Tech college Aalborg. Synopsis. Projekt Zenior Smart Home Intelligent styring af Seniorbolig Svendeprøve Isabella Sihm Ziersen

Transkript

1 Tech college Aalborg Synopsis Projekt Zenior Smart Home Intelligent styring af Seniorbolig Svendeprøve Isabella Sihm Ziersen Isabella Sihm Ziersen

2 Indhold Forord... 2 Projektbeskrivelse... 3 Problemformulering, løsningsstrategier og projekt afgrænsning... 3 Løsningsstrategi A:... 4 Homeport... 4 ZenseHome... 4 ZenseHome adapter... 4 Z-Wave... 5 Varme... 6 Ventilation... 6 Solafskærmning... 7 Løsningsstrategi B... 8 KNX... 8 Lys... 8 Varme... 8 Ventilation... 8 Solafskærmning... 9 Konfiguration... 9 Betjening Konklusion

3 Forord I forbindelse med min svendeprøve har jeg lavet en hjemmeside hvor man kan se nogle af de ting Der ikke blev plads til i bilag og synopsis fx. udførlige brugervejledninger, links til alle datablade. På et tidspunkt vil man også kunne se filmen Det tager kun 5 minutter der handler om KNXløsninger. 2

4 Projektbeskrivelse Projektet tager udgangspunkt i nybyggeri indenfor velfærdsområdet. Der skal opføres en række identiske seniorboliger. Den enkelte bolig indeholder 1 : Køkken i åben forbindelse med et opholdsrum Entre/Bryggers Soveværelse Bad/toilet Bygherren ønsker et forslag til styring og overvågning af boligernes installationer: Lysstyring Gulvvarmeanlæg Ventilation Solafskærmning Det er et krav, at boligen er fremtidsikret, Det er ligeledes et krav, at der er en høj grad af komfort for beboerne. Problemformulering, løsningsstrategier og projekt afgrænsning Hvordan designes en fremtidssikret seniorbolig? Bygherren har ønsket et forslag til styring og overvågning af boligernes installationer. Der kan opstilles 2 løsningsstrategier: Løsningsstrategi A: Der udarbejdes et forslag til styring og overvågning af boligens installationer. Hvor den centrale komponent er en Home Port applikation udviklet af AAU. Løsningsstrategi B: Der vælges et KNX system, hvortil der evt. kan tilføjes gateways til andre systemer. Projektet afgrænses til at fokusere på 4 hovedspørgsmål: Kan man opnå en høj grad af komfort ved at bruge intelligente installationer? Er der specielle hensyn, der skal tages ift. installation og betjening, når det er en seniorbolig? Kan man lave en seniorbolig med intelligente installationer, der samarbejder på tværs (Strategi A)? Hvilken Løsningstrategi er bedst (Strategi A/B)? 1 Dimensionering af Bolig Bilag XX 3

5 Løsningsstrategi A: Homeport Homeport er en open source systemkomponent der er udviklet af AAU. Der er udviklet plugins/adaptere til forskellige systemer, der gør det muligt at styre enheder på tværs af forskellige protokoller ( sprog ). Man kan sammensætte en Homeport 2 løsning ved at kombinere forskellige adaptere fx. ZigBee og Z-Wave. I dette projekt udvikles en ZenseHome adapter, der kombineret med en Z-Wave adapter kan bruges til at styre alle boligens installationer. ZenseHome ZenseHome bruges til styring af boligens elinstallation. Funktionerne i ZenseHome omfatter bl.a. gruppering af lamper, lysdæmpning og overvågning af strømforbruget for hver enkelt stikkontakt. I seniorboligen installeres 3 ZenseHome: Stikkontakter Lampeudtag 3 PIR sensorer, med integreret LUX-måler. Når lyset er tændt, opretholder lysreguleringen i tilstedeværelsesdetektoren det valgte luxniveau ved at dæmpe lampeaktuatoren efter dagslysets styrke. ZenseHome adapter ZenseHome adapteren implementerer et Ascii interface der bruges sammen med Homeport. For at teste adapteren bygges en demonstrator. Via en bryder kan man fjerne den ene stikkontakt så Homeports Service Discovery kan testes. 2 Læs mere på 4

