Klasická versus inteligentní elektroinstalace
Chcete-li jednoduchou a levnou instalaci na malý, nebo středně velký dům, klasická instalace je pro vás ideální. Pokud je však požadována univerzálnost řešení, možnost ovládání z centrálních míst nebo pokud je kladen důraz na úsporu energií, pak je třeba zvolit elektroinstalaci inteligentní.
V dnešní době už nepředstavuje dům jen čtyři stěny, jednu lampu a televizi. V moderním domě jde zejména o optimalizaci komfortu ovládání přístrojů a optimalizaci bezpečnosti. Přibyla spousta nových systémů pro zabezpečení, řízení a pohodlí domova. Nastává problém s velkým množstvím vodičů, ovládacích míst a velice složitou elektroinstalací pro dosažení požadovaných zákaznických přání. Tyto problémy lze vyřešit pomocí inteligentní elektroinstalace, která umožňuje jednoduchost a vysoký komfort při ovládání. Možnosti světelných scén, snímačů pohybu, nastavování vytápění v závislostech na individuálních potřebách uživatele nebo úspory na energiích vynaložených na vytápění, osvětlení, chlazení atd. jsou u těchto instalací jedny ze základních vlastností.
1. Úvod
První myšlenka na inteligentní elektroinstalaci, nebo spíš automatizovaný dům se objevuje v 50. letech minulého století. Prvotní představa původně zahrnovala jen automatické řízení vyhřívání, roboty na čištění podlah a audio/video systém v hlavní místnosti.
V 60. letech minulého století byl v Japonsku prezentován „inteligentní dům“, v němž veškeré funkce řídil počítač. Tyto práce se však nesetkaly se širokým uplatněním v praxi, zejména proto, že ceny energií byly oproti těm současným zanedbatelné a neexistoval tedy ekonomický důvod ke snižování provozních nákladů. V Evropě jako jedny z prvních inteligentních systému vznikaly centralizované systémy u německého koncernu Siemens. [5]
Sběrnicová technologie byla označena LON (Local Operating System), lokálně pracující síť. Měla se stát univerzálním řešením pro decentralizované sběrnicové systémy. Dnešní poměrové využití systému LON je odhadováno na 35 % v systémech budov, 15 % v domácích aplikacích, 35 % v průmyslové automatizaci a 15 % v ostatních oblastech. [2]
Systém Nikobus byl představen v roce 1993 belgickou firmou Niko a jedná se o jakousi odlehčenou domácí varianta, která by neměla být proti ostatním finančně a projekčně tak náročná. Sběrnicový systém Nikobus byl navržen speciálně pro domy a byty a omezuje se pouze na funkce, nutné v této oblasti. [3]
Teprve v prosinci 2003 byl definován standard konnex (KNX) zastřešující všechny tři standardy. Z mezinárodní asociace EIBA vznikla asociace Konnex. Označení EIBA bylo ponecháno pro servisní složku asociace Konnex. [4]
V roce 1987 byl založen spolek Instabus-Gemeinschaft díky spojení několika předních firem na evropském trhu (Siemens, Berker, Gira, Merten, Insta, Jung), jehož cílem byl vývoj systému pro měření, regulaci a sledování provozně-technických funkcí v budovách. Základní požadavky pro řešení - projekční a instalační jednoduchost, volná rozšiřitelnost a otevřenost pro nové aplikace. Nejdůležitější však bylo to, že se jednalo o decentralizované systémy. [2]
V roce 1990 vznikla společnost EIBA (European Installation Bus Assotiation) se sídlem v Bruselu. Jednalo se o nadnárodní nezávislou certifikační a koordinační asociaci, ke které patřily jako první firmy ABB, OBO, Bosh, Siemens, Felten & Guilleaume, Philips, Legrand, Gira, Dehn, Grundig, Phoenix, WAGO. Postupně se k seskupení EIBA přidávaly další firmy a v roce 1990 měla již 70 členů. Cílem této asociace byla kvalita a kompatibilita výrobků EIB pro systémovou techniku budov. I přes jednotící snahy přetrvávaly v Evropě kromě EIB i další standardy - Batibus (francouzský) a EHS (evropsky normovaná komunikace pro domácí spotřebiče). [2]
2. Klasická vs. Inteligentní elektroinstalace
2.1 Klasická elektroinstalace
Klasická elektroinstalace byla od počátku určena pro pevné spotřebičové a světelné rozvody. Skládá se z různých samostatných celků (ovládání osvětlení, ovládání topení atd.). Neposílají se zde žádné informace, ale spíná se přímo obvod příslušného spotřebiče viz Obr. 1 - Schéma klasické elektroinstalace.
