Der Energieverbrauch von Heizung, Klimaanlage und Beleuchtung steht in-zwischen auch bei gewerblich genutzten Gebäuden immer stärker im Fokus. Die intelligente Gebäudeautomation hat sich deshalb als wesentlicher Be-standteil zur wirkungsvollen Energieeinsparung etabliert. Gleichzeitig sorgt der Einsatz von Funk-Tastern und Funk-Sensoren für eine drastische Vereinfachung der Gebäudeverkabelung. Ihre volle Stärke entfaltet diese kabellose Technik wenn später Raumaufteilungen geändert werden.

Für den Facility-Manager ist der Einzug seines Unternehmens in neue Räumlichkeiten immer eine große Herausforderung. Die endgültige Nutzungsstruktur und Raumeinteilung sollte eigentlich bereits lange vor dem Bezugstermin fixiert sein, denn die Verkabelung von Lichtschaltern, Jalousientastern und Temperatur-Sensoren für die Heizungs- und Lüf-tungssteuerung muss umfassend mit der Gebäudeautomatisierung abgestimmt werden. Dabei wäre es eigentlich viel einfacher, wenn man auf all diese Kabel gänzlich verzichten könnte. Der Einsatz einer Funktechnologie ist hierfür die ideale Lösung, denn die entsprechenden Schalter und Sensoren brauchen nicht ver-kabelt werden, sondern lassen sich einfach nach der Fertigstellung der Räumlichkeiten an der gewünschten Stelle direkt auf der Wand montieren. Durch diese Tatsache sind hierfür auch keine Installationsdosen erforderlich – es spielt also absolut keine Rolle, ob der Türanschlag links oder rechts ist, ob sich die Türe nach innen oder außen öffnen lässt, ob der Nutzer seine Jalousien in Fensternähe oder neben der Türe schalten will und ob der Platz für den Raumthermostaten möglicher Weise dem späteren Mobiliar hinderlich ist.

Hinzu kommt, dass sich in großen Unternehmen eigentlich kontinuierlich die Abtei-lungs- und Personalstrukturen ändern. In der Regel führt dies auch noch wenige Wochen vor dem Einzug zu diversen Änderungswünschen für die Raumeinteilung. Nachträglich müssen dann mühsam neue Leitungen gezogen oder verlegt werden. Frisch verputztes Mauerwerk muss neu aufgestemmt werden oder soeben fertiggestellte Trockenbauwände müssen nochmals geöffnet werden. Anschließend sind dann auch noch Schmutzintensive Spachtel-, Schleif- und Malerarbeiten erforderlich. Diese Leistungen lassen sich zudem in der Regel nur als teure Regiearbeiten abrechnen.

Im späteren Gebäudealltag gibt’s ebenfalls nicht nur gelegentlich Veränderungen – so werden Projekt- oder Vertriebsteams neu zusammengestellt, ganze Abteilungen müssen umziehen oder in einem Großraumbüro ist ein zusätzlicher Besprechungsraum mit Glaswänden erforderlich. In all diesen Fällen erspart die Funktechnik zeitraubende Verkabelungs- und Rangierarbeiten. Bei entsprechendem Bedarf lassen sich sogar mobile Trennwände realisieren, die dennoch allen erforderlichen Schalt- und Regelungskomfort bieten.

Die meisten lieferbaren Funksysteme bringen allerdings auch Nachteile mit sich. So benötigen Funk-Taster und –Sensoren normalerweise Batterien, die zur Wahrung der Ausfallsicherheit rechtzeitig ausgetauscht werden müssen – für den Facility-Manager bringt dies von Zeit zu Zeit einen erheblichen Logistikaufwand. Zudem erfordern Funksensoren durch ihr Batteriefach eine nicht unerhebliche Bautiefe. Und schließlich kommt es bei größeren Funk-Installationen auf engem Raum auch zu Beeinträchtigungen der Betriebssicherheit.

Wartungsfreie Funk-Sensoren ohne Batterien

Das Technologie-Unternehmen EnOcean aus Oberhaching bei München entwickelt seit dem Jahr 2001 revolutionäre Funksensormodule, die ihren Strom aus der jeweils lokal verfügbaren Umgebungsenergie gewinnen. Dank einer stromsparenden Elektronik und eines extrem kurzen Funktelegramms konnte EnOcean bereits im Jahr 2003 den ersten Lichtschalter anbieten, der seine Energie einzig und allein durch den jeweiligen Tastendruck erzeugt. Das daraufhin gesendete Funksignal im Frequenzbereich 868 MHz dauert weniger als eine Millisekunde und ist damit rund 100 Mal kürzer, als das Signal eines konventionellen Funktasters. Zur Erhöhung der Übertragungssicherheit wird das Datentelegramm zufallsgesteuert innerhalb von etwa 30 ms noch zweimal wiederholt. Durch diese Grundprinzipien können problemlos Hunderte Funkschalter und Funksensoren auf engstem Raum installiert und parallel betrieben werden, denn statistisch betrachtet kommt es selbst bei 200 Funksensoren, die jede Minute einmal senden, nur bei jeder 10.000sten Übertragung zu einer Datenkollision.

