Úkoly okenních kontaktů v KNX instalacích

Zatímco v klasických elektrických instalacích se jeden okenní kontakt využívá jen k jedinému úkolu, v KNX systémové instalaci lze informaci o provozním stavu jednoho kontaktu využít k celé řadě úkolů.

Nejčastěji se pro tyto účely využívají kontakty, jejichž činnost je závislá na vzdálenosti permanentního magnetu upevněného na pohyblivé části okna od kontaktního systému zatavenému v izolačním pouzdru. Kontakt může být pouze zapínací či vypínací, anebo se jedná o kontakt přepínací, jak je naznačeno na obr. 1. Pružný pohyblivý kontakt obsahuje feromagnetický materiál, takže působením silného magnetického pole (přiblížením magnetu) dochází k přepnutí z polohy B do polohy A.

Kontaktní části jsou zpravidla zabudovány do nepohyblivých okenních rámů. Možné uspořádání okenních kontaktů při dodatečné montáži na okna již v objektu dříve nainstalovaná je na obr. 2. V praxi bývají kontakty i magnety zabudovány skrytě do okenní nebo dveřní konstrukce. Vodiče vedoucí od kontaktů jsou ukládány skrytě v dutinách nepohyblivých rámů nebo ve stavební konstrukci.
Jsou-li kontakty součástí EZS a jsou i spolupracujícími prvky KNX systémové instalace, potom na jednom okně postačí vždy jediný okenní kontakt, bez ohledu na to, kolika účelům má sloužit, s kolika funkcemi či funkčními oblastmi má spolupracovat. Jeho základním úkolem je podávat jednobitovou informaci o provozním stavu okna (otevřeno/zavřeno), tedy stavy „0“ a „1“. To znamená, že při použití v EZS, při aktivaci zabezpečení, otevření okna znamená např. spuštění poplachu. Ať již je EZS v aktivním nebo deaktivovaném stavu, aktuální informace o pracovních stavech kontaktů je prostřednictvím binárních vstupů vždy předávána na KNX sběrnici.

Okenní kontakty mohou být vybaveny možností bezdrátového přenosu informací. Na obr. 3 je příklad takovéto součástky, která předává informace v kmitočtovém pásmu 868,3 MHz. Přenos dat na sběrnici KNX je prostřednictvím přijímače, jímž je vybaveno rozhraní KNX/EnOcean (obr. 4). Bezdrátové kontakty jsou ideálními pro dodatečné doplnění v již hotových stavbách. Je ovšem zřejmé, že nejsou určeny pro skrytou montáž. Naopak, vzhledem k použití solárních článků určených k dobíjení vestavěných baterií musí být umístěny na vnějších površích pohyblivých částí oken.

Relativně častým je využití kontaktů v systémech elektronického zabezpečení (EZS). Ať již jsou okenní kontakty součástí EZS či nikoli, mohou být využívány k celé řadě dalších úkolů. Jsou tedy důležitou součástí systémové KNX instalace, podílející se na zvyšování komfortu, jednoduchosti obsluhy a v neposlední řadě na úsporách energie. K jakým účelům (bez nároku na úplnost výčtu funkcí) mohou současně sloužit tyto jednoduché, a přitom významné prvky elektrických instalací, je naznačeno na obr. 5.
I když kontakt slouží primárně pro systém EZS, údaj o stavu kontaktu lze spolehlivě a bezpečně předávat na KNX sběrnici. Informace o aktuálním stavu každého kontaktu je možné využít ve vizualizaci, kde jsou zobrazovány údaje o otevřených oknech, dveřích, vratech, branách apod.

