Az okosotthon az elosztótáblánál kezdődik, nem az alkalmazásban
Amikor az ügyfél az első megbeszélésen azt mondja, okosotthont szeretne, szinte mindig egy képernyőre gondol: egy telefonra, amely lekapcsolja a világítást, leengedi a redőnyöket, és megmutatja, mennyi áramot termelt ma a tető. A képernyő azonban a legkevésbé fontos rész. Azt, hogy az otthonautomatizálás évekkel később is működik-e, az dönti el, amit a tervrajzon megrajzolunk és az épületbe beépítünk: hol futnak a kábelek, mennyi hely van az elosztótáblában, hová kerülnek az érzékelők, és mely eszközök tudnak egymással közvetítő felhő nélkül kommunikálni.
Ezért nem azzal kezdem, hogy melyik rendszert kell megvenni, hanem azzal, hogy egy családi házban egyáltalán mit érdemes automatizálni. A végén pedig arra térek ki, amiről az értékesítési prezentációkon a legkevesebb szó esik: a komplexitásra és arra, hogy a rendszer mennyire függ attól, aki beprogramozta.
Mit érdemes automatizálni, és mit nem
A szabályom egyszerű: automatizáljuk azt, aminek akkor is reagálnia kell, amikor senki sincs otthon, és azt, ami gyakrabban fordul elő, mint ahányszor egy ember követni tudná. Ne automatizáljuk azt, amit naponta egyetlen mozdulattal el lehet intézni.
Fűtés
Egy jól szigetelt, padlófűtéses ház lassan reagál, és magától is stabilan viselkedik. A helyiségenkénti szabályozás kényelmi többletet ad a fürdőszobában vagy egy hűvösebb hálószobában, de az éjszakai mélyebb visszaszabályozással ígért megtakarítás egy ilyen házban kisebb, mint amit ígérnek, mert a padló reggelre nem tud elég gyorsan felmelegedni. Az automatizálás valódi haszna máshol van: a vezérlés tudja, hogy nyitva maradt egy ablak, hogy a ház több napig üresen áll, és hogy a tető éppen olcsó áramot termel.
Árnyékolás
Itt térül meg leginkább az automatizálás. A dinamikus árnyékolásnak akkor is le kell engednie a nyugati homlokzat külső redőnyeit, amikor az egész család dolgozik, és erős szélben fel kell húznia őket, mielőtt a lamellák megsérülnek. Napfény- és szélérzékelő nélkül az árnyékolás pont azokon a napokon hagy cserben, amikor a legnagyobb szükség lenne rá. Arról, hogy miért a külső árnyékolás a nyári hőség elleni egyetlen megbízható védelem, a nyári túlmelegedésről szóló írásban olvashatnak.
Szellőztetés
A hővisszanyerős szellőztetésnek saját vezérlőegysége van, és a legtöbb feladatát magától elvégzi. Értelmes kiegészítés egy CO2- vagy páratartalom-érzékelőhöz való kapcsolása, amely vendégek érkezésekor vagy zuhanyozás után növeli a légáramot, nyáron pedig az árnyékolással és az éjszakai szellőztetéssel való összehangolás. Az a lényeg, hogy a berendezést megfelelően üzembe helyezték-e. Ezt részletesen a Hővisszanyerős szellőztetés a gyakorlatban című cikk tárgyalja.
Világítás
A világításnál fizetnek a legtöbbet feleslegesen. A mozgás- és jelenlétérzékelők, vagyis az jelenlétérzékelés a folyosón, a gardróbban, a gépészeti helyiségben és a kültéri világításhoz értelmesek. A nappaliban és a hálószobában viszont néhány hét után kikapcsolják őket, mert a lámpa elalszik, ha valaki mozdulatlanul olvas. Erről részletesebben a Belső téri világítás rétegei című írásomban beszélek.
Fotovoltaika és fogyasztás
Fotovoltaikus rendszer esetén az automatizálás közvetlenül pénzt hoz. A melegvíz-készítés, a hőszivattyú működtetése és az autó töltése áramtöbblet idejére való áthelyezése az, ami emeli az önfogyasztást, és ezt hosszú távon senki sem fogja kézzel elvégezni. Ennek a témának lejjebb külön fejezetet szentelek.
Vezetékes busz, vezeték nélküli vagy zárt ökoszisztéma
A rendszercsaládok nem abban térnek el egymástól, hogy mit tudnak bekapcsolni, hanem abban, hogy évekkel később ki javítja meg őket, és egy meghibásodott alkatrészt mivel lehet majd kicserélni.
A KNX nyílt buszszabvány. Az érzékelők, nyomógombok és beavatkozók egy külön buszkábelen keresztül kapcsolódnak, amelyet a hálózati vezetékek mellé fektetnek. A szabvány az európai EN 50090 szabványban, valamint a nemzetközi ISO/IEC 14543-3 szabványban van rögzítve. Az eszközöket sok gyártó készíti, és közös szoftverrel programozzák, így a meghibásodott modult más márkájú termékkel is ki lehet cserélni. A világításhoz hasonlóan nyílt szabvány a DALI, az IEC 62386 szerint, amely az egyes lámpatestek előtétjeit kezeli, és egy vonalon legfeljebb 64 eszközt tud kiszolgálni.