Veškeré změny v klasické elektroinstalaci znamenají další náklady, stavební úpravy a často nepřehednost instalace. Realizace každého systému vyžaduje samostatné vedení a každý řídicí systém samostatnou komunikační síť.
Obr. 1 - Schéma klasické elektroinstalace
2.1.1 Výhody a nevýhody klasické elektroinstalace
Klasická instalace je vhodná pro jednoduché instalace. Pokud máme místnost a v ní jeden nebo dva světelné okruhy, klasická instalace je naprosto ideální pro toto použití. Výhodou pro použití klasické instalace je její finanční nenáročnost. Důležitým faktem je možnost výběru dodavatele elektroinstalace ze spousty kvalitních firem a spolehlivých živnostníků, kteří jsou schopni realizovat takovou instalaci bez větších technických problémů.
Klasické instalace mají v dnešní době inteligentních systému spíše už jen řadu nevýhod. Mezi ty patří změny v elektroinstalaci spojené s vysokými náklady, nepřehlednost při velkém počtu kabelů, problémy se vzájemným propojením systémů a růst nákladů na realizaci s rostoucími požadavky na množství funkcí.
Shrnutí výhod
- vhodná pro jednoduché instalace
- finanční nenáročnost pro jednoduché instalace
- možnost výběru ze spousty kvalitních realizačních firem
Shrnutí nevýhod
- nevhodná pro složité instalace
- finanční náročnost pro složité instalace
- nepřehlednost při velkém počtu kabelů
- problémy se vzájemným propojením atd.
2.2 Inteligentní elektroinstalace
Inteligentní instalace slouží k ovládání a řízení všemožných technologií a procesů se kterými se lze v budovách a objektech běžně setkat. Jejím hlavním úkolem komplexně řešit použití samostatných technologií do jednoho funkčního celku. Tento systém pak řeší vše od provádění měření a regulace v topném systému, ovládání a řízení osvětlení, spínání ventilace, řízení pohonu okenních žaluzií nebo rolet, řízení pohonu otevírání a zavírání oken, spínání závlahových systémů až po vizualizaci celé použité technologie.
Inteligentní elektroinstalace je navržena modulárně, to znamená, že jednotlivý účastníci jsou vzájemně propojení sběrnicovým kabelem. Sběrnicová instalace umožňuje snadné projektování, protože je jednoduchá, přehledná a neobsahuje různé elektrické systémy. Všechny ovládací prvky systému jsou připojeny na dvojvodičové vedení. [1]
Obr. 2 - Schéma inteligentní elektroinstalace
Inteligentní elektroinstalace je zaváděna v důsledku vyšších požadavků na flexibilitu, komfort instalace a montážní zjednodušení vysoce náročných elektrických instalací ve spojení s minimalizací spotřeby energie. Spojuje v sobě klasická silnoproudá zařízení s postupy a technologiemi řídicích systémů slaboproudých zařízení.