V případě oken je to důležité např. v ubytovacích zařízeních, kdy po odchodu hosta z pokoje bylo ponecháno okno otevřené. Přitom, za aktuálních povětrnostních podmínek, by naopak bylo vhodné, aby okno bylo zavřené. Ovšem při vyšším technickém vybavení objektu, kdy okna mohou být vybavena elektrickým ovládáním, by i úkol zavírání oken mohl být svěřen systémové instalaci. Postačilo by naprogramovat spolupráci mezi akčními členy pohonů pro ovládání oken a povětrnostní stanicí předávající informace o povětrnostních podmínkách, což je naznačeno na obr. 11. Navíc s možností blokování této činnosti v době, kdy host je ve svém pokoji a lze tedy předpokládat, že chce mít sám kontrolu nad otevíráním oken. To lze zajistit vazbou na přítomnost využitím snímače přítomnosti nebo kartového spínače. Ovšem vazby na kartový spínač, který je pouhým elektromechanickým spínačem – tedy není opatřen čtečkou kódu uloženého na čipu karty, nemusí být spolehlivé – do otvoru kartového spínače lze zasunout jakoukoli kartu (obr. 6). Potom informace o přítomnosti hosta nemusí být pravdivou.
V případě garážových vrat (obr. 7) nebo vjezdových bran běžně ovládaných bezdrátově – tedy nezávisle na KNX instalaci, mohou magnetické kontakty opět podávat informaci o jejich aktuálním provozním stavu, mohou být i součástí EZS, avšak v každém případě předávají stavová data na KNX sběrnici.

Pro otevírání i zavírání vrat (bran) je použit elektrický pohon řízený samostatnou ovládací jednotkou. Ta však běžně obsahuje i binární vstup pro připojení spínacího kontaktu, který lze snadno využít i pro ovládání pohonu vrat prostřednictvím systémové instalace KNX, jak je naznačeno na schématu na obr. 8. V případě potřeby lze telegramem odeslaným na sběrnici KNX ovládat bránu či vrata.
Další činností, která je velmi často využívána a je velmi důležitá k zajištění vysoké úrovně úspor energie při vytápění a klimatizaci, je blokování přívodu tepla nebo chladu při otevřených oknech. Znamená to tedy nezbytnost instalace okenních kontaktů i v těch případech, kdy nejsou zapotřebí pro EZS.

Informace o provozním stavu okenních kontaktů mohou být předávány samostatně z každého okna (např. kontakt K1 na obr. 9), což bude nezbytné pro správnou spolupráci se stínicí technikou. Anebo můžeme vystačit se souhrnným údajem za všechna okna v místnosti, když není potřebná vazba na stínicí techniku – viz sériové propojení kontaktů K2 až K4.

Při otevřeném okně přijímá program regulátoru teploty zakomponovaný do aplikace KNX prostorového termostatu příslušnou informaci. Tou je telegram obsahující skupinovou adresu odpovídající konkrétnímu oknu nebo skupině oken v místnosti a jednobitovou hodnotu udávající aktuální stav oken. Prostorový termostat potom reaguje přepnutím provozního režimu do mrazové ochrany při spolupráci s topením nebo do tepelné ochrany při spolupráci s chlazením. Znamená to, že topení (chlazení) bude spuštěno v dané místnosti i při otevřeném kterémkoli okně, neboť je zapotřebí udržovat nastavenou kritickou hodnotu teploty pro zamezení možných následných škod (zamrznutí otopné soustavy, poškození rostlin nadměrným teplem apod.) bez ohledu na zvýšenou spotřebu energie. Těmto kritickým stavům lze předcházet např. vyšší investicí do elektrického ovládání oken. Režimy pro topení i chlazení jsou znázorněny na obr. 10.
Na rozdíl od režimů komfortního, úsporného nebo nočního, které se nastavují teplotními rozdíly ve vztahu k základní hodnotě (často stanovené jako komfortní teplota pro vytápění) se tepelná či mrazová ochrana nastavuje na předem stanovenou hodnotu zajišťující udržení vnitřní teploty, při níž ještě nemohou vzniknout nevratné škody na majetku či vybavení místnosti. To může být 7 °C pro mrazovou ochranu a např. 35 °C pro tepelnou ochranu.
KNX systémová instalace navíc dovoluje využití těchto „krizových“ režimů činnosti řízení teploty během dlouhodobé nepřítomnosti v objektu. Budova bude např. v zimním období jen občas využívaná. Proto bude udržována v režimu mrazové ochrany bez ohledu na stavy okenních kontaktů, což je postačující k tomu, aby nedošlo ke škodám způsobeným poklesem vnitřní teploty pod 0°C. Prostřednictvím vzdáleného přístupu bude aktivována činnost režimu „noční pokles“ den před příjezdem a hodinu před příjezdem bude spuštěn „úsporný režim“. Po příchodu pak bude aktivován režim komfortní (aktivace může být manuální, ale je možné i využití aplikačního programu snímače přítomnosti, může ovšem postačit i signál dveřního kontaktu po otevření vchodových dveří, případně zámkového kontaktu, který je součástí EZS).

