Smart Home und Smart Building
Gebäude intelligent verkabeln
Smarte Technologien sind gefragter denn je. Beim Gebäudekauf erkundigen sich Interessenten zunehmend nach smarten Features. Sie erwarten digital vernetzte Infrastrukturen. Komfort, Sicherheit und Energieeffizienz zählen zu den wichtigsten Treibern für die steigende Nachfrage nach smart vernetzten Wohn- und Zweckgebäuden. Mit hochwertigen Kupferkabeln als Grundlage kann bei der Umsetzung zukunftsweisender Smart-Home- und Smart-Building-Umgebungen nichts mehr schief gehen.
Bild: BU Multimedia Solutions, Prysmian GroupIntelligente Gebäude unterstützen bei täglichen Routinearbeiten und steigern den Komfort insbesondere im privaten Umfeld. Neben der intelligenten Verbindung und digitalen Fernsteuerung der Haustechnik über Computer, Sensoren, Smartphone-Apps oder Sprachassistenten steht die Vernetzung der Unterhaltungselektronik zu einem medialen Gesamtpaket ganz oben auf der Wunschliste. Bei smarten Infrastrukturen vor allem im gewerblichen Bereich spielt das Thema Sicherheit eine zentrale Rolle, also die Vernetzung von Kameras, Bewegungs- und Rauchmelder, Alarmanalgen sowie Glasbruch- und Körperschallsensoren. Eine Visualisierung zeigt auf einen Blick, ob alle Türen und Fenster geschlossen sind. Türöffnungssysteme mit Fingerprintleser lassen nur berechtigte Personen ein. Darüber hinaus gibt es Features, die das Gebäude bei Abwesenheit bewohnt erscheinen lassen. Ein sehr wirksamer und oft genutzter Trick. Intelligente Gebäude bieten außerdem die ideale Voraussetzung, um den Energieverbrauch und damit Kosten zu senken. In einem smarten Wohn- oder Zweckgebäude teilt das offene Fenster dem Heizventil mit, dass es keinen Sinn mehr hat zu heizen. Das Gebäude weiß, dass es die Temperatur ruhig um ein paar Grad absenken darf, wenn niemand im Gebäude ist. Zudem existieren in einem Haushalt viele Geräte, die bei Abwesenheit nicht dauernd mit Strom versorgt sein müssen. In beiden Bereichen lässt sich mit intelligenter Gebäudetechnik Energie einsparen. Eine Untersuchung hat gezeigt, dass Automation den Energiebedarf eines Bürogebäudes um bis zu 30 Prozent reduzieren kann.
Bild: BU Multimedia Solutions, Prysmian GroupApplikationsbeispiele in smarten Gebäuden
IP-Kameras, IP-Rauchmelder und IP-Sensoren sind drei Anwendungsbeispiele in vernetzten Gebäuden, die für höhere Sicherheit sorgen. Die primär zur Objektüberwachung dienenden IP-Kameras erfordern meist eine Platzierung an weit vom Gebäude entfernten Orten. Außen-IP-Kameras übertragen Videosignal- und Kamerasteuerungsdaten über ein Datenkabel. Eine Speisung über PoE senkt Betriebskosten. Ein weiteres Beispiel sind IP-Rauchmelder. Sie melden Alarm über IP-Verbindungen und sind mit externen Meldungen an die Feuerwehr oder Alarmierung über SMS in ein übergreifendes Alarmkonzept eingebunden. Die Fernspeisung über ein Datenkabel erlaubt einen kostengünstigen Betrieb mit einer Anbindung an eine zentrale Notstromversorgung. IP-Sensoren sind eine weitere Applikation im Bereich Smart Building, beispielsweise Sensoren zur Temperaturüberwachung (Heizungs-, Serverraum- und Kühlungsüberwachung, Klimaanlagenstörung, Heizungsoptimierung und Lebensmittellagerung). Ein viertes Applikationsbeispiel ist der WLAN Access Point, der als Verbindung zu einem LAN-Kabel dient und Netzzugang für WLAN Clients in Reichweite schafft. Dabei handelt es sich um Hochgeschwindigkeitsanwendungen von über 1GBit/s. Der Standard IEEE 802.11ac ermöglicht eine Netto-Datenrate bis 6,7GBit/s. Beim Einsatz eines Kupferdatenkabels erhält der Access Point eine kostengünstige Spannungsversorgung über Power over Ethernet (PoE).