2.2.1 Výhody a nevýhody inteligentní elektroinstalace
Mezi hlavní výhody inteligentních instalací je poskytovaný komfort v řízení, ovládání a řízení spotřeby energie. U velkých a rozsáhlých systémů představuje inteligentní instalace jedinou možnou cestu z důvodu přehlednosti a komplexnosti. Zkušenosti z praxe jednoznačně potvrzují, že u velkých a rozsáhlých projektů je provedení inteligentní instalace cenově srovnatelné, nebo v některých případech dokonce i levnější než provedení klasického způsobu instalace. Mezi další výhody patří i možnost libovolného rozšíření celé inteligentní instalace a jednoduchost kabeláže. V neposlední řadě je i možnost dodatečně přizpůsobovat a upravovat nastavení celého systému inteligentní instalace. Sběrnice je napájena jen malým napětím SELV, dochází tedy k vyloučení vlivu elektromagnetického vyzařování instalací 230V (např. ložnice). [1]
Hlavní nevýhodou inteligentní instalace je nepřiměřená velikost finančních nákladů při použití v malých nebo jednoduchých systémech. Tady je to jednoznačně otázka prestiže a požadovaného komfortu ze strany investora. Další nevýhodou inteligentní instalace je, že v naši republice zatím není příliš rozšířena, tudíž jsou vysoké ceny za instalační materiály. Z toho plyne i poslední nevýhoda, a to je nedostatek odborných firem na trhu, které umožňují kvalitní provedení této instalace.
Shrnutí výhod inteligentních elektroinstalací
Komfort:
- stmívací funkce (postupný náběh/doběh, soft start, světelné scény)
- ovládání přes dotykový displej (zabudovaný ve stěně, kompletní přehled)
- ovládání běžným dálkovým ovladačem (například od TV nebo HIFI)
- ovládání hlasem
- regulace teploty podle předem nastavených programů
- možnost ovládání přes mobilní telefon, počítač a internet
Automatizace:
- funkce se provádí automaticky na základě určené veličiny (čas, teplota, úroveň osvětlení, pohybu osob, síly větru ...)
- je možno vykonat několik funkcí na základě jednoho povelu nebo události (např. při setmění systém zatáhne žaluzie, rozsvítí světla, zvýší pokojovou teplotu atd.)
- příchodové/odchodové funkce: po zadání kódu (nebo přečtení karty) na klávesnici
- systém automaticky nastaví elektrické spotřebiče podle rozpoznaného uživatele
Bezpečnost:
- alarm s rozšířenými funkcemi je součástí systému
- systém je vybaven vlastní klávesnicí, která může být ovládána kódem nebo přístupovou kartou
- veškeré nastavení a přístupy jsou zaheslovány v několika úrovních
- ochrana domu při špatném počasí, nečekaných událostech (poruchy v síti, přepětí, přetížení)
- bioinstalace: vypnutí nepoužívaného elektrického okruhu (např. ložnice při spánku)
- dotykové části senzorů jsou napájené bezpečným napětím 24 V
Úspory:
- součástí je regulace vytápění a/nebo klimatizace
- časové nebo časově omezené spínání
- regulace osvětlení (lze dosáhnout až 10 % úspor elektrické energie)
- závislé spínání (např. při soumraku, při nastavené teplotě ...)
- blokování vybraných spotřebičů při vysokém tarifu elektroměru
- eliminace nechtěně zapnutých spotřebičů [1]
2.1 Porovnání klasické a inteligentní elektroinstalace
Výběr klasické nebo inteligentní instalace záleží na závislostí nákladů na výkonnosti elektroinstalace, viz Obr. 3 - Závislost nákladů na výkonnost elektroinstalace. Klasickou instalací je možné zajistit většinu požadavků kladených na elektrické vybavení budov.
Obr. 3 - Závislost nákladů na výkonnosti elektroinstalace [5]
Inteligentní elektroinstalace mají oproti klasickým vyšší komfort ovládání přístrojů a zařízení, zavádí bezpečnostní funkce (signalizace rozbití oken, poplachu atd.), jsou jednodušší, přehlednější, umožňují snadné projektování a dodatečné rozšíření systému o další prvky. Inteligentní elektroinstalace jsou vybaveny funkcí centrálního ovládání všech zařízení v budovách a bytech. Inteligentní instalace oproti klasickým dosahují optimální spotřeby energie.
