Zweckbauten in Flensburg kommunizieren über KNXnet/IP

Das Bussystem KNX/EIB hat sich in der Gebäudeautomation durchgesetzt und ist mittlerweile Standard im Zweckbau. Zu seinen Vorteilen zählen die Möglichkeit zur Integration verschiedener Gewerke, kompatible Produkte, kurze Montagezeiten sowie die einfache Handhabung. Der KNXnet/IP-Standard erweitert nun KNX/EIB um die Kommunikationsmöglichkeiten des Internets. Die Stadt Flensburg nimmt hier eine Vorreiterrolle ein.

Heute sind Datennetze in fast allen Zweckbauten vorhanden. Sie lassen sich für die Gebäudesystemtechnik einfach nutzen: durch den offenen KNXnet/IP-Standard. Das KNXnet/IP-Protokoll erlaubt eine schnelle Kommunikation, die einfache Anbindung an übergeordnete Systeme per Internet-Protokoll (IP) sowie den direkten Zugriff von jedem Punkt im IP-Netzwerk auf die KNX/EIB-Installation.

Intelligente Vernetzung

KNX/EIB steht für ausgereifte und weltweit eingesetzte intelligente Vernetzung moderner Haus- und Gebäudesystemtechnik. KNX/EIB wurde als System entwickelt, das für alle wichtigen Anlagen in der Gebäudetechnik eingesetzt werden kann. Einzelne Gewerke können so gemeinsam geplant und ausgeführt werden. Der dabei verwendeten Bustechnik liegt ein gemeinsamer weltweiter Standard zugrunde: Die EN 50090-Geräte, die diese Norm erfüllen, müssen geprüft und zertifiziert sein und erhalten das Zeichen KNX/EIB. Jeder Hersteller solcher Geräte hält sich an die definierte Norm, so dass sich alle Geräte gegenseitig verstehen. Dies vereinfacht die Planung und Ausführung und ermöglicht ohne Zusatzaufwand eine viel höhere Funktionalität und mehr Komfort. An der kontinuierlichen Weiterentwicklung dieser Systemtechnik war Siemens federführend beteiligt: Die Bustechnik auf Basis von KNX/EIB wurde bei Siemens unter Gamma instabus entwickelt. Über Gamma instabus kommunizieren Geräte und Anlagen im und am Gebäude miteinander. Gamma instabus steuert gewerkeübergreifend beispielsweise Beleuchtung, Jalousien, Heizung, Belüftung oder Sicherheitstechnik. Durch die Möglichkeit der Vernetzung sind Funktionen realisierbar, die bisher mit herkömmlichen Elektroinstallationen nur mit hohem technischem Aufwand zu verwirklichen waren.

Bei KNX/EIB-Installationen geben Sensoren wie Bewegungsmelder und Thermostate ihre Informationen über die Busleitung an Aktoren, die dann beispielsweise die Beleuchtung oder die Heizung eines Gebäudes steuern. Die durchgängige Verknüpfung lokaler und weltweiter Netze hat auch der Gebäudesystemtechnik neue Wege eröffnet. Selbst global verstreute Liegenschaften lassen sich zentral und von einem frei wählbaren Ort aus kostengünstig rund um die Uhr überwachen und steuern.

Entfernungen überbrücken

Um diese Kommunikation herstellerübergreifend zu fördern, hat die KNX-Association mit KNXnet/IP einen offenen Standard für die Fernkonfiguration, den Fernbetrieb und die schnelle Kommunikation zwischen KNX/EIB-Linien und -Installationen geschaffen. So spielen Entfernungen der einzelnen Liegenschaften bei der Überwachung und Steuerung keine Rolle mehr. Parameter, beispielsweise Zeiten und Werte, lassen sich durch Fernzugriff leicht ändern. Durch Melden von Zuständen, wie Leuchtmittelausfall oder Füllstand, lässt sich die Wartung bei Bedarf und nicht auf Verdacht beziehungsweise in festen Zeitabständen durchführen. Der KNXnet/IP-Standard legt fest, wie KNX/EIB-Telegramme über ein IP-Netzwerk zu senden sind.

Ein IP-Netzwerk besteht aus Teilnetzwerken, die mit den Linien beim KNX/EIB verglichen werden können. Die Teilnetzwerke werden über Router miteinander verknüpft. Mehrere Teilnetze können ein Firmennetz bilden, das über einen Router mit dem Internet verbunden ist. Das Internet bildet einen weltweiten Backbone für die Kommunikation zwischen verschiedenen Teilnetzen unterschiedlicher Größe, von einem bis zu mehreren hunderttausend Teilnehmern.

Flensburg spinnt das Netz

Die Vorteile der Kommunikation über das Internet nutzt die Stadt Flensburg schon heute. Und sie baut die Vernetzung ihrer Liegenschaften im Stadtgebiet und in der Umgebung über KNXnet/IP weiter aus. Sie verbindet hierfür zahlreiche KNX/EIB-Anlagen im Dauerbetrieb. Eine solche Vernetzungsleistung ist in Deutschland derzeit einmalig. Heute sind bereits 17 Liegenschaften - überwiegend Schulen über KNXnet/IP vernetzt. Mindestens ein IP-Router stellt die Verbindung mit dem Ethernet her. Viele Liegenschaften werden über DSL-Strecken mit dem Technik-Netzwerk verbunden.

