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Die Neubauplanung von Büroimmobilien oder anderen Großprojekten des Gewerbe- und Objektbaus kommt heute kaum noch ohne Gebäudeautomatisierung mit systemübergreifendem Netzwerk und zentraler Steuerung aus. Gerade bei umfangreich verglasten Gebäudehüllen sind schon allein die Zusammenhänge zwischen Sonneneinstrahlung und Energiebilanz zu komplex, als dass man sie der Aufmerksamkeit und Findigkeit des einzelnen Büronutzers zur individuellen Steuerung überlassen könnte. Ganz zu schweigen von weiteren Funktionen, die je nach Art des Energiekonzepts und der Gebäudenutzung eventuell in die Automatisierung einbezogen werden sollen, etwa Heizungssteuerungen, selbsttätige Lüftungen und Lichtszenarien oder auch Schließ-, Sicherheits- und Zugangskontrollen.
Alle diese Funktionen lassen sich in einem übergeordneten Netzwerk zusammenfassen und zentral steuern. Was für moderne Büroimmobilien als state oft the art gilt, hat allerdings auch Konsequenzen für die Art, wie wir Gebäude in Zukunft benutzen. Denn mit zentralen Steuerungen werden aus Häusern in gewisser Weise „Hausmaschinen“, die nicht nur einen zentralen Computer benötigen, sondern auch technisch versierte Gebäudemanager, die die Systeme bedienen, überwachen und bei Bedarf umprogrammieren. Genau dies kann sich als Hemmschwelle für die Gebäudeautomation im kleingewerblichen Bereich oder im gehobenen Wohnungsbau erweisen. Denn diese Nutzer werden in der Regel keinen Facility Manager anstellen und sich auch nicht selbst zum Mechatroniker ausbilden lassen.
Trotzdem kann Gebäudeautomation außerhalb von Großobjekten sinnvoll sein, sofern die Anlagen einfach und möglichst intuitiv zu bedienen sind. Sie müssen im positiven Sinne des Wortes „un-komplex“ aufgebaut sein und darüber hinaus einen Mehrwert bieten, der auch für den Privat- und Kleinanwender als Komfortgewinn erlebbar ist.
Geeignet sind vor allem Insellösungen, die einen genau abgegrenzten Bereich der Haustechnik steuern. Solche Einzelsteuerungen haben sich für die Heizung längst bewährt und durchgesetzt. Ein weiteres für die Automation sehr geeignetes Szenario ist im gehobenen Wohnungsbau der motorisierte und zentral gesteuerte Sonnenschutz.
Funktionen des Sonnenschutzes
Mit Jalousien, Markisen, Rollos und Rollläden lassen sich im Grundsatz alle Arten von beweglichen Sicht- und Sonnenschutzvorrichtungen automatisieren. Die Motoren sitzen in der Regel nicht sichtbar in den Antriebswellen und die Motorsteuergeräte können an unauffälliger Stelle, z.B. in Verteilerkästen oder abgehängten Decken, montiert werden. Für die Befehlsübertragung bieten sich Funklösungen an, die den Verkabelungsaufwand reduzieren. Aber selbst wenn eine kabelgestützte Kommunikation gewählt wird, lassen sich die Leitungen im Neubau in der Regel unter Putz sehr unauffällig verlegen. Dadurch sind die technischen Antriebselemente von motorisiertem Sonnenschutz praktisch unsichtbar. Ablesbar wird die Funktionalität lediglich an den Bedienelementen, also an den Einzelschaltern oder den zentralen Steuerungsdisplays. Gerade hier haben die Hersteller in den letzten Jahren beim anspruchsvollen Design nachgelegt, so dass sich Automatisierung auch in hochwertige Wohnumgebungen bruchlos einfügen kann.
Die Bauart des vorzusehenden Sonnenschutzes hängt von den Schutzwirkungen ab, die für das konkrete Objekt gewünscht sind. Der Planer sollte die erforderlichen Funktionen vorher sorgfältig mit dem Bauherrn klären, weil sie neben der Auswahl des Behangs (Jalousie/Markise/Rollo/Rollladen) ebenso Einfluss darauf haben, welche Features die Programmautomatik der Steuerung besitzen muss und welche Funktionen auch bei Abwesenheit der Bewohner automatisch ausgeführt werden sollen.
