White Paper
BACnet und EnOcean für Energie-effiziente Gebäude
Die Integration von batterielosen Sensoren mit Funkübertragung bietet
neue Perspektiven für BACnet Gebäude-AutomationsanwendungenWenn es um die Auswahl eines Gebäudeautomations-System geht, sindstandardisierte Lösungen, wie BACNet fast die Norm geworden.
Allerdings sind drahtlose Systeme auf dem Vormarsch seit es wartungsfreie,energie-autarke funk Komponenten gibt, die auf EnOcean-Technologie
basieren. In der Praxis bieten beide Systeme starke Vorteile, die sichmiteinander kombinieren lassen und somit eine ideale Gesamtlösung
darstellen können, wenn sie nebeneinander zum Einsatz kommen.
Von Marc Dugré (Regulvar Inc.), Fabian Freyer (Thermokon SensortechnikGmbH) und Armin Anders (EnOcean Alliance)

1. Verkabelte und kabellose Lösungen im Vergleich
Dieser Vergleich der Kriterien, die hier eine wesentliche Rolle spielen, zeigt
dass keine der zwei Lösungen – verkabelte oder drahtlose Datenübertragung –nur Vorteile bieten. Beide Lösungen zusammen können optimale Ergebnisse
liefern, wenn jede dort zum Einsatz kommt, wo es am meisten Sinn macht.

Kriterien
Reichweite
Einfache Installation und Flexibilität
Datenvolumen
Verfügbarkeit von Information im
Raum
Zuverlässigkeit
KostenVerkabelt++-++-

Kabellos
++
-++

++
+

+
++

Tabelle 1: Vergleich von Vor- und Nachteilen für verkabelte und kabellose Lösungen

1.1 Reichweite
Wenn man Daten über größere Entfernungen innerhalb von Gebäuden
übertragen muss (z. B. über mehr als 30 Meter), dann stellt eine verkabelte
Bus-Lösung die kostengünstigste Lösung dar. Ein klassisches Beispiel stellt
die Übertragung von Daten zwischen Sensor und Automation über mehrere
Stockwerke dar. Lichtleiter-Netzwerke sind besonders gut für die
Datenübertragung zwischen Gebäuden, über weite Entfernungen und für
große Datenmengen geeignet. Aber für Datentransfer innerhalb eines einzigen
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Stockwerks, innerhalb eines Umkreises von 30 Metern,
durchdachte drahtlose Lösung die geeignetere Alternative.

ist

eine

gut

Die wartungsfreien, batterie- und drahtlosen Lösungen von EnOcean finden
hier ideale Verwendung. Im Gegensatz zu anderen Systemen benützen sie
sub-Gigahertz Frequenzen: 868 MHz in Europa und im Mittleren Osten, und
315 MHz in den USA und Fernost. Diese Frequenzen unterscheiden EnOcean
von anderen gängigen Funksystemen wie IEEE 802.15.4, ZigBee undBluetooth (die Frequenzen im 2.4 GHz-Bereich verwenden). Die niedrigeren
Frequenzen unter 1 GigaHertz, die EnOcean verwendet, zeichnen sich durch
deutlich niedrigere Dispersionsverluste durch Wände und erreichen ungefähr
die doppelte Reichweite für die gleiche Sendeleistung.

Bild 1: Sendeleistungsverlust ggü. Frequenzbereich

Bild 1 zeigt die Leistung von Funksystemen in Gebäuden abhängig vonverwendeten Frequenzbereich. Frequenzen unterhalb 250 MHz arbeiten relativ
ungünstig wegen der geringen Effizienz der Antennen, die zwangsläufig
kompakt sein müssen um den Marktanforderungen entsprechen zu können.
Dagegen zeichnen sich Frequenzen oberhalb 1 GHz, durch hohe Verluste durch
Wände und andere Hindernisse aus. Im Idealfall sollen Frequenzen im Bereich
von 300 MHz bis 1 GHz verwendet werden, wo niedrige Verluste und gute
Reichweite dazu beitragen, Kosten zu senken und Effizienz zu steigern – z.B.
durch wenigere Komponenten pro Quadratmeter.
1.2 Installationsaufwand und Flexibilität
Wenn es um Installationsaufwand, bauliche Veränderungen und Erweiterungengeht, sind drahtlose Systeme ganz klar im Vorteil. Drahtlose Komponenten
können kostengünstig und einfach auf Flächen montiert werden, wo Kabel
keinen Platz finden würden. Geringer Zeitaufwand und hohe Flexibilität sindwichtige Vorteile nicht nur bei nachträglichen Installationen, aber auchwährend der Planungsphase und bei Erstausstattung von Räumlichkeiten, wo

