Je systémová KNX instalace vhodná i pro rodinné domy?

Na trhu je celá široká škála různých systémů pro programovatelné elektrické instalace. Ovšemže bez výjimky, každá systémová instalace může být jen natolik „chytrá“, kolik „chytrosti“ do ní může vložit instalatér či systémový integrátor v roli jejího dodavatele. To ovšem závisí jak na hardwarových, tak i na softwarových možnostech zvoleného systému.

Namátkově malý příklad: Investor si ve svém domě nechal zhotovit určitý typ systémové instalace pro řízení všech funkcí, včetně ovládání žaluzií. Ale potom zjistil, že jeho venkovní lamelové žaluzie nemohou natáčet lamely podle jakéhokoli jeho požadavku. Mohou být vždy jen v krajních polohách. Dodaným žaluziovým akčním členům totiž tato dílčí funkce chybí.
Na základě takovýchto poznatků lze upozornit na určité odlišnosti mezi jednotlivými systémovými instalacemi. Mohou být totiž vybaveny sice stejně nazývanými přístroji (v tomto příkladu žaluziovými akčními členy), ale nemusí zvládnout všechno, co se od jejich funkcionality očekává.

Další otázkou může být, zda v dané systémové instalaci lze vzájemně provázat činnosti jednotlivých funkcí tak, aby se vzájemně podporovaly, aby energie byla spotřebovávána vždy jen tehdy a tam a v takové míře, kdy a kde a v jakém množství je to právě zapotřebí. To znamená, že je potřebné zabránit, pokud možno jakékoli zbytečné spotřebě. Je samozřejmé, že chceme-li šetřit energií, musíme umět její spotřebu určitým způsobem měřit a přiměřeně ovlivňovat. K dosažení vysokých úspor a také maximálního pohodlí při obsluze, je tedy nutné nejdříve investovat do kvalitního vybavení systémové instalace.
Značná část z nabízených elektroinstalačních programovatelných systémů je koncepčně založena na využívání centrálních řídicích jednotek, což má určitý dopad na mnohdy poněkud nižší cenu systému, ve srovnání se stejně fungujícím systémem decentralizovaným, tedy plně stavebnicovým, mezi něž patří právě KNX. Avšak určitou nevýhodou některých systémů s centrálními řídicími jednotkami je fakt, že jsou dodávány pouze jediným výrobcem a nelze v nich využívat obdobné produkty jiných výrobců. A stane-li se, že z trhu odejde výrobce některého z těchto systémů, ztrácí se i možnost případného dalšího rozšiřování instalace i jejího plnohodnotného servisu.
Kdežto na dodávkách prvků pro systém KNX se podílí více než 420 výrobců, dodávajících vzájemně spolehlivě komunikující přístroje. V případně potřeby lze bezproblémově nahradit výrobek jedné firmy výrobkem jiného dodavatele.
Jak je možné, že produkty od vzájemně si konkurujících firem mohou spolupracovat ve společné instalaci, na společné komunikační sběrnici? Je tomu tak proto, že jsou vyráběny podle společných celosvětově platných norem řady ČSN ISO/IEC 14543, resp. evropských norem řady ČSN EN 50090. A aby mohly být zařazeny mezi prvky označované logem KNX, musí být v souladu s těmito normami odzkoušeny některou z nemnoha certifikovaných zkušeben. Je samozřejmé, že všechny tyto přístroje musí splňovat požadavky kladené na elektrickou bezpečnost i na elektromagnetickou kompatibilitu. Ale navíc jsou podrobovány časově náročným zkouškám prověřujícím spolehlivost vzájemné komunikace odzkoušením všech možností jejich aplikačních programů.
Povinné zkoušení KNX produktů je zárukou jejich vysoké provozní spolehlivosti a dlouhé životnosti (a tedy i nepatrné poruchovosti). Podmínkou ovšem je, aby instalace byla vybavena doporučovanými svodiči přepětí, aby byly používány správné typy sběrnicových kabelů (YCYM nebo JY(st)Y 2x2x0,8) – obr. 1, které budou kladeny opět doporučovanými způsoby.
