Každý uživatel nově budovaného nebo rekonstruovaného objektu očekává, že v něm bude mít zajištěno kvalitní vnitřní prostředí odpovídající jeho potřebám. Proto oprávněně očekává, že celý řetězec dodavatelů stavby bude usilovat o co nejlepší splnění všech očekávání.
Všechno ovšem začíná dlouho před zahájením stavebních a dalších dodavatelských prací. Nejdříve musí být jednoznačně stanoveno, komu má objekt sloužit a všechno následující konání musí být podřízeno tomuto cíli. Jaké otázky je nutné již v době projekční přípravy důkladně prodiskutovat? Je vhodné zvážit možné potřeby uživatelů. Jiné budou v případě komerčního objektu, jiné v bytovém nebo rodinném domě. Odlišnosti v požadavcích na provoz a využívání budou ve zdravotnických budovách, ve školách atd. Představme si nezbytnost ovládání neustále se rozšiřujícího počtu funkcí (obr. 1 – kde zdaleka nejsou vyčerpány všechny funkční oblasti, které by mohly přicházet do úvahy). Jaké tedy mohou být základní požadavky uživatele na činnost a ovládání celé instalace?
Jednoduché manuální i automatické ovládání funkcí
I při vysokém počtu dílčích funkcí je potřebná co nejjednodušší manuální obsluha, v mnohých prostorách pak i samočinné řízení provozu (ovšemže mnohdy i s případnou možností ručních zásahů). Při manuálním ovládání vyšších počtů funkcí z jednoho místa je důležité logické, přehledné, intuitivní uspořádání ovládacích prvků. Pro ovládání osvětlení, ale také pro vazby na řízení dalších funkcí, jakými je stínění, vytápění, klimatizace, jsou potřebné snímače pohybu či přítomnosti zajišťující energeticky efektivní samočinný provoz i bez nutnosti ručních zásahů. Venkovní žaluzie s automatickým natáčením lamel v závislosti na údajích povětrnostních snímačů opět zajistí optimální pracovní prostředí v kancelářích, učebnách a dalších prostorách, v nichž je potřebné zabránit oslnění přímým slunečním světlem a současně zajistit optimalizaci spotřeby elektrické i tepelné energie spoluprací se systémy osvětlení, vytápění, klimatizace.
Společné místní, ale také vzdálené ovládání
U místního ovládání je podstatné, aby ovládací prvky byly ve společném designu, nejlépe soustředěné do jednoho nebo jen několika přístrojů. V takovémto případě pak ve společném rámečku, např. podle obr. 2. Není vůbec vhodné, aby ovladač pro řízení osvětlení byl v jednom designu, žaluziový ovladač v designu druhém, prostorový termostat ve třetím výtvarném řešení atd.
Pro vzdálené ovládání, např. chytrým mobilem, je potřebné, aby všechny funkce ke své činnosti, a tedy i k zobrazování, využívaly společný komunikační protokol. Nejlepším a také nejjednodušším řešením je tedy řízení všech funkcí společným systémem.
Jednotlivé funkce musí splňovat stále náročnější požadavky
Uživatelé v průběhu využívání elektrické instalace zvyšují svoje nároky na způsoby provozu. Namísto stmívaných svítidel se žárovkami 230 V nebo s halogenovými žárovkami chtějí využívat LED světelné zdroje. Pokud by se jednalo o náhradu svítidel pouze spínaných, není žádný problém, protože byly použity spínací akční členy s kontaktními výstupy. Ovšem starší univerzální stmívací akční členy s polovodičovými výstupy již nejsou schopny LED zdroje ovládat – svodový proud výkonových polovodičů postačí k tomu, aby svítidlo již nebylo možné vypínat, ve většině případů je ani nelze stmívat. Potom již je nutná výměna akčních členů.
Pokud však v instalaci byla pro osvětlení využita výhodná spolupráce sběrnic KNX a DALI, potom výměna starého světelného zdroje za energeticky úsporný LED zdroj je doprovázena i výměnou příslušného DALI předřadníku ve svítidle s následným novým naprogramováním. A přitom se může jednat i o RGB nebo RGBW předřadník vyžadující namísto jedné tři nebo čtyři DALI adresy. Samozřejmě za předpokladu, že ve stávající instalaci nebyla využita celá kapacita možných DALI adres.
Nové požadavky mohou nastat např. ve způsobech činnosti venkovních žaluzií, především při doplňování náročnějších vazeb na jiné funkce. Zde může postačit využití volné kapacity použitých logických modulů, případně i logických vazeb v aplikačních programech akčních členů – tedy dílčí přeprogramování přístrojů v instalaci.