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2/ 16die beliebige Platzierung von Geräten im letzten Augenblick und nach
Kundenwunsch stattfinden kann – ein sehr großer Vorteil.
1.3 Datenvolumen
Batterielose, wartungsfreie drahtlose Geräte eignen sich hervorragend zum
Senden von gemessenen Datenpaketen und Befehlen. Solche Datenpaketekönnen von zentralen Schaltstellen an die Steuerung, Regelung undÜberwachungweitergeleitet werden oder auch an anderen Geräten
gewerkeübergreifend über Kabelnetzwerke die höhere Bandbreiten zulassen,
zur Verfügung gestellt werden.
1.4 Verfügbarkeit von Information
Ein entscheidender Vorteil von drahtlosen Systemen ist die allgegenwärtige
Verfügbarkeit von Information im Raum, und nicht nur entlang bestimmter
Pfade. Schalter und Sensoren können so optimal positioniert werden, egal wie
die Räume verkabelt sind, und ob sie überhaupt verkabelt werden können. Die
Kombination von verkabelten BACnet Systemen mit drahtlosen EnOcean
Komponenten erlaubt es, von den Vorteilen beider Technologien zu profitieren.

Bild 2: Fensterkontaktschalter

Bild 3: Bi-direktionaler drahtloser
Raumsensor

1.5 Zuverlässigkeit
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Die Zuverlässigkeit von verkabelten BACnet Bus-Systemen ist längst erwiesen.
Noch haftet etwas Skepsis an drahtlosen Systemen, aber EnOcean hat vieldafür getan, damit der Ruf von Funksystemen eine schnelle Verbesserung
erfährt. Immerhin sind schon weit über 100,000 Gebäude mit EnOcean
Technologie ausgestattet worden, unter anderem Konzernzentrale wie SAP,
IBM, Bosch, Siemens, und Nestlé. Insgesamt dienen solche Gebäude als
Firmenhauptsitz
oder
dienenalsöffentliche
Gebäude(Schulen,
Krankenhäuser, Flughafengebäude usw.). Historische Gebäude, Wohnhäuser,
Wahrzeichen-Gebäude, Einkaufsgebäudekomplexe, Industriegebäude undHotels gehören ebenfalls dazu.
EnOcean-Funkmodule meiden den 2.4 GHz Frequenzbereich, die Bluetooth und
WLAN verwenden. Geräte, die in diesen Frequenzbereich wirken, müssen mit
wenigen Kanälen auskommen. Umso mehr Geräte sich diesen Bereich teilen(umso mehr PCs mit WLAN im Umlauf sind) umso größer wird das Problem –mehr Störungen durch inter-Frequenz-Tätigkeit verschiedener Netzwerke, die
immer aktiv sind, wie Mobilfunk oder Bluetooth und drahtlose Videosysteme.
Gute Planung ist wichtig für die Zuverlässigkeit von drahtlosen Systemen. Hierbietet EnOcean professionelle Unterstützung und Mittel sowie PlanungsRichtlinien, die sich in der Praxis längst bewiesen haben.
Um eine sichere Übertragung und Installation zu gewährleisten ist die
Energieversorgung bei Funk-Sensoren und Funk-Schaltern ein wichtiger Punkt.
So z.B. reduziert sich bei batteriebetriebenen Funk- Lösungen bei
nachlassender
Batterieleistungauch
dieSendeleistung.
Die
Energieversorgung von drahtlosen Geräten spielt auch eine weitere undwichtige Rolle für eine sichere, zuverlässige Installation: eine geringere
Reichweite, eher als eine eingeschränkte Sensorleistung, ist die Folge
nachlassender Batterieleistung. Die Batterien müssen regelmäßig ersetzt
werden um das Gesamtsystem am Leben zu erhalten. Für EnOcean heißt der
Schwerpunkt “keine Batterien - keine Wartung”. Die Verwendung von frei
erhältlicher Umweltenergie – erzeugt durch Licht, Bewegung, Wärme oderVibration – ist von enormer Bedeutung für die breite Akzeptanz von drahtlosen
Lösungen, insbesondere in Gebäuden.
Die Bedenken unter Gebäudeexperten hinsichtlich batteriebetriebener
drahtloser Sensoren sind berechtigt, wenn man sich die abertausenden
Batterien vorstellt, die in einem modernen Gebäude regelmäßig ersetzt
werden müssten. Diese Bedenken treffen bei EnOcean Sensoren nicht zu. Manmuss hinzufügen, dass Angaben über Batterielebensdauer selten stimmen.
Auch wenn batteriebetriebene Sensoren am Anfang kostengünstig zu seinscheinen, die Kosten für Ersatz und umweltgerechter Entsorgung sowie
Wartungsarbeiten im Pannenfall können die anfänglichen Ersparungen schnell
zunichte machen.
1.6 Kosten
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Die heutigen Systeme mit kabelloser Technologie bieten Ersparnisse von 10%20% bereits bei der Erstinstallation (abhängig von der Komplexität) im
Vergleichzuähnlichleistungsfähigen,verkabelten
Lösungen.
Beinachträglichen Baumaßnahmen oder Erweiterungen (statistisch werden
Bürogebäude alle 5 Jahre umstrukturiert), können die Einsparungen bis zu
80% erreichen.

