Připomeňme si „inteligentní“ systém KNX

Každý investor si před zahájením stavby ať již bytu, rodinného domu, administrativní, či jiné budovy představuje, že objekt bude energeticky úsporný, se zcela samočinným provozem mnoha funkcí, s příjemně vytvořeným prostředím a s plným pohodlím.

Použití stavebnicového systému KNX pro realizaci této instalace je velmi dobrá cesta ke splnění všech požadavků. Jde totiž o jediný celosvětově normalizovaný elektroinstalační systém [1] určený k řízení všech funkcí jak v obytných, tak i v komerčních a podobných budovách, od těch nejmenších až po nejrozsáhlejší objekty. Systém je již téměř 30 let používán, neustále doplňován aktuálně technicky nejvyspělejšími řešeními. Přitom je vždy zaručena součinnost mezi těmi nejstaršími i nejnovějšími přístroji ve společné instalaci. A navíc tyto výrobky mohou být od různých výrobců. Na dodávkách prvků pro KNX instalace schopných bezproblémové spolupráce se podílí více než 400 producentů z celého světa.

Obr. 1. Některé z možností systému KNX

Jakými funkčními oblastmi, mimo osvětlení a silové zásuvkové obvody, může být vybavována současná nová či rekonstruovaná budova? A to ať již jde o moderně vybavený byt, rodinný dům, či komerční, nebo podobný objekt Lze se zmínit alespoň o některých z nich:
– systémy vytápění, ventilace a klimatizace,
– řízení stínicí techniky,
– elektronické systémy zabezpečení a požární systémy,
– přístupové systémy,
– hospodaření s vlastními zdroji energií,
– začlenění do nadřazeného (městského) systému řízení spotřeby energií,
– hospodaření s dešťovou a odpadní vodou, zalévání zahrady,
– ohřev užitkové vody,
– optimalizace spotřeby energie uvnitř objektu,
– elektromobilita,
– tepelná čerpadla,
– fotovoltaika,
– bazén a sauna,
– vyhřívání chodníků a okapových žlabů atd.

Společné řízení naznačených funkcí ovšem neznamená, že by v instalaci nemohly být použity různé specializované systémy. Naopak, rozsáhlé osvětlovací soustavy budou sice ovládány po sběrnici KNX, ale jednotlivá svítidla budou pracovat na sběrnicích DALI. Technologické celky vytápění, vzduchotechniky, klimatizace apod. budou sice řízeny vlastními řídicími jednotkami, ale v úzké spolupráci s dalšími funkcemi na sběrnici KNX, při individuálním, vzájemně nezávislém řízení teplotních režimů v jednotlivých místnostech. Řízení společným systémem má i další výhodu – společnou vizualizaci, společné přístupy na dálku. To také znamená možnost vytvářet libovolné společně ovládané skupiny předmětů prostřednictvím scén nebo centrálních funkcí. V případě KNX instalace to představuje pouze softwarové provázání jejich činností bez potřeby jakýchkoliv přídavných přístrojů. Přitom kterýkoliv předmět může být součástí i několika takovýchto scén i centrálních funkcí.

Spolupráce celé řady systémů v jedné instalaci rovněž značně snižuje počet přístrojů zapojených do instalace. Při použití vzájemně nezávislých systémů je třeba využívat některé typy přístrojů opakovaně – v každém dílčím systému jeden. Kdežto po zakomponování do společného systému KNX může jeden takovýto přístroj podávat potřebné informace do všech částí. Například magnetické kontakty (používané jako okenní, dveřní atd.) mohou předávat svou jedinou informaci s mnoha významy, jak je znázorněno na obr. 2.

Obr. 2. Funkce magnetického kontaktu

Velmi snadné je vytváření různých scén – kombinací provozních stavů osvětlení, stínění, režimů vytápění apod., pro různé příležitosti. Stejně tak mohou být vytvářeny časové programy a centrální funkce. Například při odchodu z domu je vypnuto veškeré osvětlení, žaluzie jsou uvedeny do předem definovaného stavu, vytápění se přepne do útlumového režimu atd. Anebo se uvede do činnosti časový program pro imitaci přítomnosti osob v objektu.

Čím větší množství různých činností je funkčně vzájemně provázáno libovolně rozsáhlou škálou podmínek a vzájemných vazeb, tím vyšší energetické efektivity lze dosáhnout. Například v objektu České pojišťovny v Praze byly úspory energie vyčísleny na 60 % ve srovnání s klasickými řešeními, tedy se vzájemně nespolupracujícími řídicími systémy [2]. Z rozhovorů s uživateli rodinných domů vybavených KNX systémovými instalacemi vyplynulo, že z jejich pohledu a ze srovnání s obdobnými objekty, avšak vybavenými vzájemně nespolupracujícími technologickými celky mají výrazně nižší spotřebu energie. Někteří z nich uvádějí, že pro stejný komfort vystačí až s poloviční spotřebou energie než v jejich sousedním stavebně přibližně stejně velkém objektu, avšak nevybaveném KNX instalací. Téměř v jakékoliv KNX instalaci s řízením většího počtu funkčních oblastí lze dosáhnout nejméně 30% úspor energie. Přitom tyto úspory nemají žádný vliv na potřebný komfort, na tepelnou pohodu apod. Energie je totiž spotřebovávána účelně vždy jen tam, tehdy a v takové míře, jak je zapotřebí v daných místnostech, v čase jejich aktivního využívání. Plýtvání energií neboli její zbytečné využívání je v podstatě znemožněno. A to je právě hlavním zdrojem úspor.