Angestrebte Schutzwirkungen können beispielsweise sein:
- Sonnenschutz im Sinne von Überhitzungsschutz (auch bei Abwesenheit der Bewohner)
- Sonnenschutz im Sinne von Blendschutz (in der Regel nur bei Anwesenheit erforderlich)
- Sonnenschutz im Sinne von Ausbleichschutz für empfindliche Möbel, Teppiche oder andere Einrichtungsgegenstände (auch bei Abwesenheit)
- Sichtschutz (in der Regel nur bei Anwesenheit erforderlich)
- Einbruchschutz mit Rollläden
- Simulation von Anwesenheit, z.B. während des Urlaubs der Bewohner (die Behänge bewegen sich in programmierten Zeitintervallen),
- Kälteschutz in Winternächten mit Rollläden (ggf. auch bei Abwesenheit der Bewohner).
Messdaten
Erst wenn die Funktionen des Sonnenschutzes geklärt sind, kann das Anforderungsprofil für die Steuerung aufgestellt werden. Herzstück, speziell für alle auch bei Abwesenheit auszuführenden Befehle, ist die programmierbare Uhr des Systems. Eine zweite wichtige Komponente sind die Sonnenwächter, die auf einen Schwellenwert der Strahlungsintensität programmiert werden. Bei Erreichen des Schwellenwertes fährt der Sonnenschutz selbsttätig nach unten und die Räume sind gegen Überhitzung und Ausbleichen der Einrichtung geschützt. Dieses Szenario muss auch bei Abwesenheit der Bewohner greifen, aber selbst bei ihrer Anwesenheit stellt das selbsttätige Schließen einen erheblichen Komfortgewinn dar. Denn das händische Verfahren aller Behänge in einem Einfamilienhaus bei aufkommendem Sonnenschein kann sehr aufwändig sein und außerdem leicht vergessen werden.
Der Sonnensensor sollte eine verzögert.e Reaktion auslösen, damit kleine Wölkchen am ansonsten sonnigen Himmel nicht sofort zu einem Bewegen des Sonnenschutzes führen. Anderenfalls verschleißen die Anlagen schneller und können außerdem durch ihre häufige Bewegung auf die Nerven gehen. Des Weiteren ist zu prüfen, ob nur ein Sonnensensor für das gesamte Haus den Ansprüchen des Bauherrn genügt. Günstiger dürfte oft je ein Sensor pro Fassadenseite sein, weil dann die Räume auf der Schattenseite nicht verdunkelt werden. Ein neben der Uhr und dem Sonnenwächter dritter wichtiger Punkt sind die sicherheitsrelevanten Sensoren und Befehle. Ein Windwächter muss bei beginnendem Sturm alle windanfälligen Behänge einfahren. Analoges gilt für Regen (Markisen) und ggf. auch Frost, sofern bei festgefrorenen Antriebsmechaniken Schäden an den Elektromotoren zu befürchten sind
Neben diesen drei Grundelementen können je nach Situation und Komfortanspruch des Bauherrn oder Nutzers weitere Funktionen wünschenswert sein. Für den Sichtschutz oder den Kälteschutz mit Rollläden in Winternächten ist z.B. ein Dämmerungsschalter denkbar, der die Behänge herabfährt. In Gewerbeobjekten kann außerdem ein Bewegungsmelder sinnvoll sein, der selbsttätig erkennt, ob bestimmte Räume gerade benutzt werden oder nicht.
Sensoren positionieren
Die Messfühler und Sensoren, die die jeweils erforderlichen Witterungszustände erfassen, sind kleine und unscheinbare Bauteile, die nicht unterschätzt werden sollten. Denn sie bleiben sichtbar und beeinflussen eventuell den architektonischen Eindruck des Gebäudes. Für die Auswahl der Montageposition der Wetterfühler ist zu entscheiden, ob für Wind, Helligkeit (= Sonneneinstrahlung) und Niederschlag jeweils einzelne Sensoren oder für alle zusammen eine Wetterstation verwendet werden sollen. Die Kombination der Sensoren in einem Bauteil reduziert den Aufwand für die Befestigung und ggf. Verkabelung, es muss dann jedoch eine Position am Haus gefunden werden, die allen relevanten Witterungseinflüssen in gleichem Maße ausgesetzt ist.