2. Standards
2.1 Der BACnet Standard
BACnet (Building Automation and Control Networks) ist ein herstellerunabhängiges,
standardisiertes
Kommunikationsprotokoll
fürden
Datenaustausch auf dem Gebiet der Gebäudeautomation. Es wurde von derAmerican Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers(ASHRAE) entwickelt und bildet eine nationale Norm in den USA, einen
europäischen Standard, eine anerkannte Norm in mehr als 30 Ländern und ein
ISO Standard mit weltweiter Gültigkeit. Das Protokoll wird unterstützt undständig betreut von der ASHRAE Standing Standard Project Committee 135.
2.2 Der EnOcean Standard
Weltweit führende Unternehmen aus der Gebäudebranche haben sich zur
EnOceanAlliancezusammengeschlossen,uminnovative
Automatisierungslösungen für nachhaltige Gebäudeprojekte zu etablieren und
so Gebäude energieeffizienter, flexibler und kostengünstiger zu gestalten.
Die EnOcean Alliance hat eine Spezifikation entwickelt, definiert undveröffentlicht für die Interoperabilität von Energie-autarken, wartungsfreien
drahtlosen Sensor-Profilen für Überwachungs- und Steuerungsanwendungen,die in lizenzfreien Frequenzbereichen agieren. Ratifizierung als internationaler
Standard wurde beim IEC technischen Kommittee JTC 1/SC 25/WG 1 bereits
beantragt.
Die
EnOceanAlliance
ist
ein
frei
zugänglicher,herstellerunabhängiger non-profit Organisation mit Hauptsitz in San Ramon,CA.

3. Die Kombination von BACnet und EnOcean
Das gemeinsame Ziel von der BACnet Organization und die EnOcean Alliancelautet: einfache aber erhebliche Reduktion im Energiebedarf in Gebäuden. Hier
ergänzen sich die zwei Technologien perfekt: BACnet ist die führende Lösung
bei verkabelten Netzwerken für Gebäudeautomation; EnOcean ist der „Gold

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Standard“ imGebäuden.

Bereichderdrahtlosen

Datenübertragung

innerhalbvon

Zum Beispiel, batterielose Sensoren und Aktuatoren können über Funk
miteinander kommunizieren und als intelligente Sub-Netzwerke innerhalb
eines Raumes fungieren; somit besteht kein Bedarf nach konventionellen
Verkabelungen, was ein Optimum an Flexibilität bei der Raumgestaltung bietet
und Kosten senkt. Die Kommunikation mit einer zentralen Steuerungseinheit
kann über BACnet Gateways erfolgen, damit viele Räume oder intelligente
Sub-Netzwerke mit dem BACnet-Rückgrat für Gebäudeautomation verbunden
werden können Auf diese ideale Art und Weise können flexible Funksysteme
mit den Vorteilen kombiniert werden, die eine verkabelte Lösung hinsichtlich
Reichweite und Datenmenge bieten kann.
Im Schnitt werden Büroräume alle fünf Jahre umstrukturiert; hier bieten
flexible Funklösungen große Vorteile. Innenarchitekten sind dabei, in
zunehmendem Maße die gestalterischen Vorteile von solchen Systemen im
Design und Installation zu entdecken; Schalter und Sensoren können fast
beliebig platziert werden, egal wie die Kabel im Raum verlaufen. Sie können
dort zum Einsatz kommen, wo es ergonomisch am meisten Sinn macht. Zum
Beispiel können Schalter für Beleuchtung und Lichtschutzsysteme (Jalousien,
Rollladen usw.) auf Möbel in „open Plan“ Büros montiert werden.
In
Hotelräumen können Lichtschalter in der Nähe des Bettes oder auf
Spiegeloberflächen bzw. im Badezimmer auf Fliesen oder in der Nähe derDusche ohne weiteres montiert werden.
Raumtemperatursensoren müssen nicht länger in der Nähe von Türen montiert
werden, somit können falsche Messungen wegen Zugluft gemieden werden.
EnOcean-basierte Produkte brauchen keine Kabel und ermöglichen die
Unterbringung von Sensoren fast überall (z.B. auf Glas, Möbel, Fenster oder
Decken).