Minimalizace spotřeby energie
To znamená využívat energii tehdy, tam a v takovém množství, kdy, kde a kolik je právě zapotřebí. K tomuto účelu je nezbytné instalaci mít vybavenu všemi potřebnými komponenty. V komerčních a podobných objektech to znamená vzájemně provázat řízení žaluzií, vytápění a klimatizace, kromě toho zde musí být také vazba na přítomnost osob i na časové programy, ev. na docházkový systém. Protože jiná teplota v místnosti bude v pracovní době, v noci, o víkendu či o dovolených nebo během pracovních cest. Lamely žaluzií budou nastaveny jinak při přítomnosti a jinak v průběhu nepřítomnosti osob. A to ještě ve vazbě na venkovní teplotu, tedy v závislosti na aktuální spolupráci řízení žaluzií s topením či klimatizací. Proto při nepřítomnosti osob mohou být žaluzie plně svinuty (při spolupráci s vytápěním, aby do vnitřního prostoru vnikalo sluneční tepelné záření bez jakýchkoli omezení) nebo naopak spuštěny, s plně uzavřenými lamelami (při spolupráci s klimatizací, kdy je zcela zabráněno vnikání slunečního tepla, následně výrazně poklesne nárok na potřebu energie na chlazení). Osvětlení je potřebné vždy propojit s indikací přítomnosti osob.
V bytech a rodinných domech bude spotřeba tepla v jednotlivých místnostech regulována např. podle časových programů stanovených pro využívání jednotlivých místností a také ve vazbě na stav zabezpečení objektu, ať již na relativně pravidelnou několikahodinovou či dlouhodobou nepřítomnost. Činnost žaluzií i zde je možné provázat s požadavky na vytápění nebo chlazení.
Řízení provozu energeticky náročných spotřebičů
Jedná se především o to, aby v žádném případě nemohlo dojít k přetížení v dané KNX instalaci. Aby tedy nemohlo dojít k přerušení dodávky elektrické energie následkem výpadku hlavního jističe. To znamená, že je důležité zablokovat některé spotřebiče při činnosti jiných, energeticky náročných spotřebičů. Takže při provozu sauny mohou být zablokovány některé zásuvkové obvody nebo elektrický sporák apod.
Ovšemže, nedojde-li k překročení maximálně stanoveného odběru ani při provozu právě využívaného energeticky náročného spotřebiče, nemusí být nic zablokováno. Avšak k odpojení některých částí silové instalace by došlo až v okamžiku zvýšení odběru v obvodech v aktuálních souvislostech považovaných za méně důležité. Vazby pro blokování mohou být libovolně proměnné, v závislosti na různých, předem předpokládaných podmínkách.
Zabezpečení do budoucnosti
Při použití systémové instalace, jejíž všechny komponenty jsou produkty jediného výrobce a které jsou programovány softwarem s uzavřeným protokolem, mohou nastat situace, kdy uživatel zjistí, že výrobky tohoto výrobce již nejsou na trhu k dispozici. Potom není možné nahradit vadnou součást, nelze rozšířit instalaci apod.
Jenže systém KNX, který pracuje s otevřeným komunikačním protokolem, a na dodávkách vzájemně komunikujících a také vzájemně nahraditelných přístrojů se podílí více než 400 výrobců. Kdykoli v budoucnu lze snadno nahradit vadný komponent jiným. Přitom nový výrobek zpravidla nabízí více možností k naprogramování i dalších funkcí než tomu je u přístrojů vyráběných např. koncem 90. let minulého století. Proto nejenže plnohodnotně nahradí starší přístroj, ale navíc dovolí rozšířit jeho funkcionalitu.
Jen pro příklad si uveďme vlastnosti starých a současných spínacích akčních členů. Činnost každého ze spínaných kanálů byla dříve svázána nejvýše s jednou logickou funkcí AND nebo OR, nyní lze propojit spínání s několika logickými vazbami, lze ji snadno zakomponovat do scénického provozu v libovolně rozsáhlých scénách. Dřívější vícenásobné akční členy musely mít nastaven shodný způsob činnosti (prosté spínání, zpožděné spínání apod.) ve všech kanálech, nyní se způsob pracovní činnosti parametricky nastavuje v každém z kanálů nezávisle na ostatních. Kromě toho běžně bývají vybaveny možnostmi nastavení spínacích režimů pro řízení hlavic ventilů topení a klimatizace. Mohou měřit protékající proud v každém z kanálů, což dovoluje snadné vytváření vazeb pro podmíněné spínání jednotlivých silových okruhů.
Vysoká spolehlivost a dlouhá životnost použitých přístrojů
Toto vše ovlivňují dva typy faktorů:
- Dodávky kvalitních přístrojů od výrobců. Jelikož všechny přístroje KNX ode všech výrobců podléhají povinným zkouškám ve vybraných testovacích laboratořích, znamená to, že musí splňovat náročné požadavky evropských i mezinárodních norem (soubory ČSN EN 50090, ČSN ISO/IEC 14543 a další). Nejsou zkoušeny podle požadavků na spotřební elektroniku. Ale na jejich elektronické obvody jsou kladeny výrazně vyšší nároky, tedy jako na elektroniku pro průmyslové a podobné účely. V tomto bodě může být uživatel bez pochybností.
