Prädestiniert für smarte Gebäude

Wenn es um das Heizen und Kühlen von großen Gebäuden geht ist Bluetooth Mesh eine besonders nützliche Technologie. Denn damit lassen 
sich beispielsweise smarte Regelventile kabellos mit anderen Geräten und Sensoren in ein Netzwerk einbinden, um eine Steuerung und 
Überwachung zu realisieren. Damit ergibt sich eine Vielzahl von neuen Möglichkeiten, die bis vor kurzem noch als Zukunftsmusik galten. 

Seit 2017 gilt in Europa die EPBD Richtlinie, die in Deutschland im Gebäudeenergiegesetz (GEG) umgesetzt wurde. Sie verlangt, dass Gebäude ab einer bestimmten Größe im Betrieb mit Hilfe von echten gemessenen Sensordaten wie Durchfluss, Temperatur und vielen weiteren energieverbrauchsrelevanten Daten permanent optimiert werden können. Die zentral zu erfassenden Gebäudedaten müssen in einen ESG-Bericht einfließen (ESG = Environmental, Social, Governance). Das Ziel ist eine nachhaltige Energieeinsparung sowohl in der Planung als auch im Betrieb. Neue Gebäude müssen daher digitalisiert sein, aber auch Bestandsgebäude werden im Zuge von Sanierungen zunehmend digitalisiert werden.

Was ist und wie funktioniert Bluetooth Mesh?

Bluetooth Mesh ist ein Netzwerk-Protokoll, das auf Bluetooth-Technologie basiert 
und speziell für den Einsatz in Gebäuden 
entwickelt wurde. Es ermöglicht es Geräten, untereinander zu kommunizieren und so ein breites Netzwerk zu bilden, um u.a. intelligente Funktionen in Gebäuden bereitzustellen. Die Daten aller Netzwerkteilnehmer werden auf einem Server im Gebäude oder im Internet (Cloud) gespeichert. Im Gegensatz zu traditionellen 
Bluetooth-Verbindungen, bei denen nur zwei Geräte miteinander kommunizieren können, kann bei Bluetooth Mesh jedes Gerät mit jedem anderen Gerät im Netzwerk kommunizieren. Diese Art der Vernetzung ist besonders nützlich für die Digitalisierung von Gebäuden, da sie ermöglicht, dass Geräte wie Leuchten, 
Wärmeerzeuger und heiztechnische Komponenten, Klimaanlagen und andere Bauteile miteinander kommunizier

Jedes Bauteil kann ein Knoten sein

Dabei verbindet Bluetooth Mesh kabellos alle Geräte im Netzwerk miteinander, indem es eine Vielzahl von Geräten als „Knoten“ in einem Netzwerk verwendet. Jeder Knoten kann Daten an andere Knoten im Netzwerk senden und empfangen. Wenn ein Gerät Daten senden möchte, sendet es diese Daten an einen nahegelegenen Knoten. Dieser Knoten leitet die 
Daten an einen anderen Knoten weiter, bis sie schließlich ihr Ziel erreichen. Ein Knoten in einem Gebäude kann zum Beispiel ein entsprechend ausgerüstetes Tablet zur Sollwertverstellung der Raumtemperatur, zur Lichtsteuerung und Einstellung von Jalousien sein oder ein Temperatursensor oder ein 6-Wege-Ventil für den automatischen hydraulischen Abgleich. 

Jeder Knoten im Netzwerk hilft dabei, die Daten weiterzuleiten, indem er sie an 
den nächsten Knoten weitergibt. Diese Art der Datenübertragung ermöglicht es, dass Daten über große Entfernungen 
gesendet werden können, ohne dass eine direkte Verbindung zwischen dem 
Sendegerät und dem Empfänger erforderlich ist. Außerdem ist die Verbindung robust, da sie auch dann funktioniert, wenn ein Teil des Netzwerks ausfällt. Bluetooth Mesh ist prädestiniert für Gebäude, in denen eine große Anzahl von Geräten verbunden werden müssen, weil es ein sehr großes Netzwerk von Geräten unterstützen kann. Auch sind Daten von einzelnen Multisensoren – zum Beispiel für Temperatur, Feuchte, Bewegungsmelder für Präsenz oder Abwesenheit, CO₂ – damit im 
gesamten Netzwerk verfügbar.