Inteligentní elektroinstalace nespíná ovládacím prvkem přímo příkon do spotřebiče, ale posílají se jen povely pro spínání - ZAP/VYP. Porovnání instalací z hlediska funkce při spínání žárovky viz. Obr. 4 - Spínání žárovky.
Obr. 4 - Spínání žárovky
U klasické instalace je tedy normální vypínač, který po stisknutí zapne, nebo vypne svítidlo, popř. jiný elektrický spotřebič třeba ventilátor. Svítidlo je tedy řízeno pouze vypínačem. Ve skutečnosti je to provedeno tak, že je z rozvaděče je natažen samostatně jištěný přívodní kabel do vypínače, přes který se vede přívod až do samotného světelného zdroje. Vypínač popř. vypínače tedy slouží přímo k přerušení napájení ke svítidlu. Každý světelný okruh, který chceme ovládat samostatně, musí mít svůj vlastní vypínač. U zásuvkových obvodů to znamená jejich přímé napojení do rozvaděče na jisticí prvky. To samé platí i pro připojení ostatních použitých technologií. [5]
V systémové elektroinstalaci, např. se sběrnicí CIB příslušnost jednotlivých ovládacích prvků (tlačítkových spínačů) k jim odpovídajícím světelným okruhům není dána přímým silovým propojením, ale softwarovým přiřazením těchto tlačítek přes jednotku vstupů ke spínací jednotce, která bude vykonávat předem naprogramované příkazy. Sběrnice zajišťuje jak přivedení napájecího napětí pro jednotlivé prvky, tak i komunikaci mezi těmito prvky a centrální jednotkou. Komunikace je tedy „namodulována“ na napájecím napětí. [1]
ZÁVĚR
Chcete-li jednoduchou a levnou instalaci na malý, nebo středně velký dům, klasická instalace je pro vás ideálním řešením. Pro větší domy je klasická instalace vhodná jen tehdy, jedná-li se o dům bez složitých systémů nebo ovládání. Pokud je však v rámci elektroinstalace požadována univerzálnost řešení, možnost ovládání z centrálních míst nebo pokud je kladen důraz na úsporu energií, pak je třeba zvolit elektroinstalaci inteligentní, která umožňuje bezproblémovou a jednoduchou jak regulaci osvětlení, vytápění, atd., tak i zapojení obnovitelných zdrojů (fotovoltaika, tepelný motor, solární ohřev, atd.).
Vzhledem ke složitosti jakékoliv domovní elektroinstalace je vsak nutné vybrat mezi klasickou a inteligentní elektroinstalací z několika hledisek tak, aby byla zvolena optimální varianta pro dané zadání a byly splněny všechny požadavky na tuto elektroinstalaci.
Citace
[1] STÝSKALÍK, Jiří. Inteligentní instalace budov INELS : Instalační příručka. 1. vyd. Holešov-Všetuly : [s.n.], 2009. 67 s.
[2] TOMAN, Karel. Decentralizované sběrnicové systémy [online]. 2001-2009 [cit. 2010-01-01]. Decentralizované sběrnicové systémy. Text v češtině. Dostupný z WWW.
[3] BOTHE, Robert. Inteligentní elektroinstalace budov : Příručka pro uživatele. Ing. Pávek Jaromír. [s.l.] : [s.n.], 2006. 147 s. Dostupný z WWW.
[4] Inteligentní elektroinstalace : Návrhový a instalační manuál. 3. vyd. [s.l.] : [s.n.], 2009. 59 s. Dostupný z WWW.
[5] HORÁK, Petr. Co je inteligentní instalace? [online]. 2009 [cit. 2010-01-01]. Dostupný z WWW.
This paper includes results of the research financed by the Ministry of Education, Youth and Sport of the Czech Republic within Project MSM0021630516. Authors gratefully acknowledge financial support from European Regional Development Fund under project No.CZ.1.05/2.1.00/01.0014.