Die Funkmodule von EnOcean sind heute so kompakt und flach gebaut, dass sie sich auch nahtlos in bestehende Schalterprogramme einfügen. So misst der Universal-Schaltereinsatz EnOcean Easyfit samt Einzel- oder Doppel-Tastwippe lediglich 55 x 55 Millimeter und ist dadurch kompatibel zu vielen Rahmenprogrammen von beispielsweise Berker, Gira, Jung und Merten. Je nach Einsatzfall kann der Funktaster auch an einen Schrank oder Türstock geschraubt oder geklebt werden. Selbst bei der Planung von Glastrennwänden braucht der Architekt nicht mehr auf die üblichen Lichtschalter und Jalousientaster neben der Türe oder der Durchgangsöffnung verzichten. Beim Schalterdesign besteht ebenfalls ein sehr hoher Freiheitsgrad, denn es gibt auch hochwertige Schalterrahmen aus Glas oder Stein z.B. von PEHA.

Fenstergriff mit Funksender oder Temperatursensor mit Solarzelle

Neben den batterielosen Funksensoren hat EnOcean auch stromsparende Funkmodule für zahlreiche andere Einsatzfälle entwickelt. Sie gewinnen ihre Energie beispielsweise von einer winzigen Solarzelle mit 13 x 35 Millimeter Fläche oder durch das Betätigen eines Zugseils. Das Einsatzspektrum der von Industrie-Partnern realisierten Lösungen reicht von Raumthermostaten mit Solltemperatur-Einstellung über wartungsfreie Funk-Fensterkontakte bis hin zu Rolltor-Zugschaltern in Autowerkstätten. Inzwischen sind sogar Fenstergriffe von HOPPE mit der EnOcean-Technologie ausgestattet worden – sie beziehen ihre Energie unauffällig durch Drehen am Griff und signalisieren dadurch beispielsweise einer Alarmanlage, dass noch ein Fenster offen steht, oder einer Raumklima-Anlage, dass die Heizung des Raumes zur Energieeinsparung heruntergefahren werden kann.

Als weiteres Grundprinzip zur Energiegewinnung erschließt EnOcean derzeit die Differenz von Temperaturen. Demnächst wird es beispielsweise Sensoren zur Erfassung und drahtlosen Übermittlung der abgegebenen Heizkörperenergie geben, die ihren Strombedarf aus dem Temperaturunterschied zwischen dem Heizkörper und der Umluft erzeugen können. Im Feldversuch funktioniert dieses Prinzip bereits bei Temperaturunterschieden von lediglich vier Kelvin – damit kann sekündlich ein Funktelegramm erzeugt werden.

Schnittstelle zur intelligenten Gebäudeautomation

EnOcean-Funksensoren haben eine Reichweite von bis zu 300 Metern im Freien oder bis zu 30 Metern durch Wände und Decken innerhalb von Gebäuden. Zum Empfang der EnOcean-Datentelegramme gibt es für einfache Einzelinstallationen 1- oder 2-Kanal-Schaltaktoren oder Beleuchtungs-Dimmer, die in einer konventionellen Schalter-Installationsdose Platz haben. Auch kompakte Jalousie-Aktoren zur Direktmontage beim jeweiligen Antrieb sind lieferbar. Zudem wurden Empfangsmodule entwickelt, die beispielsweise in einem Mehrfach-Aktor zur Hutschienen-Montage zum Einsatz kommen.

Für große Büro- und Verwaltungsgebäude, für Kliniken und Seniorenheime aber auch für den Einsatz im industriellen Bereich hat EnOcean Funkempfänger mit Schnittstelle zu den verschiedensten intelligenten Automatisierungslösungen entwickelt. Das daraus entstandene Spektrum reicht von EIB-/LON-Gateways bis hin zu Wireless-Adaptern mit RS232-, RS485-, USB- oder Ethernet-Schnittstelle. Inzwischen bieten beispielsweise ABB Gebäudetechnik, Beckhoff, Siemens, Thermokon, Wago und Wieland entsprechende EnOcean-Funkempfänger für ihre Automatisierungssysteme. Für besondere Einsatzfälle hat EnOcean auch bidirektionale Empfangsmodule zur Erhöhung der Funkreichweite in größeren Gebäuden oder zur Rückmeldung von Schaltaktivitäten in sicherheitsrelevanten Anwendungen entwickelt.

