Komponenten für Gebäudeautomationssysteme

Sensoren: Die Sinne des Smart Buildings

Sensoren liefern die Datenbasis für die Steuerung von Gebäudefunktionen durch das Erfassen von Gebäudeparametern:

• Temperatursensoren überwachen die Raumtemperatur und/oder Oberflächentemperaturen von Wänden und Böden für eine bedarfsorientierte Regelung von Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen (HLK).
• Bewegungssensoren steuern, oft kombiniert mit Präsenzmeldern, Licht- und Sicherheitssysteme situationsgemäß.
• Luftqualitätssensoren messen die Konzentration von CO₂, Feinstaub und anderen Schadstoffen, neuerdings auch von flüchtigen organischen Verbindungen (VOCs).
• Feuchtigkeitssensoren sind essenziell für die Prävention von Schimmelbefall.
• Der Trend geht zu multifunktionalen Sensoren, die verschiedene Parameter in einem Gerät erfassen.

Bussysteme: Die Nervenbahnen der Gebäudeautomation

Ein zuverlässiges Bussystem ermöglicht die Kommunikation zwischen den verschiedenen Komponenten, wie Sensoren, Aktoren und Steuerungseinheiten. Offene Kommunikationsstandards ebnen der nahtlosen Gebäudevernetzung den Weg:

• Feldbusse und Standards wie KNX ermöglichen durch die Integration von Cloud-Diensten und IoT-Technologien eine zentralisierte Steuerung komplexer Gebäudesysteme.
• BACnet, ein weiteres wichtiges Protokoll für die Gebäudeleittechnik, wird zunehmend um Cybersicherheitsfunktionen erweitert, um den IT-Security-Bedarf von Smart Buildings zu adressieren.
• Besonders in Legacy-Systemen und bei der Integration neuer Sensoren und Steuerungen bietet Modbus eine kosteneffiziente und robuste Basis für die Kommunikation in der Gebäudeautomation.
• Casambi ermöglicht die Wireless-Kommunikation zwischen verschiedenen Leuchten, Sensoren und Schaltern bei einfacher Integration mit anderen Smart-Home-Systemen.
• DALI-2 wird zunehmend in Smart-Building-Systeme integriert, um eine noch präzisere und energieeffizientere Steuerung der Beleuchtung zu ermöglichen.

Steuer- und Regeleinheiten: Das Gehirn der Gebäudeautomation

Steuer- und Regeleinheiten verarbeiten die von den Sensoren erfassten Daten und steuern darauf basierend die Aktoren. Moderne Systeme setzen zunehmend auf künstliche Intelligenz (KI), um den Energieverbrauch bedarfsorientiert zu optimieren:

• KI-basierte Steuerungseinheiten analysieren große Mengen an Sensordaten in Echtzeit und passen die Gebäudefunktionen dynamisch an die aktuellen Bedürfnisse an: für mehr Komfort und Energieeffizienz.
• Intelligente Thermostate lernen die Präferenzen der Nutzer und regulieren die Heizung entsprechend, wodurch Energie gespart und der Komfort erhöht wird.

Funksysteme: Drahtlose Kommunikation für mehr Flexibilität

Funksysteme gewinnen an Bedeutung, da sie die Installation und Erweiterung von Gebäudeautomationssystemen erheblich erleichtern:

• Während Zigbee für Smart-Home-Anwendungen weit verbreitet ist, wird es zunehmend durch den neuen Zigbee 3.0 Standard ersetzt, der eine verbesserte Interoperabilität und Sicherheit bietet.
• Der neue Z-Wave Long Range Standard ermöglicht eine größere Reichweite und unterstützt bis zu 4.000 Geräte pro Netzwerk, was ihn besonders für größere Gebäude attraktiv macht.
• Thread wird oft mit Matter kombiniert, um eine standardisierte, plattformübergreifende Kommunikation zu gewährleisten, die die Integration von Smart-Home-Geräten erleichtert.
• LoRaWAN wird zunehmend in Energiemanagement-Systemen eingesetzt, um den Verbrauch in großflächigen Anlagen wie Campus-Netzwerken zu optimieren.
• 5G eröffnet nicht nur Potenzial für AR/VR-Anwendungen in Smart Buildings, sondern erleichtert auch die Echtzeitsteuerung von HLK-Systemen dank besonders schneller Datenübertragung.

Aktoren: Die Muskeln des Smart Buildings

Aktoren setzen die Steuerbefehle der Regeleinheiten in physische Aktionen um. Sie öffnen oder schließen Ventile, schalten Lichter ein oder aus und bewegen Jalousien. Die Wahl der richtigen Aktoren ist entscheidend für die Effizienz und Zuverlässigkeit der Gebäudeautomation:

• Elektrothermische Ventilantriebe sind besonders in der Heizungssteuerung verbreitet und ermöglichen eine präzise Regelung des Wasserdurchflusses in Heizkörpern oder Fußbodenheizungen.
• Motorisierte Jalousieantriebe sorgen für optimalen Sonnenschutz und tragen zur Regulierung der Raumtemperatur und des Lichteinfalls bei.

Gebäudeautomationssysteme integrieren zunehmend Photovoltaik-Anlagen und Batteriespeichersysteme sowie Energiemanagementsysteme für eine nachhaltige und unabhängige Energieversorgung. KI und Machine Learning in Predictive-Maintenance-Applikationen minimieren die Ausfallzeiten und verlängern die Lebensdauer von Gebäudeautomationskomponenten. Auf der ISH 2025 können SHK-Experten diese und viele weitere Smart-Building-Trends live erleben.