6 Responsen på http metoden 4 ON 5 enheder OFF 4 enheder GET/devices, ses herunder: Alle aktive enheder testes med GET og SET. I eksemplet herunder er det dæmpbare lampeudtag med ID Z-Wave Z-Wave er en trådløs radiokommunikations-protokol, udviklet af Zensys og Z-Wave alliancen. Den er designet til styring og overvågning af elektriske apparater og sensorer i hjemmet. ZenseHome Kan kun bruges til lysstyring. For at kunne bruge en Homeport løsning med kun én ekstra adapter, skal alle andre installationerne kunne kommunikere via Z-Wave protokollen

7 Varme Da køkken-alrummet er større 30 m 2 skal det deles op i 2 kredse. Der skal derfor være 5 varmekredse i boligen. Anlægget har individuel rumstyring Kontrolenheden skal kunne bruges med tredje parts Z-Wave udstyr, så der vælges: Z-Wave Danfoss Link HC5 Hydronic Controller med 5 Udgange. Anlægget størrelse dimensioneres med en Danfoss QuickPlanner. Gulvvarmeslangerne udlægges med udlægningsmønster B, parallelle frem- og returrør (Hårnåle) Ventilation Det vurderes at ventilationskravet iht. BR kan opfyldes ved naturlig ventilation. Men da bygherren har bedt om flere løsningsforslag vælges et ventilationsaggregat med varmegenvinding. 6

8 Anlægget vælges ved brug af Teknologisk Instituts webbaserede ventilationsberegner 5. Da Danfoss Air Unit styret af Danfoss Air Dial er det eneste Z-wave certificerede vælges dette. Solafskærmning Som solafskærmning vælges rullegardiner, der monteres på en: Somfy Sonesse 50 ILT2 (AC) motor. Der styres gennem et Z-Wave motor Interface Som alternativ løsning har beboerne mulighed for at få elektrisk gardinstanger (Glydea 60). Beboere har mulighed for, selv at vælge design. Der opsættes kun gardiner i den sydvendte stue

9 Løsningsstrategi B KNX KNX er en global standard 6 inden for bolig- og bygningsautomation. Alle KNX-produkter er indbyrdes kompatible, det betyder at man kan kombinere produkter fra forskellige producenter. I løsningstrategi B vælges så vidt muligt KNX produkter. Lys Ift. lysstyring laves en løsning der svarer til ZenseHome løsningen: PIR i badeværelse, bryggers og køkken. Dæmpbare lampeudtag i soveværelse, over spisebord og tv-området. Lampeudtagen kan tøndes, slukkes og dæmpes ved alle døre. Når lyset er tændt, opretholder lysreguleringen i tilstedeværelsesdetektoren det valgte luxniveau ved at dæmpe lampeaktuatoren efter dagslysets styrke. Varme Gulvarmeanlægget reguleres via Fuga multifunktionstryk med integreret temperatur føler, PI regulator, display og integreret betjeningstryk, DIN 6x230 V varme aktuator med feedback fra en 230 V telestat. På multifunktionstrykket kan man bl.a. aflæse tid, rumtemperatur og setpunkt. Ventilation I badeværelset monteres en fugtstyret ventilator med afkastkanal med tværsnitsareal min 200 cm². Et ventilationsgitter i døren (med en åbning på min 100 cm²) tilførsel af udeluft ved en åbning på mod adgangsrum. I køkken og bryggers og badeværelset placeres en multifunktionssensor der kan måle CO 2, H 2 O(fugt) og temperatur. Sensoren kan fungere som en udluftnings reminder. På fronten af sensoren er der 2 farveskiftende LED er der indikerer om grænseværdierne er overskredet. (Grænseværdier kan sættes via econfigure). 6 KNX er godkendt som den internationale standard (ISO/IEC ), de europæiske standarder (CENELEC EN og CEN EN ) og den kinesiske standard (GB/T 20965). 8