4. BACnet Interoperabilität
BACnet gewährleistet Interoperabilität unter Geräten verschiedener Herkunft
wenn alle Projektteilnehmer sich auf bestimmte, standardisierte BACnet
Interoperabilitäts-Bausteine einigen. Ein BIBB definiert die Dienste undProzeduren die am Server und Client zu unterstützen sind, damit einebestimmte Anforderung erfüllt werden kann. Das Protocol Implementation
Conformance Statement (PICS), das jedes Gerät begleitet, listet alle
unterstützte
BIBBs,
Objekttypen,
Charaktersätze
undKommunikationsoptionen auf.

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5. EnOcean Interoperabilität
Die EnOcean Funktelegramme sind möglichst kurz, um Energie zu sparen. Und
deswegen informiert der Sensor seinen Empfänger während des „Teach-In“
mittels Lerntelegramm lediglich über seine Funktionen und DatenDekodierungscharakteristik. Für diesen Zweck wurde von EnOcean Alliancedas sogenannte“EnOcean Equipment Profile” (EEP) definiert - eine
Telegramm-Profil-Nummer, der sich auf eine look-up Referenztabelle im
Empfänger bezieht.
Ein Standard wurde für die „Teach-In“ Prozedur, für die Datenkommunikation
und für das EEP selbst definiert, damit Interoperabilität unter Geräten vonverschiedenen Herstellern gewährleistet werden kann. Bis jetzt war die
Spezifikation auf unidirektionale Sensorkommunikation beschränkt (ca. 50
EEPs), nun wird auf bidirektionale Sensor- und Gatewaykommunikation mit
drahtlosen EnOcean Aktuatoren erweitert.
Byte#

Description

SYNC_BYTE 0

Synchronization Byte (0xA5)

SYNC_BYTE 0

Synchronization Byte (0x5A)

TYPE

Telegram info, e.g. length, Rx/Tx

ORG

Telegram info, e.g. PTM/STM

DB_3

Data byte 3

DB_2

Data byte 2

DB_1

Data byte 1

DB_0

Data byte 0

ID_3

Byte 3 of transmitter ID

ID_2

Byte 2 of transmitter ID

ID_1

Byte 1 of transmitter ID

ID_0

Byte 0 of transmitter ID

STATUS

Status info, e.g. repeater level

CHK

Checksum (LSB)

Tabelle 2: Serielles Datenprotokoll für einen EnOcean Funkempfänger

1. Press LRN
pushbutton
Sensor
2. LRN telegramm will be send
ORG

ID

8 Bit

32 Bit

ORG
Value

FunctionType

SensorID

EnOcean Equipment Profile (EEP)

Bild 4: Serielles Datenprotokoll in der „Teach-In“ Phase (EEP Geräteprofil)White Paper – BACnet & EnOcean

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6. BACnet/EnOcean Gateway
Twisted-Pair Kabel mit verdrillten Adernpaaren ist heute die Standardlösung
für BACnet Systeme. Es bietet eine hohe Qualität in der Datenübertragung und
die Möglichkeit, die angebundenen Geräte mit Strom zu versorgen. Die
Verwendung eines Gateway stellt eine einfache Lösung dar, um die Stärken
beider Welten zu kombinieren: verkabelte BACnet und kabellose EnOcean.
Hier wird die Funktionalität eines
BACnet MS/TP RS485 EnOcean
Funkempfänger beschrieben. Siehe www.big-eu.org für weitere Einzelheitenüber BACnet.
6.1 Gerätebeschreibung
Geräte können durch Twisted-Pair Kabel (120 Ω Widerstand) verbunden
werden. Die maximale Anzahl von Bus-Nutzer (ohne ein Bus-Relay) wird vom
RS485 Sender/Empfänger vorgegeben. Hier kommt die internationale BACnet
MS/TP Norm zum Einsatz. Damit wird Konnektivität zu dezentralen Terminals
wie
Automations-Steuereinheiten
oder
Gebäude-Managementsysteme
möglich, sofern sie das BACnet MS/TP Protokoll unterstützen.
Die Norm definiert die Sendeparameter als 8N1, d.h. 8 Daten-Bits, keine
Parität, 1 Stop Bit. Die Baudrate ist frei wählbar (9600, 19200, 38400, 57600,
76800, 115200), und wird durch DIP Schalter eingestellt. Man kann die
BACnet MAC Adresse (Bus-Adresse) des Geräts ebenfalls einstellen.
Unterschiedliche Bus-Adressen werden für jedes Gerät benötigt.
6.2 Konfigurationswerkzeuge
BACnet MS/TP Funkempfänger werden immer zusammen mit anderen BACnet
Automations-Steuereinheiten
oder
Gebäude-Managementsystemen
wie
BACnet Workstations eingesetzt. Alle Parametereinstellungen können über das
BACnet Netzwerk vorgenommen werden. Tools vom Hersteller derAutomations-Steuereinheiten oder Gebäude-Managementsysteme werden
verwendet, um ein BACnet-Netzwerk aufzubauen.
6.3 BACnet Interoperabilitäts-Bausteine
Die Norm definiert Interoperabilitäts-Bausteine (BIBBs) damit BACnet
Komponenten miteinander arbeiten können. Verschiedene Komponenten
können diesen BIBBs zugeordnet werden und benutzen verschiedene Dienste
um miteinander zu kommunizieren. Es wird zwischen Daten und
Anforderungen unterschieden:

White Paper – BACnet & EnOcean

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A
B
DS
DM
RP
COV

ClientServerData sharing
Device management
Read property
Change of value

Folgende BIBBs werden eingesetzt:
DS-RP-B
DS-WP-B
DS-COVU-B
DS-WPM-B

Read property
Write property
Send data on change of value
Write multiple properties

DM-DDB-B
DM-DOB-B
DM-DCC-B

Device properties
Address information about objects
Communication control

6.4 BACnet Geräteprofile
BACnet definiert verschiedene Profile, die unterschiedliche Dienste anbieten
und unterstützen. Um die Interoperabilität sicher zu stellen sollten die Profile
verwendet werden.
Das EnOcean BACnet Gateway verwendet ein anwendungsspezifisches Profil
namens BACnet Application-Specific Controller (B-ASC).
6.5 BACnet Objekte
Das Gateway hat verschiedene BACnet Objekte. Vier solcher Objekte dienen
der Grundeinstellung des Geräts. Die anderen beschreiben die Slots, wobei
jeder einen drahtlosen Empfänger interpretiert. Jeder Slot wird durch 12
Objekte beschrieben (sechs analoge Inputs, vier binäre Inputs, ein binärer
Wert, ein multistate Input).
6.5.1 Objekte für die Grundeinstellung des Geräts
Objektname
Thermokon_SRC_BACnet

Offset device ID

Object Typ / Instanz
Device / 100(default) + MAC
address of address
switches
Analog value 1

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Bedeutung
Basic settings of thedevice, e.g. MAX master.
This value plus the set
MAC (0-127) corresponds
to the device ID
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EnOcean teach-inAnalog value 2

COV mode

Multistate value 1(writeable 0-4194200)
after write, reset andnew initialize.
The set value selects thenext slot to be teachedin, after which it isautomatically reset to 0.
This setting is for COV
mode. The following
modes are supported:- Off- Local broadcast- Global broadcast

6.5.2 Objekte in jeden Slot im “not-teached-in”-ZustandDie Instance-Zahl eines Slots fangen immer mit einer runden Zahl im
Hundert-Bereich an, d.h. Slot 1 bei 100, Slot 2 bei 200 usw. bis Slot 32 bei
3200.
Objektname
Sensor01_DataByte_0

Objekt Typ /Instance
Analog input 100

Sensor01_DataByte_1

Analog input 101

Sensor01_DataByte_2

Analog input 102

Sensor01_DataByte_3

Analog input 103

Sensor01_Org_Byte

Analog input 110

Sensor01_Receive_Time

Analog input 111

Sensor01_Bi1

Binary input 100

Sensor01_Bi2

Binary input 101

Sensor01_Bi3

Binary input 102

White Paper – BACnet & EnOcean

BedeutungInterpreted data of
EnOcean data byte 0 withanalog information.
Interpreted data of
EnOcean data byte 1 withanalog information.
Interpreted data of
EnOcean data byte 2 withanalog information.
Interpreted data of
EnOcean data byte 3 withanalog information.
Mapping of EnOcean ORG
byte.
Time since last received
wireless telegram, COV
time for "Sensor Overdue".
Interpreted data of
EnOcean data byte 0 withdigital information.
Interpreted data of
EnOcean data byte 0 withdigital information.
Interpreted data of
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Sensor01_Bi4

Binary input 103

Sensor01_ClearSlot

Binary value 100

Sensor01_Mi0

Multistate input
100

EnOcean data byte 0 withdigital information.
Interpreted data of
EnOcean data byte 0 withdigital information.
The present value must be
set to 1 to clear the sensor
teached into the slot.
Interpreted data of
EnOcean data byte 0 withmultiple states/information.