A vezeték nélküli rendszerek, amelyeket ma egyre inkább a Matter szabványra építenek, és amelynek első verzióját a Connectivity Standards Alliance 2022 végén adta ki, kész házba is utólag beépíthetők, falak bevésése nélkül. Az ára az érzékelők elemei, a vasbeton födémen keresztül gyengébb jel és a fogyasztói elektronika rövidebb élettartama. A harmadik család a zárt, egyetlen gyártóhoz kötött ökoszisztéma: kényelmes, de csak addig él, amíg a gyártó támogatja.
| Rendszercsalád | Hogyan van bekötve | Hol erős | Kockázat a hosszú élettartamra nézve |
|---|---|---|---|
| KNX busz | minden eszközhöz külön buszkábel, modulok az elosztótáblában | árnyékolás, világítás, fűtés és mérés egy nyílt rendszerben | alacsony, az eszközök gyártók között felcserélhetők; dokumentált tervet igényel |
| DALI a világításhoz | kétvezetékes vezérlővonal a lámpatest-előtétekhez | fényerő-szabályozás és jelenetek, egyedi lámpatestek címzése | alacsony, ha az előtétek tanúsítottak; csak világításra terjed ki |
| Vezeték nélküli nyílt szabványon (Matter, Thread, Zigbee) | rádiós hálózat, elemes vagy hálózati tápellátású | utólagos beépítés, hordozható érzékelők, meglévő házak | közepes, a firmware-frissítésektől és a jelerősségtől függ |
| Zárt gyártói ökoszisztéma | rádiós vagy saját buszrendszer, gyakran felhővel | gyors telepítés, egységes vezérlés | magas, a támogatás vagy a felhő megszűnése a funkció megszűnését jelenti |
| Eszközbe épített vezérlések (hőszivattyú, szellőztetőegység, inverter) | vezérlőegység az eszközben, külső csatlakozóval | alapfunkció, amelynek mindig működnie kell | alacsony, amíg a felsőbb szintű rendszer csak kéréseket küld |
A gyakorlatban a családok kombinálódnak. Új építésnél egy jól működő modell az, ha az épületbe rögzített dolgok, vagyis az árnyékolás, a világítás, a fűtés és a mérés vezetékes gerincet kapnak, a bútorzattal és a mindennapi élettel változó dolgok pedig vezeték nélküli összeköttetést. Minden elemnél két kérdést tegyünk fel: működik-e helyben, internet nélkül, és helyettesíthető-e más márkájú termékkel?
Mit kell a tervezési szakaszban eldönteni, és mi várhat
Egy kábel, egy védőcső és egy doboz az építés szerkezeti szakaszában keveset kerül. A vakolás után ugyanez már falvésést, port és kompromisszumot jelent a pozícióban. Az okosotthont ezért az elektromos tervezésnél kell eldönteni akkor is, ha még nem tudjuk, melyik vezérlés kerül majd a falra.
| Funkció | Amit a tervben szerepeltetni kell | Ami később is hozzáadható |
|---|---|---|
| Motoros külső árnyékolás | doboz a koszorúban, kábel minden motorhoz, a szél- és napérzékelő helye | jelenetek, időprogramok, kapcsolat a hőmérséklettel |
| Világítás és jelenetek | rétegek szerinti áramkörök, kimenetek helye, vezérlővonal a fényerő-szabályozható lámpatestekhez | konkrét lámpatestek, a jelenetek száma és neve |
| Helyiségenkénti fűtésszabályozás | a padlófűtési körök felosztása, kábel az érzékelőkhöz és a szelepmozgatókhoz | időmódok, kapcsolat az ablakokkal és a jelenléttel |
| Hővisszanyerős szellőztetés | légcsatornák nyomvonala, kábel és csatlakozás a berendezés és a felsőbb szintű rendszer között | helyiségekben elhelyezett CO2- és páratartalom-érzékelők, ha van rájuk előkészített ellátás |
| Fotovoltaika és energiamenedzsment | a napelemtábla felől érkező vezeték útvonala, hely az inverternek, mérés a csatlakozásnál, ellátás az autótöltőnek | akkumulátor, vezérlési algoritmus, kapcsolat a tarifával |
| Érzékelők és érintkezők | jelenlétérzékelők helye a mennyezetben, ablakérintkezők a nyílászárókban, kültéri időjárásmérő állomás | vezeték nélküli hőmérséklet- és páratartalom-érzékelők, vízszivárgás-érzékelők |
| Elosztótábla és adathálózat | elég nagy szekrény szabad helyekkel, adatkábel a gépészeti helyiségbe és a Wi-Fi hozzáférési pontokhoz | további modulok az előkészített szabad helyen |
A legkevésbé átgondolt elem maga az elosztótábla. A buszmodulok, a fényerő-szabályozók, a tápegységek, a hálózati kapcsoló és a védelmi eszközök helyet, szellőzést és hozzáférhetőséget igényelnek. Egy olyan szekrény, amely az átadás napján már tele van, azt jelenti, hogy minden későbbi bővítés egy második szekrénnyel kerül a folyosóra. A szabad helyet meg kell rajzolni, nem reménykedni kell benne. Az érzékelők pozíciója ugyanilyen fontos: az ajtó fölött elhelyezett jelenlétérzékelő nem látja az íróasztalt, a napos déli falon mért külső hőmérséklet pedig tévesen szabályozza a fűtést.