Zablokování činnosti vnitřní rolety je důležité pro zabránění poškození tohoto stínicího prostředku při otevřeném okně. Po dohodě s investorem má projektant dvě možnosti: Při skupinovém řazení okenních kontaktů bude blokována činnost celé skupiny rolet. Lepším řešením je však využití samostatných kontaktů pro každé okno. Takto může být zajištěno blokování činnosti vždy jen té rolety, u níž je okno právě otevřeno. Na sběrnici tak budou spolupracovat okenní kontakty s žaluziovými (roletovými) akčními členy (obr. 11). Jsou-li okna vybavena motorickým ovládáním, může být otevřené okno po příkazu ke spuštění rolety automaticky nejdříve zavřeno a teprve poté spuštěna roleta. Obráceně, při odeslání příkazu k otevření okna se nejdříve svine roleta a teprve poté se otevírá elektricky ovládané okno. Navíc může být zajištěna i činnost závislá na povětrnostních podmínkách – při dešti (při silném větru, při nízké teplotě apod.) lze okno opět automaticky zavřít.
V některých objektech komerčního typu jsou místnosti, které mohou být zasouváním a vysouváním dělicích stěn rozděleny i na několik oddělených jednacích sálů. Kontakty jsou umístěny tak, aby při odstranění stěny byla na sběrnici KNX odeslána potřebná informace, která zajistí změnu ve způsobu ovládání osvětlení a dalších funkčních oblastí relativně jednoduchými logickými vazbami. Jsou-li příčkami jednotlivé prostorové části odděleny, bude ovládání funkcí nezávislé v každém takovémto prostoru. Při odstranění příček budou všechny (anebo jen předem určené) ovládací prvky ovládat celý spojený prostor. Z hlediska použitých např. tlačítkových ovladačů to znamená, že po stisku daného tlačítka budou za všech podmínek odesílány totožné telegramy, avšak o způsobu jejich odeslání akčním členům rozhodují předem naprogramované logické vazby, beroucí do úvahy provozní stavy kontaktů indikujících umístění příček.

Z uvedených příkladů je zřejmé, že okenní (dveřní) kontakty jsou velmi důležitou součástí KNX systémových instalací. Při správném použití se významně podílejí na zvyšování bezpečnosti objektu, na úsporách energie, na zajištění proti nepříznivým vlivům počasí i na vysoce komfortním provozu celé systémové instalace.
Na závěr jeden příklad z praxe dokumentující výhody použití okenních kontaktů. Majitel staršího výrobního provozu se rozhodl pro výraznou rekonstrukci objektu zahrnující i použití KNX systémové instalace namísto původní instalace klasické. Systémový integrátor předal k plné spokojenosti novou instalaci s tím, že detailně vysvětlil způsoby její činnosti. Současně předal i písemnou zprávu obsahující všechny potřebné instrukce. Avšak po krátké době – na začátku topné sezóny, jak to často bývá při zákazníky zcela nepřesně specifikovaných příhodách, obdržel zprávu: „Nic nefunguje, všechno je špatně!“ Po vstupu do objektu zjistil, že osvětlení je v bezproblémovém provozu. Avšak závadu zjistil až v provozních místnostech. Osazenstvo bylo totiž z dřívější doby zvyklé trvale větrat pootevřenými okny, i když topení bylo v provozu. Z toho vyplývá, že před rekonstrukcí musely být v objektu neuvěřitelně vysoké náklady na tepelnou energii. Postačilo tedy opětovně poučit uživatele: Větrejte pouze krátce, ale intenzivně.