Seit über zwölf Jahren setzt die Stadt Flensburg mittlerweile KNX/EIB-Installationstechnik in Gebäuden ein. Die gesamte Gebäudesystemtechnik der nahe gelegenen städtischen Gebäude kann über KNX/EIB eingesehen und zu jeder Tages- und Nachtzeit überwacht und bedient werden. Diese Vorteile sollen jetzt auch für andere, weiter entfernte städtische Liegenschaften zum Tragen kommen. Schulen, Museen, Theater, vermietete Gewerbegebäude, Kindergärten und Schwimmbad, die bereits seit längerem mit der KNX/EIB-Technik ausgestattet sind, werden nun über den neuen Ethernet-Standard KNXnet/IP miteinander vernetzt. Über die Entfernung hinweg waren diese Liegenschaften bis heute Inselanlagen, die nur im Gebäude selbst überwacht und bedient werden konnten. Die KNX/EIB-Anlagen werden durch die Vernetzung über eine große Entfernung zu einem System.

Die Gebäudetechnik kann zukünftig sowohl dezentral als auch zentral überwacht und bedient werden. Störungsmeldungen gehen beim Hausmeister vor Ort und auch im Technischen Rathaus ein. Die Verantwortlichen setzen sich dann umgehend miteinander in Verbindung und klären, wie auf die Störung zu reagieren ist. Fällt beispielsweise die Heizung aus, so ist dies im Sommer sicher nicht so dringend. Im Winter muss auf diese Störung sofort - auch nachts und am Wochenende - reagiert werden.

Horizontale und vertikale Kommunikation

Die Ethernetverbindung ermöglicht die Kommunikation der Liegenschaften sowohl vertikal als auch horizontal. Das bedeutet, dass im Technischen Rathaus eine Visualisierung aller Liegenschaften vorhanden ist. Es bedeutet aber auch, dass die Querverbindung zwischen den Liegenschaften grundsätzlich gegeben ist. Neben der Visualisierung der Anwendungen in kilometerweit entfernt liegenden Gebäuden ermöglicht das System auch den Zugriff. Zum Fernzugriff über IP gehören Fernkonfiguration, Fernbetrieb und die schnelle Kommunikation zwischen KNX/EIB-Linien und -Installationen. Damit werden die Möglichkeiten der Gebäudesystemtechnik auf vorhandene Datennetze erweitert. Das senkt die Kosten für Errichtung, Betrieb und Wartung der Gebäudesystemtechnik.

Für die Zukunft gerüstet

Effektivität, Sicherheit, Wirtschaftlichkeit und einfache Bedienung der Visualisierung sind die wichtigsten Argumente für die Verbindung der KNX/EIB-Anlagen in den Liegenschaften der Stadt Flensburg über Ethernet. Die bewährte KNX/EIB-Technik erhält so durch KNXnet/IP ihre zeitgemäße und zukunftssichere Erweiterung. In Zukunft sollen alle Schulen im Stadtgebiet vernetzt werden. Auch alle kulturellen Einrichtungen wie Museen, Theater, Bücherei oder Kindergärten sollen diesem positiven Beispiel folgen. Der wesentliche Vorteil dabei ist die zentrale Übersicht über die wichtigsten Anwendungen sowohl vom Technischen Rathaus aus als auch vom Hausmeister in der Liegenschaft. Zudem ist eine schnelle und angemessene Reaktion auf Störmeldungen sichergestellt. Der Hausmeister erhält hierbei Unterstützung von einem zentralen Bereitschaftsdienst, der für ihn rund um die Uhr als Ansprechpartner zur Verfügung steht.

Grundidee von KNX/EIB

• Sensoren (z.B. Taster, Windmesser), die Informationen in Form von Telegrammen erzeugen

• Aktoren (z.B. Schaltrelais für Licht, Jalousien), welche die empfangenen Telegramme in Aktionen umsetzen

• Busleitungen, die alle Sensoren und Aktoren für den Telegrammverkehr miteinander verbinden

• KNX/EIB ist sehr flexibel und jederzeit an neue Bedürfnisse anpassbarNutzen der IP-Anbindung

• Gebäude können zentral überwacht werden • Vorhandene Strukturen wie IP-Anbindungen und KNX/EIB-Installationen werden genutzt

• Kostensenkung durch übergreifendes GebäudemanagementVernetzung mit GAMMA instabus

• Um Gebäude wirtschaftlich und sicher zu managen, können alle betriebstechnischen Anlagen auf einem oder mehreren PCs grafisch dargestellt, Betriebszustände eingeblendet und Bedieneingriffe in die Anlage ermöglicht werden. Diese Visualisierung ist sowohl lokal (z.B. bei Tag) als auch in einer entfernt liegenden Zentrale (z.B. bei Nacht) möglich. Der Personalaufwand für die Überwachung verringert sich somit. Gebäude, für die eine Überwachung nicht wirtschaftlich machbar wäre, können mit Gamma instabus überwacht werden. Die Überwachung ist ohne spezielle Überwachungseinrichtungen möglich: Jedes Lichtschalten und jedes Öffnen eines Fensters oder einer Außentür verursacht im Überwachungszustand eine Alarmmeldung.

• Ein schnelles Erkennen und Melden von Störungen wie Heizungsausfall ermöglicht es, Schäden zu vermeiden oder gering zu halten. Die erkannte Störung wird sofort weitergemeldet, über LAN, per E-Mail oder SMS.

• Gezieltes gebäudeübergreifendes Management erlaubt, z.B. den kostengünstigsten Öl-Einkauf durch Überwachung aller Ölstände der Liegenschaften.