Hőszivattyú, fotovoltaika és energiamenedzsment
Hőszivattyús és fotovoltaikus házban a legérdekesebb automatizálás az, amit alig látunk. Az energiamenedzsment-rendszer figyeli, mennyi áramot termel a tető, és mennyi folyik a hálózatba, majd bekapcsolja azokat a fogyasztókat, amelyek várhatnak: a melegvizes tartály fűtését, a padló egy fokkal magasabbra töltését, az autó töltését, esetleg egy otthoni akkumulátort. A többlet így vízben és betonban tárolódik, ahelyett hogy olcsón eladnánk.
Ennek feltétele, hogy a hőszivattyú fogadjon külső parancsot. A legelterjedtebb csatlakozási felület az SG Ready, amelyet 2012-ben a német BWP hőszivattyús szövetség vezetett be a gyártókkal együtt. Két érintkező négy üzemállapotot határoz meg, a rövid távú letiltástól a bekapcsolás és a tartályhőmérséklet emelésének parancsáig. A csatlakozási felület az adott berendezéstípushoz és annak vezérléséhez kötött, ezért a hőszivattyú kiválasztásakor kell ellenőrizni, nem akkor, amikor a fotovoltaikát telepítik. Gazdagabb lehetőségeket kínál a közvetlen kommunikáció Modbuson vagy a gyártói felületen keresztül, amely lehetővé teszi a teljesítmény folyamatos modulálását, nem csak be- és kikapcsolását.
A következő lépés a keresletválasz, vagyis a reagálás az árra vagy a hálózatüzemeltető jelzésére. Dinamikus tarifák esetén, ahol a szolgáltató ilyet kínál, a fűtés és a töltés olcsóbb áramú órákra tolódik át. Arról, hogyan kell magát a napelemtáblát méretezni, a Fotovoltaika egy családi házon című írás szól. A passzívház fordított logikája is érvényes: minél kisebb a hőigény, annál kevesebb a vezérelnivaló, és annál kevésbé számít, mennyire okosak a vezérlések.
A őszinte határ: a komplexitás és a integrátor
Minden automatizált funkció olyan funkció, amely meghibásodhat. A lámpatesthez kötött kapcsolónak nincs firmware-je, jelszava vagy frissítése. Egy buszrendszernek mindhárom van, és amikor meghibásodik, a család arra vár, hogy megjelenjen valaki, aki tudja, mit programozott be. A nagyobb épületekben az épületautomatizálás külön szakterület, létesítménykezelővel és karbantartási szerződéssel. Egy családi háznak nincs létesítménykezelője, ezért egyszerűbbnek kell lennie.
A legnagyobb kockázat nem a technológia, hanem az egyetlen integrátortól való függés. Ezt előre megállapodással lehet korlátozni, a szerződésnek pedig az alábbi pontokat kell tartalmaznia:
- A rendszerprojekt átadása. KNX esetén ez a programozó szoftver projektfájlja, más rendszereknél a konfiguráció exportja.
- Hozzáférés és jelszavak a tulajdonos nevén, nem az integrátoréin, beleértve az adminisztrátori fiókot is.
- Eszközlista és táblázat az elosztótáblához, amely minden modult és áramkört megjelöl.
- Kézi vezérlés tartalékként. A világításnak, az árnyékolásnak és a fűtésnek a falra szerelt gombról is működnie kell, akkor is, ha a szerver vagy az internet kiesik.
- Helyi működés. Egyetlen alapfunkció sem függhet a gyártó felhőjétől.
Az észszerű mérce kevesebb, de megbízhatóan működő funkció, nem pedig sok olyan funkció, amelyet csak egy ember ért.
Hogyan tovább
- Írják le, mit kell a háznak távollétükben magától csinálnia, és mit akarnak kézzel vezérelni. Csak ezután válasszanak rendszert.
- Döntsenek az árnyékolás, a világítás, a fűtés és a mérés vezetékes gerincéről az elektromos tervezés előtt.
- A hőszivattyú, az inverter és a szellőztetőegység kiválasztásakor ellenőrizzék a külső vezérlés csatlakozási felületét.
- Az integrátorral kötött szerződésben biztosítsák a projektfájl, a hozzáférési jogok és a kézi tartalék meglétét.
Az az okosotthon térül meg, amelyet tíz év múlva egy másik szakember is át tud venni a falak felbontása nélkül.