10 Denne løsning bygger på naturlig ventilation. Hvis der ønskes mekanisk ventilation vælges et Systemair SAVE-VTC-200-R anlæg. D ette anlæg er den næstbedste løsning fra Teknologisk instituts Løsningen er valgt fordi systemair har gateway til KNX. Isabella Sihm Ziersen Solafskærmning Rullegardiner styres via et persiennemodul med manuel betjening. Schneiders KNX persienne modul DIN 8x10 kan styre otte solgardiner uafhængigt af hinanden. Betjeningen foregår via LK FUGA KNX tryk Konfiguration KNX-løsningen konfigureres via Schneider Electrics econfigure KNX Lite. Der er et grafisk værktøj til konfiguration og opsætning af KNX løsninger. Det er enkelt at oprette scenarier, som den viste hvor alt lys skal være slukket når vi tager på ferie. Når man er færdig med opsætningen kan man udskrive en færdig stykliste. Det eneste minus ved programmet er at det er svært at tilføje produkter fra andre fabrikanter. Den færdige KNX-løsning til seniorboligen er vist på næste side. 9

11 10

12 Betjening KNX løsningen betjenes via tryk. Hvis man ønsker fjernbetjening kan man udvide systemet med en Wiser for KNX (tidligere homelynk) Homeport løsningen betjenes via en grafisk brugergrænseflade, som kan implementeres til et fast betjeningspanel eller r en mobilenhed fx en ipad. Jeg har designet en fuld brugergrænseflade til systemet som kan se på Denne løsning er i sin nuværende form, for kompleks til at kunne blive betragtes som værende fremtidssikret ift. en seniorbolig. En simplere brugergrænseflade med færre funktioner ville være bedre. Omkostningen ved en sådan løsning vil være at man ikke vil kunne bruge alle funktioner. 11

13 Konklusion I en seniorbolig bliver beboerne pr. definition gamle indenfor en relativ kort tidshorisont. Det betyder at man er nødt til at planlægge boligen og installationen efter dette. Der skal være fx bredere døre, og plads til at vende en kørestol, der må heller ikke være lampeudtag i loftet i soveværelset (hvis der skal installeres en fastmonteret lift). Endelig er der betjeningen. Brugergrænsefladen skal være meget simpel med meget færre funktioner, hvis flertallet af ældre mennesker skal kunne bruge den. Der er ingen tvivl om at man kan opnå en højere grad af komfort ved at bruge intelligente installationer. Beboeren vil få et godt indeklima og der er mulighed for at tilpasse installationen til beboerne behov. fx. via oprettelse af scenarier i KNX-løsningen. Homeport har ikke prædefinerede scenarier, men fordi der er en relativt simpel grænseflade er det muligt at programmere og aktivere forskellige funktioner. Det vil også være muligt, at overvåge bestemte stikkontakter og sende alarmer/meddelelser fx via hvis de ikke aktiveres inden for et bestemt tidsrum. Selvom det er muligt at lave en seniorbolig med intelligente installationer, der samarbejder på tværs. Bliver man stærkt begrænset ift. valg af komponenter, da der ikke er lavet adaptere til alle systemer. Jeg kunne fx. kun finde et Z-Wave gulvvarme system. Styrken ved Homeport er at billigt at lave systemer, da det kan køre på en Raspberry Pi. Svagheden er, at der ikke er meget plug-and-play ved en homeport løsning. Det er der til gengæld over KNX det er meget nemt og hurtigt at lave en KNX-løsning når man bruger moderne platforme. Jeg har brugt Schneider Electrics econfigure KNX Lite, og det er et meget professionelt værktøj. Der er fuld integration med Schneiders KNX produkt database. Og Schneider har lavet en række færdige løsningsforslag på KNX-portalen 7. Svagheden ved econfigure KNX Lite er at den hurtigste løsning er at bruge Schneiders produkter. Når det så er sagt, vil jeg alligevel konkludere at det på indeværende tidspunkt er langt den bedste løsning