So darf beispielsweise der Windmesser nicht im Windschatten von Gebäudeversprüngen oder Anbauten liegen. Auf den Helligkeitssensor sollte nicht der Schatten von Bäumen, Dachüberständen oder der auszufahrenden Markise selbst fallen. Der Regenfühler schließlich muss tatsächlich nass werden können, jedoch ohne dass er nachträglich abtropfendem Wasser, etwa an einer Traufe, ausgesetzt ist. Optisch und architektonisch am unauffälligsten dürfte in den meisten Fällen die zentrale Wetterstation auf dem Dach sein, sofern sie dort alle relevanten Wetterdaten korrekt erfassen kann.
Steuerung zwischen lokal und zentral
Die Sensoren geben ihre Signale an die Steuerzentrale, wo sie im Sinne des eingestellten Programmablaufs ausgewertet und in Befehle für die Behänge umgewandelt werden. Die Antriebe können einzeln oder in Gruppen angesteuert werden. Bei der Gruppenbildung reagieren dann beispielsweise alle Sonnenschutzeinrichtungen eines Zimmers gemeinsam. Für den Erhalt einer homogenen Gebäudeansicht kann es auch sinnvoll sein, alle Behänge einer Fassadenseite zu einer Gruppe zusammenzufassen.
Die Steuerzentrale wird entweder vom Benutzer selbst programmiert oder es sind bestimmte lebenstypische Programmabläufe bereits vom Hersteller voreingestellt. Die Selbstprogrammierung erlaubt eine sehr genaue Einstellung auf die eigenen Lebensabläufe, verlangt aber auch ein gewisses Maß an Geschick vom Bediener. Der Planer muss hier sensibel einschätzen, wie viel technischen Sachverstand die künftigen Nutzer mitbringen.
Ebenfalls gründlich im Voraus zu bedenken ist die Frage, ob neben der Bedienung an der Steuerzentrale zusätzlich eine lokale Bedienung am jeweiligen Fenster vorgesehen werden soll. Eine solche lokale Bedienung lässt sich mit Tastschaltern oder per Fernbedienung ausführen. Bei Gewerbeobjekten hat die Möglichkeit einer lokalen Korrektur von zentralen Steuerbefehlen erhebliche Vorteile. Die jeweiligen Raumnutzer können die Stellung des Sonnenschutzes ihren momentanen individuellen Bedürfnissen anpassen. Sie erleben nicht das negative Gefühl von Fremdbestimmung.
Netzwerke im Privatbereich
Zu prüfen ist außerdem, ob eine Rückkanalfähigkeit im System benötigt wird. Sie erlaubt die Feststellung der aktuellen Position aller Behänge vom zentralen Steuergerät aus. In kleineren baulichen Einheiten kann die jeweilige Stellung wohl per Augenschein überprüft werden. Bei größeren Wohnungen/Häusern bietet die Rückmeldung der einzelnen Behänge hingegen einen gewissen Komfortgewinn. Dies trifft umso mehr zu, wenn neben dem Sonnenschutz auch die Fenster mit der Automatik geöffnet und geschlossen werden.
Wenn auch die Fensterlüftung in die Automatisierung einbezogen wird, wie es bei den so genannten Wintergartensteuerungen in der Regel der Fall ist, handelt es sich strenggenommen nicht mehr um eine Insellösung für den Sonnenschutz. Andere im Privatbereich sinnvolle Erweiterungen können die Integration der Türverriegelung und Torbedienung in das System sein oder die Ansteuerung der Heizung. Dadurch entstehen kleine Netzwerke, die aber für den Privatier und Bewohner noch beherrschbar sein müssen. Ein gewisses Maß an technischem Interesse kann sicher erwartet werden, zumal der Anteil der Digital Natives in der Bevölkerung allmählich zunimmt.
Trotzdem sollte das Benutzen von Gebäuden und speziell das Wohnen eine im Grundsatz passive Tätigkeit „by the way“ bleiben und nicht in permanent-aktives Bedienen einer „Hausmaschine“ ausarten.
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