Přístroje KNX a jejich aplikační programy jsou nepřetržitě vyvíjeny již téměř 30 let vždy tak, aby odpovídaly aktuálním poznatkům a stavu techniky. Přitom ale vždy mohou ve společné instalaci pracovat jak již nevyráběné přístroje, tak i současné – nejmodernější – a budou moci spolupracovat i s těmi, které budou novinkami trhu třeba za 20 let. To znamená, že již provozované KNX instalace lze kdykoli rozšiřovat o další funkce bez obav, že by mohly nastat jakékoli problémy. Přitom novější přístroje jsou vybavovány zpravidla rozsáhlejšími aplikačními programy, umožňují tedy jednodušší řešení mnoha funkcí, bez použití přídavných prvků. Při rozšiřování instalací je možné i využití přístrojů s bezdrátovou komunikací.
Porovnejme např. funkční možnosti starších a současných spínacích akčních členů. Aplikační programy dříve vyráběných prvků umožňovaly prosté spínání, spínání s časovými funkcemi, popř. spínání s vazbou na jednoduché logické operace. Kdežto současné aplikace navíc výrazně rozšiřují využití logických vazeb a předem nastavených hodnot, dovolují zařazení do libovolně rozsáhlých scén, měřením protékajícího proudu umožňují zajistit blokování energeticky náročných spotřebičů v době nedostatku energie, zajišťují vazbu na přednostní funkce anebo vazbu na mezní hodnoty zvolených měřených fyzikálních veličin. Znamená to, že jedním přístrojem lze zajistit skutečně široké aplikační možnosti, jejichž vytvoření by jinak mohlo vyžadovat použití i několika dalších přístrojů. Závisí pouze na systémovém integrátorovi (projektantovi), jakým způsobem dokáže využít všech možností nabízených aplikačními programy KNX přístrojů. K tomu ovšem potřebuje podrobně znát veškeré uživatelské požadavky na způsoby činnosti funkcí a také na využívání jednotlivých místností.
Před vytvářením projektu je tedy důležité důkladně prodiskutovat a podrobně definovat činnosti všech zařízení, která jsou v objektu použita. Pro názornost můžeme naznačit možné požadavky na činnost venkovních žaluzií za různých podmínek využívání místnosti.
Během dne potřebujeme mít prostor co nejlépe osvětlený přirozeným světlem. Svítí-li však slunce přímo do oken, je vhodné zabránit oslnění, proto žaluzie budou spuštěny a lamely automaticky natáčeny tak, aby bránily tomuto oslňování. Současně ale musí do místnosti vnikat dostatečné množství přirozeného světla. Je-li obloha zatažená nebo již slunce nesvítí na uvažovanou fasádu, nemá smysl okna stínit, žaluzie se samočinně svinou.
Natáčení lamel podle okamžité vzájemné polohy okna a slunce lze využít také pro spolupráci s vytápěním (lamely odráží maximum tepelného slunečního záření do místnosti) nebo s chlazením (vhodně natáčené lamely odráží co nejvíce přirozeného tepelného záření do venkovního prostoru). Takto lze dosáhnout až asi 15 % úspory tepelné energie na vytápění a dokonce až 30 % úspory energie na chlazení.
Důležitá je i vazba na přítomnost osob v místnostech vybavených žaluziemi. Při nepřítomnosti sice spolupracující dílčí systémy topení a chlazení budou uvedeny do úsporného režimu provozu, ale určitě nebude na závadu příspěvek přirozeného tepla při spolupráci s vytápěním (plně svinuté žaluzie, tedy přímé sluneční světlo bez omezení) anebo vyšší úspora energie na chlazení (spuštěné žaluzie s uzavřenými lamelami).
V noční době v zimním období budou opět žaluzie zcela spuštěny, čímž se poněkud sníží tepelné vyzařování okny. V obdobích s vysokými venkovními teplotami naopak lze poněkud snížit energetickou náročnost na chlazení otevřením elektricky ovládaných oken a otevřením lamel spuštěných žaluzií v noci, po poklesu venkovní teploty např. pod 20°C. Přirozeným prouděním vzduchu se v místnosti sníží teplota a ve dne bude možné spustit proces chlazení poněkud později.
Další způsoby činnosti žaluzií musí být definovány pro případy nepříznivých povětrnostních podmínek. Běžnou je ochrana před mechanickým poškozením stínicích prostředků před silným větrem, ale také před mrznoucími srážkami apod. Proto je velice důležitá součinnost s informacemi o aktuálních povětrnostních podmínkách – to zajišťují povětrnostní centrály, které jsou nedílnou součástí KNX instalace.

Jak je to tedy s KNX systémovými instalacemi v rodinných domech?