6.5.3 Beschreibung von weiteren BACnet-Eigenschaften
6.5.3.1

Device object -> MAX master property

Diese Eigenschaft kann sich im Bereich zwischen 0 und 127 befinden und
definiert, bis welche Adresse weitere Geräte der Bus verwenden kann. Es ist
eine MS/TP-spezifische Eigenschaft.
6.5.3.2

Device object -> object identifierJedes Gerät innerhalb eines BACnet-Netzwerks benötigt eine individuelle
Geräte-ID. Das Geräte-ID kann auf zwei Wegen geändert werden. Das GeräteID setzt sich aus MAC-Adresse (der durch DIP-Schalter eingestellt wird) und
ein Offset-ID der durch ein BACnet-Objekt geschrieben wird, zusammen. Der
Default-Wert bei Lieferung ist 100. Geräte-IDs können sich zwischen 0 und
4194299 bewegen und werden durch eine Änderung der Geräte-Adresse oder
Geräte-Offset vorgegeben, dabei wird das Gerät neu gestartet und initialisiert.
6.5.3.3

Device object -> device name, description

Diese zwei Eigenschaften können geschrieben werden, mit einer maximale
Textlänge von 128 Zeichen. Die Objektname-Eigenschaft muss ebenfalls
einzigartig innerhalb eines BACnet-Netzwerkes sein.
6.5.3.4

Sensorxx_Org_Byte object

Hier wird, über das ORG byte vom „teached-in“ Sensor (im gegenwärtigen
Wert) hinaus, das EnOcean-ID und das EnOcean-Profil sowie der Typ derFunksender beschrieben. ID, Profil und Typ werden innerhalb der
Eigenschafts-Beschreibung aufgelistet.

White Paper – BACnet & EnOcean

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6.6

Funktionelle Beschreibung

6.6.1 “Teach-in” für drahtlose Sensoren
Um einen drahtlosen Sensor “einzulernen”, muss die Zahl der benötigten ZielSlot im “present value property” der EnOcean “teach-in“-Object eingegeben
werden. Der nächste Sender, der ein „teach-in-Telegramm” schickt, wird
eingelernt. Nach „teach-in” wird der gegenwärtiger Wert auf 0 umgestellt.
Teach-in ist nur bei freien Slots möglich.
6.6.2 Clear slot
Jeder Slot wird einen ClearSlot-Objekt zugewiesen. Wenn der gegenwärtige
Wert auf 1 umgestellt wird, werden die vorhandenen Informationen gelöscht,
damit ein neuer Sensor den nun freien Slot nach „teach-in“ verwenden kann.
6.6.3 Receive time
Jeder Slot wird einem Sensorxx_Receive_Time-Objekt zugewiesen, der die
Zeit seit des zuletzt empfangenen Telegramms vom eingelernten Senderdetektiert. Die Zeit, die im gegenwärtigen Wert gezeigt wird, wird sekundlicherhöht und auf 0 gestellt beim Empfang eines Telegrammes.
Der Wert im COV “increment property” bestimmt den Übdertragungscyklus der
COV Nachricht für dieses Objekt. Ein Telegramm wird erzeugt wenn die Zeitabgelaufen ist. Im Auslieferzustand ist the COV increment is 65535, was der
Versand von COV-Nachrichten verhindert. Zeiten von 30 bis 65535 Sekunden
können gewählt werden.
6.6.4 COV Prozedur
Die Funktionalität kann über das “multistate value object” gewählt werden.
Wenn COV aktiv ist, werden die Daten Byte Objekte eines verwendeten Slots(vier) gesendet, nachdem ein drahtloses Telegramm empfangen wird. Wenn
die Empfangs-Zeit im Objekt überschritten wird, wird das Objekt auch als COV
gesendet.

7. Best Practice: BACnet plus EnOcean
7.1 Energieeinsparungen durch Energieeffizienz
Ca. 40% des primären Energiebedarfs liegt bei den Gebäuden - das Potential
für Einsparungen ist sehr groß. Oftmals kann man sehen, dass in
Bürogebäuden überall Licht eingeschaltet ist, obwohl nur wenige Menschen
noch arbeiten. Wie oft haben Sie menschenleere Räume betreten, in denen
Heizung oder Klimaanlage seit Stunden auf vollen Touren läuft? Die
White Paper – BACnet & EnOcean