Obr. 3. Pravděpodobnost četnosti poruch v závislosti na době provozu

Obzvláště v komerčních budovách se relativně často mění způsob využívání některých prostor, což je způsobeno odchodem některých uživatelů a následným příchodem uživatelů jiných. To vede ke změnám požadavků na vybavení elektrické instalace a také na způsoby ovládání funkcí. Co se týče komerčních budov, bývá obvyklé, že jsou na takovéto změny připravené – jsou v nich stropní podhledy, zdvojené podlahy nebo parapetní rozvody dovolující snadné a rychlé úpravy, včetně změn v prostorovém uspořádání např. výstavbou nových nebo odstraněním existujících lehkých příček. Doplňované nebo vyměňované prvky je tedy možné snadno připojit ke sběrnici KNX. Po jejich naprogramování je potřebná změna dokončena s nepatrnými náklady.

Obr. 4. Systém KNX šetří energii v dětské části motolské nemocnice

Všechny KNX přístroje podléhají povinným zkouškám v souladu se soubory norem [1]. Například zkouška přirozené odolnosti proti špičkám přepětí je náročnější, než je tomu u spotřební elektroniky. Je stejně náročná jako při zkouškách elektronických prvků pro průmyslové aplikace. Pro vyhovění KNX přístrojů nepostačují běžné zkoušky elektrických vlastností a elektromagnetické kompatibility. Nejrozsáhlejší zkouškou je prověření schopnosti bezproblémové komunikace s přístroji ostatních výrobců. Ovšem dalším kritériem zabezpečujícím vysokou provozní spolehlivost je montáž celé instalace podle doporučení mezinárodní asociace KNX a také využití všech stupňů přepěťových ochran.

Pro četnost poruch v instalaci, v závislosti na době jejího provozu, platí obecná závislost podle obr. 3. Část A křivky s možnou vyšší četností poruch se týká doby zahořování, tedy doby obvykle zahrnující poskytovanou záruční lhůtu. Zde se mohou projevit skryté výrobní vady.

Část B křivky naznačuje ustálený stav po zahoření zařízení. Četnost poruch sice nemusí být nulová, avšak je zcela zanedbatelná, je na určité ustálené hodnotě. Teprve v době před koncem životnosti sledovaného zařízení začíná četnost poruch narůstat (část C). Od doby X tedy nastává doba pro rekonstrukci.

Obr. 5. Systém KNX řídí světelné scény v expozici muzea Moravského krasu u jeskyně Výpustek

Jak dlouhou lze uvažovat onu téměř bezporuchovou část B (ovšem se započtením části A) křivky u KNX systémových instalací? U objektů vybavených systémem KNX lze současnou praxí prokázat, že se zanedbatelným počtem poruch jsou stále v bezproblémové činnosti (tedy v části B grafu) instalace zhotovené před mnoha lety. Nejstarší KNX instalace jsou v provozu již více než 25 let, aniž by se projevovaly náznaky přiblížení se k bodu X. Je tedy zřejmé, že prozatím není možné zodpovědně určit skutečnou průměrnou životnost těchto instalací. Ovšem i bez ohledu na tento fakt je nejpozději po uplynutí 25 až 30 let v komerčních a podobných objektech obvyklé, že se rekonstruují. Znamená to, že jsou odstraňovány i perfektně fungující prvky v instalaci, protože i tato instalace se kompletně rekonstruuje. Avšak v obytných budovách se zpravidla vyměňují pouze vadné prvky. Přitom lze ale výhodně nahrazovat méně výkonné staré přístroje novými, schopnými vykonávat výrazně větší počet funkcí, protože jsou vybaveny rozsáhlejšími aplikačními programy. Jeden nový přístroj tak může nahradit i několik přístrojů z dřívější výroby.

Podklady:
[1] Soubory norem ČSN EN 50090, ČSN ISO IEC 14543.
[2] https://www.knxcz.cz/images/clanky/Energy-Efficiency-With-KNX_en.pdf

---

Vyšlo v časopise Světlo č. 2/2019 na straně 36.
Tištěná verze – objednejte si předplatné: pro ČR zde, pro SR zde.
Elektronická verze vyšlých časopisů zde.