Intelligente Bauteile übernehmen Regelaufgaben

Damit einhergehend ist die Verwendung von intelligenten Bauteilen möglich, was am Beispiel des 6-Wegeventils „DiVa“ (Hersteller Gampper) aufgezeigt werden soll: Durch die Einbindung ins Mesh-Netzwerk wird das Regelventil quasi ergänzt um eine integrierte Raumregelfunktion. Die zur Raumregelung benötigten Sensordaten (Raumtemperatur, relative Feuchte und Anwesenheit) erhält es von einem Multisensor in der Nähe. Weitere Sensordaten, wie z.B. die Temperatur außerhalb des Gebäudes, können aus der Anlagen-Cloud angefordert werden, bereitgestellt durch z.B. einen Außenfühler oder über das Internet von einer nahegelegenen Wetterstation. Als Protokoll wird das internetfähige MQTT verwendet.

Diese Reduzierung der Komplexität geht mit einer Vielzahl von weiteren Vorteilen einher.

Vorteile von der Planung bis zum Bau… 

Durch die Verwendung von Bluetooth-Mesh-Protokollen können Geräte unterschiedlicher Hersteller mit unterschiedlichen Funktionen miteinander kommunizieren, was die Planung und Integration von verschiedenen Systemen erleichtert (Interoperabilität). So kann ein 
Regelventil eines Herstellers mit dem 
Sensor eines anderen Herstellers über eine Stehleuchte eines weiteren Herstellers kommunizieren. Auch andere 
Gebäudekomponenten wie Zutritts-
kontrolle und Buchungssysteme können integriert werden.

…sowie bei Inbetriebnahme und Betrieb 

Die Geräte können durch Abscannen eines QR-Codes mit einer Smartphone-App in das Mesh aufgenommen werden. Die Überwachung und Konfiguration von Geräten kann von einer zentralen Stelle aus erfolgen. Sogenannte Informationsschwerpunkte (ISP) müssen nicht mehr 
programmiert werden. Automatisierte 
Prozesse ermöglichen es zudem, dass 
Geräte über ein Dashboard per Drag-
and-Drop zugeordnet werden.

Fazit

Bluetooth Mesh eignet sich für mittlere und große Gebäude, es erleichtert Planung, Bau- und Inbetriebnahme und 
optimiert die Gebäudebewirtschaftung. 
Durch den hersteller- und produktunabhängigen Datenfluss lassen sich neue Funktionen generieren und der 
Energieverbrauch nachhaltig optimieren – 
und das, ohne dass Gebäude aufwendiger werden.

www.gampper.de

Regelarmaturen-Baureihe „Diva“ 

Das zur AFRISO-Gruppe gehörende Traditionsunternehmen Gampper aus Alsenz in der Pfalz ist seit über 120 Jahren am Markt tätig. Das Sortiment umfasst Zwei-, Drei- und Sechs-Wege-(Change-Over)Regelarmaturen, Heizkörper-Rücklaufverschraubungen, Hahnblöcke sowie Strang- und Absperrarmaturen (elektronisch adaptiv, dynamisch, statisch).

Die Baureihe „Diva“ ist für eine druckunabhängige Durchflussregelung samt autonomen hydraulischem Abgleich in dezentralen Wärme- und Kälteerzeugern oder Verbrauchern konzipiert. Die Ventile können über Bluetooth Mesh mit allen anderen bauseits vorhandenen Komponenten oder Sensoren, wie z.B. Lampen, Jalousien, Lüftungsanlagen oder Sonnenschutz, kommunizieren. 

Alle Informationen können On Premise (auf gesicherten Servern) oder in der Cloud, abgesichert über Cyber Security Management, abgerufen und mit externen Daten angereichert werden, z.B. der Wettervorhersage.