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Notwendigkeit, Energie zu sparen ist nicht nur eine Kostenfrage – viele
Staaten sind nicht (oder werden in Zukunft nicht) in der Lage sein, den
eigenen Energiebedarf zu decken
Energieeinsparungen werden immer mehr zu Herausforderung. Teuere
Programme, die in Krisengebieten zum Einsatz kommen, können nur
kurzfristig helfen. Die effektivste Lösung ist der Bau neuer, energieeffizienter
Gebäude oder bestehende Gebäude nachträglich mittels Sensoren und Aktoren
oder Automation auszustatten, und so deren Energieeffizienz zu steigern.
Typischerweise können durch solche Umbaumaßnahmen ca. 30% Energie inälteren Gebäuden eingespart werden.
7.2 Schule umgebaut – Umbaukosten 20% niedriger, Energiekosten
um 30% gesenkt
Es gibt verschiedene Gründe für die Renovierung eines Gebäudes. Eine derHauptgründe ist eine Reduzierung der Energiekosten und das erklärt
weswegen mehr und mehr Baugesellschaften, Gebäudeeigentümer und
Verwaltungsgesellschaften sich zunehmend für den Umbau älterer Gebäude
entscheiden. Solche Gebäude sind meist schlechte Energieverwerter wegenmangelhafter oder nicht vorhandener Isolierung. Langfristig gesehen lohnt
sich Renovierung fast immer. Wichtig ist, dass man sich für die richtige
Lösung entscheidet. Die Entscheidungsträger der St. Joseph Grundschule inLacolle, Quebec (Kanada) haben sich für Raumtemperatursensoren auf Basisder EnOcean-Technologie entschieden.
Optimale Ausschöpfung des Einsparungspotentials
Vor Beginn der Renovierungsarbeiten hatte die Schule nur ein zwei-ZonenKlimaregelungssystem ohne individuelle Steuerung für die einzelnen Räume.
Demzufolge war es oft wegen direkter Sonneneinstrahlung zu heiß in einem
Teil der Schule und zu kalt in dem anderen Teil. Um den Energiebedarf derSchule zu senken und um den Komfort zu verbessern hat die Schulleitung sichim Sommer 2008 für ein drahtloses, Energie-autarkes
EnOcean-Systementschieden. Sensoren, die über Sonnenlicht mit Energie versorgt werden
können, wurden in 28 Räumen installiert. Alle Sensoren sind mit einem
zentralen BACnet-Netzwerk verbunden und steuern für jeden Raum die
Temperatur. Das Projekt wurde von der Fa. Régulvar begeleitet, die beratend
der Schulleitung für die Dauer des Projekts zur Seite stand.
Überzeugende Argumente
Das Hauptargument zugunsten der EnOcean- Lösung war, nebst schneller
Integration und einfacher Planung, der günstige Preis im Vergleich zu einer
verkabelten Lösung. Die Raumsensoren haben zu mehr Komfort und viel
niedrigeren Energiekosten beigetragen.

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Darüber hinaus kann der Energieverbrauch, z.B. seitens der Schulbehörde,über das Internet überwacht werden. Ein anderer wichtiger Aspekt ist, dassdie Umrüstung ohne Störung des Schulbetriebs ausgeführt werden konnte.
Das wäre bei eine konventionellen Kabellösung, die Mauerarbeiten zwecks
Verlegung von Kabelschächten bedingt hätte, nicht der Fall gewesen.
Schnelle und einfache Umsetzung
Installation des ganzen System konnte in nur eine Woche im Oktober 2008
erfolgen – einschließlich Einbau von zentralem Kontrollsystem für dieÜberwachung und Steuerung des Energiebedarfs. Alles musste vor
Wintereinbruch fertig sein, somit war die einfache und schnelle Installation
von großem Vorteil für die Schule. Die größte Herausforderung war die richtige
Platzierung der Temperatursensoren, weil die Schule sehr dicke Wände aus
Stahlbeton besitzt – eine große Hürde für die Funktechnik aber kein Problem
für EnOcean-Technologie.
Eine gute Investition
Die Energie-autarke EnOcean-Funktechnik hat die St. Joseph Grundschule ca.
20% Installationskosten eingespart. Die Gesamtkosten für die drahtlose
EnOcean-Lösung waren ca. 6,000 Kanadische Dollar niedriger als eine
vergleichbare - jedoch betriebsstörende - verkabelte Lösung. Der gesenkte
Energiebedarf wird die Kosten für das neue System innerhalb 2 Jahren
amortisieren. “Anfangs waren wir etwas skeptisch” so Christine Halpin, Leiterin
der St. Joseph Grundschule „aber jetzt sind wir über unsere Entscheidung sehrglücklich. Wir genießen das verbesserte Klima und haben gleichzeitig unsere
Energiekosten um 30% gesenkt”.

