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Auf den Spuren der „Großen“ – smarte Arbeitsumgebungen für KMUs

Kabel oder Funk:
Was eignet sich besser fürs vernetzteGebäude?
Von Graham Martin, Chairman & CEO EnOcean AllianceIntelligente Arbeitsumgebungen mit bedarfsgerechter Regelung von Temperatur, Luftqualität und Beleuchtung können sich positiv auf Komfort und Wohlbefinden der Beschäftigten auswirken und so deren Motivation und Produktivität steigern. Was große
Unternehmen in ihren Smart Spaces realisieren, lässt sich zunehmend leichter auch imKleinen umsetzen. Der Hebel hierbei ist die Verwendung von Smart Building-Funktionalitäten. Doch macht die Hardware alleine noch keine Fläche intelligent. Auf die Art derVernetzung kommt es an: Kabel oder Funk. Eine neue Studie der TH Rosenheim vergleicht die gängigen Funkstandards KNX und EnOcean in verschiedenen Szenarien.
Ihre Ergebnisse lassen sich auch auf intelligente Gewerbeflächen anwenden.
Wer sich wohl fühlt, arbeitet lieber und erwartungsgemäß auch besser. Diesen Zusammenhang haben vornehmlich größere Unternehmen längst verstanden. Sie setzen auf intelligente
Büroflächen – sogenannte Smart Spaces – und sensorbasiertes Infrastrukturmanagement.
Dieses sammelt sensorgenerierte Gebäudezustandsdaten und nutzt sie für Anpassungen oder Analysen. Damit lassen sich wichtige Einflussfaktoren auf Mitarbeiterproduktivität und Bürohygiene – Temperatur, Luftqualität, Lichtverhältnisse und Sauberkeit – entsprechend derPersonenzahl im Gebäude monitoren und steuern. So bilden Smart Spaces eine Schnittstellezwischen den Menschen und ihrer Arbeitsumgebung. Sie ergänzen den physischen Arbeitsraum durch eine virtuelle Komponente – mit positiven Auswirkungen auf Wohlbefinden undProduktivität der Beschäftigten.
Was im Großen zunehmend umgesetzt wird, lässt sich auch im Kleinen realisieren. Für erste
Schritte hin zum intelligenten Gebäude können KMUs leicht zu installierende bzw. nachzurüstende Smart Building-Funktionalitäten nutzen und damit Gewerbeflächen, Kanzleien oder Praxen aufwerten.
Verschiedene Standards
Digitale Vernetzung ist die Voraussetzung fürs intelligente Gebäude, denn sie erst ermöglicht
die reibungslose Kommunikation der einzelnen Komponenten. Dies kann auf zwei unterschiedlichen Wegen erfolgen, per Kabel oder Funk. Für beide Varianten gibt es neben proprietären Lösungen einzelner Hersteller auch offene Standards. Jeweils repräsentativ in ihrem
Segment sind KNX (kabelgebunden) und EnOcean (funkbasiert).
KNX (Konnex) ist ein weitverwendetes Bussystem zur Gebäudeautomation. Als Weiterentwicklung des EIB (Europäischer Installationsbus) ist KNX ein offener, herstellerübergreifenderStandard, den eine Vielzahl an Herstellern unterstützen. Als genormter Standard lässt KNX
großen Gestaltungsspielraum und gilt als besonders sicher.

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EnOcean wurde im März 2012 durch die International Electrotechnical Commission (IEC) alsweltweiter Funkstandard (ISO/IEC 14543-3-1X) zur dezentralen Gebäudeautomation festgelegt. Mittlerweile verfügen mehr als eine Million Gebäude über entsprechende Funknetzwerke.
Das EnOcean-Ökosystem batterieloser Funksensorlösungen besteht aus derzeit 5000 Produktvarianten auf Grundlage von 1500 Basisprodukten. Mittels standardisierter Sensorprofile
lassen sich die Produkte untereinander kombinieren.
Kabel oder Funk im intelligenten Gebäude?
Dieser Frage geht die Studie1 von Julia Winkler (B.Eng.) und Prof. Dr. Michael Krödel nach.
Sie vergleicht intelligente Flächen verschiedener Größe auf Basis von KNX- bzw. EnOceanTechnologie in zwei Ausstattungsvarianten bezüglich Kosten, Nachhaltigkeit sowie Gesundheit & Wohlbefinden. Als Orientierungswert dient in beiden Fällen ein konventionelles Gebäude ohne intelligente Vernetzung.
Im Einzelnen handelt es sich um:•••

