen. Durch Mehrfachnutzung sinkt der Kosteneinsatz für die Sensoren selbst, gleichzeitig wird natürlich auch der Installationsaufwand reduziert.

Über die verbauten Komponenten lassen sich auch Mehrzonen-Alarmanlagen realisieren, die man sich wie die Schalen einer Zwiebel vorstellen kann. So können Außenbereich (Parkplatz oder Garten), Innenraum und wichtige Innenräume (Raum mit teuren Kunstgegenständen, Büro, Entwicklung) gesondert überwacht werden. Dabei kann je nach Alarmzone eine andere Alarmierung erfolgen: Wird der Garten betreten, wird eine Voralarmierung – z.B. in Form einer SMS oder Push-Nachricht via LCN-GVS-App – abgesendet. Lässt sich der Einbrecher davon nicht abschrecken, z.B. weil es sich um einen gezielten Einbruch handelt, kann neben der stillen Alarmierung auch lautstark auf den Einbruch hingewiesen werden. Durch die Vernetzung aller Komponenten über den LCN-Bus kann bspw. das Licht eingeschaltet und ein Warnsignal per LCN-MRS ausgegeben werden.
Die festgelegten Zonen lassen sich auch per Zutrittskontrolle schützen. So lassen sich Berechtigungen vergeben, was besonders in großen Zweckbauten von Vorteil ist. So kann bestimmt werden, dass die Geschäftsleitung jeden Raum betreten darf. Die Mitarbeiter hingegen erhalten nur die Berechtigung für die eigenen Räume, nicht aber für die der Geschäftsleitung. Zum Öffnen von Räumen gibt es verschiedene Möglichkeiten: Dies kann entweder per IR-Sender, Transponderkarte (passiver RFID), aktivem Transponder (LCN-ATW) oder auch per Autoschlüssel (per LCN-ULT) geschehen. Jeder „Sender“ erhält eine Seriennummer, die ausgelesen wird. Softwareseitig wird dann überprüft, ob diese Nummer die entsprechende Berechtigung erhalten hat. Ist dies der Fall, öffnet sich die Tür.

Komfort
Der Bereich Komfort unterscheidet sich im Vergleich zu einem herkömmlichen Gebäude in zwei Punkten: Zum einen werden bekannte Funktionen vernetzt und automatisiert, zum anderen kommen neue Funktionen hinzu. Gerade der Bereich Komfort ist eng mit den anderen Teilbereichen eines Smart Homes verzahnt. So werden Sicherheit und Energieeffizienz erst durch ein Bussystem wirklich komfortabel.
LCN übernimmt die Steuerung von Jalousien, Heizung und Lüftung und sorgt für die optimale Belüftung der Räume. Selbstverständlich wird in der Zeit des Lüftens die Heizung abgestellt. Natürlich ist es möglich, jederzeit in die Konfiguration einzugreifen, um z.B. eine spezielle Lichtszene zu wählen oder den Sollwert der Heizung zu verändern. Genau wie beim Betreten des Hauses, kann auch beim Verlassen eine Automatisierung für einen Komfortzuwachs sorgen. Nach Abschließen des Hauses können bspw. alle Fenster geschlossen und verriegelt werden, die Heizung fährt herunter und Geräte wie Herd oder Kaffeemaschine werden automatisch abgeschaltet.

Fazit
Ein modernes Bussystem ermöglicht dem Nutzer Funktionen, die konventionell nur mit extremen Aufwand oder gar nicht zu realisieren sind. LCN bietet darüber hinaus besonders umfangreiche Funktionen, mit dem auch die anspruchsvollsten Wünsche der Nutzer flexibel erfüllt werden können. Der Benutzer kann ohne Aufwand die alltäglichen Aufgaben (Licht an/aus, …) erledigen, hat aber immer noch die Wahl zusätzlicher (Komfort)- Funktionen, kann dabei Energie sparen und sich einfach sicher fühlen.