Bild 5: Renovierung hat einer kanadischen
Grundschule zu eine 30% Senkung desEnergiebedarfes verholfen

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Bild 6: Individuelle
Temperatursteuerung mittels
Solarstrom

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Bild 7: das neue System ermöglicht
Messung und Überwachung desEnergieverbrauchs

Bild 8: Darstellung vonRaumtemperatur-Sensoren

8. Ausblick
Zukünftige Schnittstellen der 2. Generation werden voll-bidirektionale
Kommunikation ermöglichen: Daten, die von EnOcean-Sensoren erzeugt
werden, können direkt an BACnet Aktuatoren und Steuergeräte geleitet
werden. BACnet Steuergeräte können ebenfalls mit EnOcean Aktuatoren direkt
kommunizieren.
Typische Anwendungen sind, die eine Senkung des Energiebedarfs bewirken
wie, zum Beispiel, die Abschwächung oder Abschaltung von Licht, wenn
Räume nicht benutzt werden; HVAC-Abschaltung bei offenem Fenster, oderdie Umstellung von Heizung, Lüftung und Klimatisierung auf Stand-by Modus
wenn Räume nicht im Gebrauch sind.
EnOcean-Technologie ist europaweit zum Standard unter Architekten undGebäudeausstatter geworden, und wird zunehmend in den USA und im Nahen
Osten erfolgreich eingesetzt. Im Gegensatz zu den meisten vernetzten
Netzwerke, die stets aktiv sind, wird hier nur gesendet wenn Bedarf besteht;d.h. wenn die Schalter betätigt werden und nicht auf Dauer. Darüber hinaus
fällt das geringe elektromagnetische Emissionsniveau der EnOcean-Schalter
positiv auf – viel niedriger als bei einem konventionellen Schalter für eine 100Watt Glühbirne. Anfängliche Bedenken über Hochfrequenz-Strahlung, die vondrahtlosen Sensoren ausgehen kann, wurden wissenschaftlich beseitigt.
EnOcean-Geräte können somit bedenkenlos in Krankenhäuser, Schulen,
Kindergärten
undBürogebäuden
eingesetzt
werden.
Genausoumweltfreundlich und bedenkenlos können drahtlose EnOcean-Geräte an
bettnahen Flächen wie Nachttische befestigt werden.

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Über Regulvar Inc.
Seit über drei Jahrzehnten setzt Régulvar Maßstäbe im Bereich der
Klimasteuerung (HVAC) in Kanada. Heute kann Regulvar’s offene
Systemarchitektur
wichtige
Systemewie
Zugangskontrollen,Videoüberwachung und Beleuchtungssteuerungssysteme in kommerzielle undinstitutionelle Anwendungen integrieren. Mit über 400 Angestellten ist
Régulvar die größte Firma in der Branche in Kanada. Der Firmenhauptsitz
befindet sich in Montreal, wobei Régulvar die östlichen Bundesstaaten
Kanadas mit zwölf Niederlassungen deckt. Régulvar hat mehrere tausende
BACnet-Systeme
installiert,
meist
unter
Verwendung
von
Delta
Steuerungseinheiten. Eine starke Forschungs- & Entwicklungsmannschaft hat
viele Gateways selbst entwickelt, damit die Kommunikation zwischen BACnetund anderen Protokollen wie LON, Modbus und EnOcean hergestellt werdenkann.
Über Thermokon Sensortechnik GmbH
Thermokon ist in der Herstellung von Sensoren für Klimatisierungs- undGebäudeautomatisierungssysteme spezialisiert. Thermokon sichert die
maximale Ausschöpfung von Einsparungspotentialen, z.B. durch das Angebot
aufeinander abgestimmter Lösungen. Der SRC-BACnet-Funkempfänger
ermöglicht die Anbindung von drahtlosen EnOcean Sensoren und Schalter an
BACnet.
Über die EnOcean Alliance
Weltweit führende Unternehmen aus der Gebäudebranche haben sich zur
EnOcean Alliance zusammengeschlossen, um innovative
Automatisierungslösungen für nachhaltige Gebäudeprojekte zu etablieren und
so Gebäude energieeffizienter, flexibler und kostengünstiger zu gestalten. Die
Kerntechnologie der Alliance ist die batterielose Funktechnik von EnOcean fürflexibel positionierbare, wartungsfreie Sensorlösungen. Die EnOcean Alliance
hat sich zum Ziel gesetzt, die EnOcean-Funktechnologie zu standardisieren, zu
internationalisieren und die Interoperabilität der Produkte verschiedener OEMPartner zu sichern. Derzeit gehören über 120 Unternehmen der EnOcean
Alliance an. Der Hauptsitz der non-profit-Organisation befindet sich in San
Ramon, Kalifornien.
EnOcean®, Alliance Logo, Alliance Mitglied Logo und Ingredient Logo sindeingetragene Warenzeichen der EnOcean GmbH und EnOcean Alliance Inc.

White Paper – BACnet & EnOcean

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