Eine Einraumfläche mit 42,3 m2 und insgesamt 33 bzw. 42 Komponenten (Mindest- bzw.
Vollausstattung)Eine mittlere Fläche mit 83,5 m2 und insgesamt 70 bzw. 89 Komponenten
Eine große Fläche mit 215,2 m2 und insgesamt 162 bzw. 186 Komponenten

Die Ausstattung beim konventionellen Gebäude orientiert sich an der DIN-Norm 18015-RALRG678 zur Errichtung elektrischer Anlagen in Wohngebäuden (Drei Sterne-Komfortausstattung). Die Differenzierung der Smart Building-Varianten erfolgt auf Basis hochschulinternerForschungsergebnisse. Die Mindestausstattung umfasst hierbei typische Einstiegsfunktionalitäten für Komfort, Sicherheit und Energieeinsparung. In der Vollausstattung kommen nebenden Basics weitere Beleuchtungs-, Heizungs- und Sicherheitsfunktionalitäten hinzu. Die Kostenberechnung für die einzelnen Ausstattungsoptionen erfolgt auf Basis der Kalkulationshilfe
für elektro- und informationstechnische Handwerke (KFE, Stand 2020) sowie der aktuellen
Produktkataloge repräsentative Anbieter wie Hager (für KNX) und Eltako (für EnOcean).
Smart kostet – Funk ist im Vergleich günstiger
Beim Vergleich der konventionellen mit der smarten Ausstattung zeigt sich ein wenig überraschendes Bild: Smart kostet zunächst mehr. So beläuft sich laut Studie der Aufpreis für die
Elektroinstallation zwischen 64% in der Einraumfläche mit Mindestausstattung auf EnOceanBasis und 385% in der mittleren Fläche auf KNX-Basis2.
Beim Vergleich der Varianten „Kabel“ (KNX) oder „Funk“ (EnOcean) liegt letztere in Sachen
Kosten vorn. Der Unterschied bei vergleichbarer Funktionalität beläuft sich auf 20 bis 30 Prozent. Dies gilt für alle Ausstattungsvarianten. Gründe hierfür sind neben dem Aufwand für die
1Winkler, J. (2021). Vergleich zwischen KNX und EnOcean am Beispiel exemplarischer Raumautomations-Installationen inBezug auf Kosten und ökologische Aspekte sowie unter Berücksichtigung eines benutzerorientierten Anforderungsprofils. (Bachelorarbeit). Technische Hochschule Rosenheim, Deutschland.
2Insgesamt ist zu beachten, dass bei KNX in allen Varianten neben Material und Installation noch Kosten für ETS (EngineeringTool Software) und Lizenzgebühren anfallen.

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Verkabelung auch die Kosten für die Komponenten und deren Installation. Im Gegensatz dazu
benötigen wartungsfreie Funksensoren weder Netzstrom noch Batterien. Dank der EnergyHarvesting-Technologie beziehen sie ihre Energie aus der Umwelt (kinetische Energie, Druck,Licht und Temperaturunterschiede). Funksensoren lassen sich überall dort anbringen, wo sie
benötigt werden. Das spart Zeit und Geld bei Installation und Betrieb und ermöglicht zugleich
die schnelle und einfache Nachrüstung in Bestandsgebäuden.
Und wie sieht es mit dem Elektrosmog im funkbasierten Smart Building aus? Die Strahlenbelastung liegt 700-fach unter dem von W-LAN- bzw. Bluetooth-Verbindungen und 1,6 Millionenfach unter dem herkömmlicher Smartphones. Maßgeblich hierfür ist der sog. SAR-Wert. SAR
steht für Spezifische Absorptionsrate und gibt an, wie viel Sendeleistung der menschliche Körper maximal aufnehmen kann.
Fazit
Die intelligent vernetzte Fläche kostet initial mehr. Doch diese Investitionen lohnen sich mittelund langfristig auch für KMUs im Hinblick auf den Gewinn an Komfort und Wohlbefinden sowie
niedrigere Energiekosten. Funkbasierte Smart Offices liegen bei den Installationskosten biszu einem Drittel unter der verkabelten Variante. Sie punkten zudem in Sachen Flexibilität undUmweltschutz.