Bild: Prysmian Group Draka Comteq Germany GmbH & Co. KGDie Anforderungen steigen
Alle Anwendungen haben eines gemeinsam: Die verteilten Dienste überdecken zum Teil große Areale und lassen sich aufgrund des Fehlens eines flächendeckenden Netzwerks nicht ohne Weiteres in das klassische LAN integrieren. Außerdem steigt die Notwendigkeit für Kabellösungen mit Reichweiten über 100m und die geforderten Datenraten sind nicht immer auf höchstem Niveau, auch wenn mit WLAN-APs eine echte 1-GBit/s-Anwendung (oder sogar 10GBit/s) vorhanden ist. Viele Funktionen der Gebäudetechnik kommen aber auch mit Datenraten von 10MBit/s bis 100MBit/s gut zurecht. Der Einsatz aktiver Systeme an abgelegenen Orten legt die Nutzung von PoE-Speisung nahe, was bei sicherheitsrelevanten Systemen auch kosteneffiziente Notlaufeigenschaften ermöglicht.
Anbindungsoptionen
Die EN50173-6 'Verteilte Gebäudedienste' der in sechs Teile gegliederten Norm für 'Informationstechnik - Anwendungsneutrale Kommunikationskabelanlage' definiert für Smart-Building-Lösungen ein Dienstverteilernetz (SDCS) zum Diensteanschluss (SO). Daran schließt sich das dienstspezifische Verkabelungssystem an, das ein Planer hinsichtlich Topologie und Gestaltung nahezu beliebig auslegen kann. Für den Aufbau eines smarten Gebäudes mit Anbindung der entfernten Netzwerkgeräte stehen die drei Möglichkeiten Medienwandler auf LWL, XR-Transceiver und Long-Reach-Kupferkabel zur Verfügung. Mit Medienwandlern auf LWL als standardkonforme Lösung ist eine Fernspeisung über ein Kabel nicht möglich. Zudem ist eine solche Lösung mit hohen Kosten verbunden. Die Verwendung von XR-Transceiver ist für LWL-Systeme durchaus empfehlenswert, für xBase-T-Anwendungen scheidet diese Option jedoch aus. Außerdem ist diese Lösung ebenfalls ziemlich kostspielig und nicht PoE-kompatibel. Anders verhält es sich bei Long-Reach-Kupferkabeln. Diese gelten als die preisgünstigste Lösung. Eine Spannungsversorgung über PoE ist gegeben. Außerdem sind Long-Reach-Kupferkabel konform zum Standard ISO/IEC11801 und der Cenelec-Norm EN 50173. In beiden Regelwerken existieren keine Längenrestriktionen.
Bild: BU Multimedia Solutions, Prysmian GroupKupferkabel für smarte Gebäude
Eine praktikable Lösung zur Vernetzung von Smart-Building-Lösungen sind demnach reichweitenoptimierte Kupferkabel wie das Draka UC LR22 10GBit S/FTP LSHF-FR. Das mechanisch robuste AWG22-Kabel mit einem Aderdurchmesser von 1,6mm ist mit der standardkonformen Anschlusstechnik voll kompatibel. Es verfügt über eine maximale Reichweite von 180m in Abhängigkeit der Übertragungsleistung, bei gleichzeitiger Fernspeisung der Netzwerkgeräte mittels Power over Ethernet (PoE) gemäß IEEE 802.3bt. Durch den halogenfreien und flammwidrigen Schutzmantel erfüllt das Kabel die höchsten Brandschutz-Richtlinien gemäß EU-Bauproduktenverordnung mit B2ca s1a d1 a1. Den Standard für die Verkabelung im Heimbereich definiert die EN50173-4. Die EN-Norm basiert auf ISO/IEC15018, Information Technology - Generic Cabling for Homes. Demnach erfolgt die Wohnungsverkabelung vom Hausübergabepunkt (HÜP) / Gebäudeverteiler über Etagenverteiler (ENS) zu den Wohnungsverteilern (WV). Von dort geht die Verkabelung zu den dienste-spezifischen Systemen, beispielsweise zum Rundfunkanschluss (RA) oder informationstechnischen Anschluss/Mehrdiensteanschluss (TA/TARA) und schließlich zu den Endeinrichtungen / Endgeräten.