- Správný způsob montáže celé KNX instalace. Zde se jedná o celý komplex pravidel, které je nezbytné dodržet během montáže. Základem je samozřejmě kvalitně zpracovaný prováděcí projekt, podle něhož postupuje montážní firma, aniž by do své práce zaváděla jakékoli změny neschválené projektantem. Znamená to nezbytnost použití správných typů sběrnicových kabelů (YCYM 2x2x0,8, resp. JYSTY 2x2x0,8), kladených, pokud možno, v souběhu se silovými vedeními (ochrana před tvorbou nebezpečných smyček). Obrovský vliv na zvýšení životnosti, a tedy i spolehlivosti celé instalace má také montáž všech stupňů svodičů přepětí, včetně přepěťové ochrany sběrnice. Všechny KNX přístroje jsou sice vyráběny z vysoce kvalitních součástek, ale samy o sobě nejsou schopny odolávat libovolným přepětím.
Snadné změny v instalaci při změně prostorového uspořádání
Především v komerčních objektech se občas mění uživatelé jednotlivých prostorových částí těchto budov. Jedna firma budovu opustí a ve stejném prostoru ji má nahradit firma jiná. Ale noví nájemci požadují odlišné prostorové uspořádání jednotlivých místností (zpravidla oddělovaných lehkými stavebními příčkami) a také jiné způsoby řízení osvětlení, vytápění, klimatizace, případně i dalších funkcí.
V komerčních objektech jsou často využívány stropní podhledy (ovšem ne tam, kde jsou chladicí stropy), nebo zdvojené podlahy (pokud není instalováno podlahové vytápění). Oba tyto stavební elementy dovolují montáž elektrických rozvodů, případně i umisťování malých podružných rozvaděčů. Takže při změně uspořádání příček je snadné změnit vedení KNX sběrnice a do příček umístit nové ovládací prvky.
Jsou ovšem objekty, v nichž není možné využití stropních podhledů ani mezipodlahových prostorů. Zde však bývají k dispozici vedení v parapetních kanálech. Jejich řešení bývá natolik rozměrné, že nejenže umožňují ukládání nových vedení, ale mnohdy dovolují i montáž různých elektrických přístrojů (v podstatě mohou sloužit i jako malé podružné rozvaděče).
Z těchto kanálů je opět snadný přístup k uložení potřebných vedení do lehkých příček. Potřeba kladení silových vodičů a sběrnice v těsném souběhu přitom současně zajišťuje minimalizaci smyček – zvyšuje tedy odolnost instalace vůči přepětím vznikajícím např. z blízkých atmosférických výbojů.
V jiných budovách, jako jsou hotely, budovy pro kulturní účely apod., jsou různým uživatelům nabízeny ke krátkodobému využití přednáškové sály, konferenční místnosti. Ovšem velikosti těchto místností mohou být proměnné zásluhou posuvných příček – velký sál lze rozdělit i na několik menších konferenčních místností. V těchto případech je potřebné, aby používané KNX ovládací prvky (tlačítkové ovladače, snímače pohybu a přítomnosti, termostaty) odesílaly svoje příkazy vždy pouze pro daný oddělený prostor anebo pro celý sál, v závislosti na poloze posuvných příček. To jsou ovšem zcela jednoduché logické úlohy, které jsou v KNX instalacích bezproblémově řešeny.
Výše naznačené požadavky uživatelů zajisté ani zdaleka nezahrnují všechny možnosti, se kterými se projektant i elektromontér setkávají. A také proto je velmi důležité velmi podrobně probrat požadavky investora místnost od místnosti, zahrnout i požadavky na venkovní prostory apod. Důležité je zabývat se i dalšími souvislostmi, jako:
- zabránění nepovolaným přístupům ke sběrnici v instalaci,
- zajištění vysoké bezpečnosti komunikace při vzdálených přístupech,
- využití údajů o spotřebě tepla, elektrické energie, plynu, vody,
- odesílání měřených hodnot dodavatelům tepla, elektřiny, plynu, vody,
- využívání vlastních zdrojů energie a jejich návaznost na chytrou síť,
- elektromobilita, s případnou možností využívání vlastních baterií pro ukládání energie atd.
Proto je také velmi důležité při zahájení projekčních prací co nejpodrobněji popsat činnosti všech funkcí ve všech prostorách, jejich vzájemné návaznosti [1]. Všechny tyto údaje je nutné zaznamenat, potvrdit odběratelem a přiložit např. k technické zprávě tvořící významnou součást projektové dokumentace. Podle těchto popisů se totiž při předávání stavby bude kontrolovat konečný výsledek. A byla-li tato důležitá přípravná činnost vynechána a nahrazena pouhou předběžnou ústní dohodou, je nutné očekávat, že při předávání stavby bude investor tvrdit, že funkce instalace vůbec neodpovídá dohodnutým podmínkám. Následně odmítne dodavateli uhradit jeho náklady do té doby, než funkcionalita bude odpovídat ve skutečnosti nově definovaným požadavkům.
[1] Kontrolní seznam Průvodce projektováním krok za krokem Část 1: Zahájení projektování www.knxcz.cz/images/clanky/Checklist-Part-1_cz.pdf