Die batterielosen Sensoren von EnOcean haben sich auf breiter Front etabliert. Aqualisa entwickelte beispielsweise zur Modernisierung von Gebäuden in Regionen mit antiquiertem Wasserleitungsnetz eine Funkfernbedienung für Duschen. Diese digitalgesteuerten „Powershower“-Systeme aktivieren erst bei tatsächlichem Wasserbedarf im Badezimmer eine entsprechende lokale Pumpe zur Erhöhung des Wasserdrucks. Für mehr Flexibilität im Gebäude sorgen die batterielosen Handsender von Omnio oder von PEHA – sie eignen sich zur Fernsteuerung von elektrischen Sonnenschutzmarkisen auf der Terrasse ebenso, wie zur Steuerung von Medienräumen und die Garagentorsteuerung aus dem Auto. Die Firma Funktechnik hat schließlich sogar einen Bürostuhl mit integriertem Präsenzmelder entwickelt, der in Arbeitsplatz-Steuerungssysteme integriert werden kann.

Funktechnologie hat sich voll bewährt

Heute bieten mehr als fünfzig Hersteller industrielle Produkte mit EnOcean-Sensoren für die Gebäude-Infrastruktur. Die revolutionäre Technologie findet sich in zahlreichen großen Gewerbeimmobilen. So erhielt das neue Firmendomizil „aviva Munich“ der Bosch Siemens Hausgeräte GmbH schon im Jahr 2003 eine umfassende Funksensorik. Das nach Feng-Shui-Gesichtspunkten konzipierte Bürogebäude zeichnet sich durch eine flexibilisierte Raumaufteilung aus, die sich auf EnOcean-basierte Funkschalter und Raumbediengeräte mit Temperaturfühler stützt. Als aktuelles Beispiel sei die SAP Deutschland genannt - im Frühjahr 2007 hat sie an ihrem Stammsitz in Walldorf zwei neue Gebäudekomplexe mit mehr als 45.000 Quadratmetern Nutzfläche bezogen. Die mit der Gebäudeautomatisierung vernetzte EnOcean-Technologie dient hier der flexiblen Einzelansteuerung von Beschattungs-Jalousien und Arbeitsplatz-Leuchten.

Im Bereich der Altbausanierung hat sich die EnOcean-Technologie ebenfalls schon vielfach bewährt, wie beispielsweise bei der MAN Nutzfahrzeuge AG. Auf ihrem etwa eine Million Quadratmeter großen Werksgelände in Karlsfeld bei München werden seit dem Jahr 2005 kontinuierlich ältere Bürogebäude rohbausaniert und mit batterielosen Sensoren von EnOcean ausgestattet. Auch die Festo AG setzt bei Sanierungen und Neubauten auf die EnOcean Technologie: der Weltmarktführer von pneumatischer und elektrischer Antriebstechnik zur Industrie- und Prozessautomatisierung legt nicht nur bei seinen eigenen Produkten großen Wert auf Innovationen und das Corporate Design. Die Gebäudetechnik folgt ebenfalls diesen Regeln, dazu wählte Festo ein Schalterdesign von GIRA mit alufarbenen Schaltwippen und Glasrahmen in der firmenspezifischen Sonderfarbe „Caerul“. Im Jahr 2005 wurde ein Fertigungsbereich in eine Großraum-Bürostruktur umgewandelt. Dank EnOcean kamen in den per Glas abgetrennten Einzelbüros, Vorzimmern und Besprechungsräumen alufarbene Easyfit-Funktaster im typischen Festo-Design mit blauem Caerul-Rahmen zum Einsatz: sie wurden direkt auf die Glasscheibe neben der Türe geklebt.

Fazit

Die batterielose Funktechnologie von EnOcean bringt dem Facility-Manager nicht nur eine Vereinfachung der Gebäudeverkabelung, sondern eröffnet ihm auch kürzere Reaktionszeiten bei Änderungen der Gebäudeeinteilung. Zudem entfällt an den Sensoren auch jeglicher zyklischer Wartungsaufwand. Gleichzeitig eröffnet sich den Büroanwendern eine größere Freiheit, denn wenn kein Batterietausch erforderlich ist, dann muss auch nicht auf die Einhaltung eines vorgegebenen Installationsortes bestanden werden. Stattdessen ist durchaus denkbar, dass sich jemand seine Jalousiewippe direkt auf den Schreibtisch legt.