Kupferkabel erfüllen Anforderungen
Die Kabelinstallation im Smart-Home-Bereich findet größtenteils in Leerrohren und im Unterputz statt, die Anschlusstechnik im Gerätebecher und zum geringen Teil auch im Aufputz. Mangelnder Platz im Leerrohr und die Notwendigkeit kleiner Biegeradien stellen die größten Herausforderungen an die Kabel dar. Kunden erwarten unsichtbare, zukunftssichere und störfreie Lösungen, die eine flexible Nutzung der Räume ermöglichen, keine Adapter erfordern und eine hohe Leistung über PoE gewährleisten. Beim Vergleich der am Markt zur Verfügung stehenden Lösungen liegt das Kupfer-Datenkabel gegenüber Power LAN, POF, WLAN und LWL eindeutig vorne. Kupfer-Datenkabel, z.B. das platzoptimierte Draka UCHome Cat.7 SS26 S/FTP LSHF mit einer Übertragungsgeschwindigkeit von 10GBit/s, werden den vielfältigen Anforderungen an die IP-Infrastruktur am besten gerecht. Gegenüber Standard-Kabeln bietet es im Leerrohr Platz für ein Kabel mehr (M20-Leerrohr 3 Kabel, M25-Leerrohr 4 Kabel), hat einen um 30 Prozent kleineren Biegeradius und eine um 20 Prozent höhere Packungsdichte. Die maximale Installationslänge des sehr leichten packungsdichten Kupferkabels beträgt 60m.
Smarte Technologien sind gefragter denn je. Beim Gebäudekauf erkundigen sich Interessenten zunehmend nach smarten Features. Sie erwarten digital vernetzte Infrastrukturen. Komfort, Sicherheit und Energieeffizienz zählen zu den wichtigsten Treibern für die steigende Nachfrage nach smart vernetzten Wohn- und Zweckgebäuden. Mit hochwertigen Kupferkabeln als Grundlage kann bei der Umsetzung zukunftsweisender Smart-Home- und Smart-Building-Umgebungen nichts mehr schief gehen.
Bild: BU Multimedia Solutions, Prysmian GroupIntelligente Gebäude unterstützen bei täglichen Routinearbeiten und steigern den Komfort insbesondere im privaten Umfeld. Neben der intelligenten Verbindung und digitalen Fernsteuerung der Haustechnik über Computer, Sensoren, Smartphone-Apps oder Sprachassistenten steht die Vernetzung der Unterhaltungselektronik zu einem medialen Gesamtpaket ganz oben auf der Wunschliste. Bei smarten Infrastrukturen vor allem im gewerblichen Bereich spielt das Thema Sicherheit eine zentrale Rolle, also die Vernetzung von Kameras, Bewegungs- und Rauchmelder, Alarmanalgen sowie Glasbruch- und Körperschallsensoren. Eine Visualisierung zeigt auf einen Blick, ob alle Türen und Fenster geschlossen sind. Türöffnungssysteme mit Fingerprintleser lassen nur berechtigte Personen ein. Darüber hinaus gibt es Features, die das Gebäude bei Abwesenheit bewohnt erscheinen lassen. Ein sehr wirksamer und oft genutzter Trick. Intelligente Gebäude bieten außerdem die ideale Voraussetzung, um den Energieverbrauch und damit Kosten zu senken. In einem smarten Wohn- oder Zweckgebäude teilt das offene Fenster dem Heizventil mit, dass es keinen Sinn mehr hat zu heizen. Das Gebäude weiß, dass es die Temperatur ruhig um ein paar Grad absenken darf, wenn niemand im Gebäude ist. Zudem existieren in einem Haushalt viele Geräte, die bei Abwesenheit nicht dauernd mit Strom versorgt sein müssen. In beiden Bereichen lässt sich mit intelligenter Gebäudetechnik Energie einsparen. Eine Untersuchung hat gezeigt, dass Automation den Energiebedarf eines Bürogebäudes um bis zu 30 Prozent reduzieren kann.
Prysmian Group Draka Comteq Germany GmbH & Co. KG
Dieser Artikel erschien in GEBÄUDEDIGITAL 6 2019 - 08.10.19.Für weitere Artikel besuchen Sie www.gebaeudedigital.de