Nejdříve musíme konstatovat, že snad neexistují dva zcela shodně vybavené a shodným způsobem provozované rodinné domy. Proto ani není možné jednoznačně říci, která ze systémových instalací je vhodnější pro ten který objekt. Vždy je nutné vycházet z požadavků uživatele na použití různých technologických celků (všechny musí umět spolupracovat s následně použitou systémovou instalací) a dalšího vybavení budovy elektrickými předměty.
Pro názornost: Před několika lety si dva podnikatelé nechali v blízkosti sebe postavit svoje přibližně stejně velké rodinné domy. V prvním z nich je použita KNX systémová instalace pro řízení všech použitých funkcí, zatímco majitel druhého domu se rozhodl, že nebude plýtvat finančními prostředky za „nesmyslnou“ systémovou elektrickou instalaci, protože manuálně bude v klasické instalaci regulovat spotřebu nejlépe. Výsledkem, podle vyjádření majitele onoho prvního domu, je téměř poloviční spotřeba energie v jeho objektu s KNX instalací, ve srovnání se sousední budovou s klasickou instalací. Nelze objektivně posoudit, zda tento údaj odpovídá skutečnosti, avšak ze zkušeností z celé řady staveb lze říci, že nasazení KNX systémové instalace přináší nejméně 30 % úspory provozních nákladů, ve srovnání s využitím pouze nezávislých, vzájemně nespolupracujících řídicích systémů.
Kdežto z oblasti komerčních objektů jsou k dispozici objektivní údaje, z nichž jednoznačně vyplývá, že nevyužití KNX systémových instalací je obrovským plýtváním provozních nákladů a u větších staveb i pořizovacích nákladů. Toto dokumentuje příklad realizovaného projektu rekonstrukce budovy podle obr. 2. Původně byl zpracován projekt rekonstrukce při využití klasické instalace – tedy se vzájemně nespolupracujícími řídicími systémy. Přepracováním projektu s plným nasazením KNX systémové instalace, se vzájemně spolupracujícími řídicími systémy pro vytápění a klimatizaci, došlo k úspoře pořizovacích nákladů o více než 11 %. Kromě toho, provázáním činností jednotlivých funkcí i s vazbou na přítomnost, vznikla úspora provozních nákladů (tedy nákladů na nákup energie) ve výši kolem 35 %. Jelikož v této budově nebylo možné využití venkovních žaluzií, nedosáhlo se vyšší energetické efektivity.
Toto se však podařilo prokázat na stavbě, dokončené v roce 2009 – obr. 3. Instalací a vhodným naprogramováním v té době nejnovějších KNX přístrojů spolupracujících po sběrnici se systémy vytápění a klimatizace a také s plně automatickým řízením provozu venkovních lamelových žaluzií, v součinnosti s údaji o okamžitých povětrnostních podmínkách a také s vazbami na přítomnost, došlo k energetickým úsporám ve výši kolem 60 %, ve srovnání s obdobnou klasickou instalací. Další údaje k tomuto projektu jsou na https://projects.knx.org/en/175.

Je zřejmé, že porovnávat využívání KNX systémových instalací v komerčních budovách (kde jejich nepoužití znamená zpravidla vyšší pořizovací náklady a vždy výrazně vyšší náklady provozní) a v budovách pro bydlení, je značně problematické.
V obytných budovách ovšem KNX instalace zajišťuje vždy snížení provozních nákladů, zjednodušuje se obsluha při řízení všech funkcí, nehledě k možnosti dosažení libovolných vzdálených přístupů. Čím vyššími počty funkcí a funkčních oblastí je objekt vybaven, čím vyšší nároky na řízení má uživatel, tím je i nákladově výhodnější využití KNX systémové instalace i v rodinných domech.
Během rozhovoru s investorem o využití KNX systému v jeho budovaném rodinném domě jsme narazili na jeden zdánlivý problém. Tento uživatel domu jezdil poměrně často na delší doby do zahraničí a měl obavy, že neexistuje žádný způsob ověření toho, že v domě právě nikdo není. Protože podle něho lze každý systém EZS nějakým způsobem obejít. Jelikož počítal i s vybavením některých interiérových částí webovými kamerami, bylo možné mu sdělit jakým způsobem dům kontrolovat při využití vizualizace a vzdálených přístupů prostřednictvím jeho notebooku se zabezpečeným internetovým přístupem. Může např. při náhledu z kamery ve sledované místnosti vzdáleně zapnout a vypnout osvětlení, takže pravdivý výsledek kontroly bude mít okamžitě k dispozici. Navíc celý dům může uvést do stavu s minimalizací spotřeby energie, jako např. vytápění do režimu mrazové ochrany, přičemž krátce před návratem bude převedeno do běžného úsporného režimu činnosti.

Na závěr přehled některých výhod KNX systémové instalace:

• instalace podle mezinárodních norem,
• možnost využívání produktů od mnoha výrobců ve společné instalaci,
• vysoká spolehlivost,
• dlouhá životnost,
• záruka pro budoucí rozšiřování nebo změny v instalaci,
• komunikace po metalické sběrnici i bezdrátová,
• spolehlivá spolupráce s jinými systémy, včetně systémů zabezpečovacích,
• vysoké úspory energie,
• bezproblémové vzdálené přístupy v libovolném rozsahu.