Nos edifícios residenciais podemos encontrar as seguintes funções a controlar:
Sem dúvida, todas estas exigências representam um desafio para quem se disponha a projectar ou planificar as instalações de um edifício. A ampla oferta de soluções existente no mercado complica ainda mais a decisão, e também aumenta o risco de engano. Um amplo conhecimento das diferentes tecnologias e a formação continua são as principais armas para superar estes desafios.
Possibilidades de controle
Diante de determinadas necessidades de controlo de um edifício, o projectista deve considerar então a solução que deve adoptar. Esta solução pode estar baseada em simples mecanismos convencionais, electromecânicos ou electrónicos, todos independentes entre si, ou pode optar pelo uso de um sistema de controlo. A seguir analisam-se diferentes opções, explicando em que situações cada uma delas é mais adequada:
Mecanismos ou automatismos convencionais
Trata-se simplesmente de elementos convencionais, de origem electrónica ou electromecânica, mas que geralmente necessitam de uma micro electrónica de controlo, ou a que têm é básica. Neste grupo podem-se classificar desde os interruptores ou botões de pressão convencionais até pequenos autómatos, passando por simples contactores ou teleruptores. Também aqui pode-se englobar uma ampla oferta de componentes de uma infinidade de fabricantes, tais como reguladores de luz, detectores de movimento, módulos telefónicos para telecomando, cronotermóstatos, programadores horários, sensores crepusculares, etc.
Estes elementos permitem dotar a instalação de um determinado grau de automatização que em certas ocasiões é suficiente para atingir os objectivos definidos. Por exemplo, se aquilo que se pretende é unicamente o controlo centralizado das persianas motorizadas do edifício residencial, bastará colocar em cada motor um controlador adequado que disponha de entrada auxiliar para centralização e depois unir todos através de cabos eléctricos no fim dos quais instalaremos um controlador central que pode estar equipado com programação horária.
Podemos dar outro exemplo com detectores de movimento. Este tipo de equipamentos, cujo uso tem vindo a crescer significativamente para aplicações de controlo de iluminação, proporcionam uma importante economia de energia e um aumento do conforto.
E assim sucessivamente, os edifícios podem-se ir equipando de pequenos automatismos independentes entre eles que iram respondendo às diferentes necessidades de controlo. O problema desta opção é que cada tipo de automatismos inserido tem sua própria filosofia de funcionamento e sua cablagem independente e todos eles costumam ser incompatíveis entre si. Como dissemos nos exemplos anteriores dificilmente poderemos conseguir que o mesmo botão de pressão da persiana também será capaz de acender as luz controlada pelo detector de movimento.
Pequenos sistemas de controle (via rádio ou similares)
Quando desejamos integrar diferentes funções de controlo na instalação, deixa de ser recomendável utilizar soluções convencionais ou pequenos automatismos, uma vez que costumam ser incompatíveis entre si, complicam a instalação e no fim não cumprem as funções desejadas. Nestes casos devemos pensar em utilizar um sistema de controlo. Esses sistemas têm a vantagem de que já foram criados para integrar diferentes funções, todas elas com a mesma cablagem meio de transmissão e com uma mesma filosofia. Tornam possível, de maneira geral, a integração de funções de iluminação, controlo de persianas, detecção de presença, etc., dentro de um mesmo protocolo de comunicação.
Nesta área está se implementando significativamente as tecnologias baseadas na transmissão via rádio. Apontam uma boa solução especialmente em obras de reabilitação ou actualização de instalações, pois querem pouca cablagem e costuma-se aproveitar a já existente. Além disso a sua colocação em serviço é praticamente em modo plu&play pois está ao alcance de qualquer instalador, sem necessidade de uma especialização. Proporcionam também um alto grau de flexibilidade diante de futuras modificações de usos ou ampliações. Neste sentido o sistema via rádio KNX/EIB aponta boas soluções para controlo de iluminação, permitindo o controlo remoto de luz e também a sua regulação, comandos À distância e detecção de movimento. Todo isso com muito pouca cablagem, dado que os comandos emissores são todos via rádio. Estes existem na versão de comando portátil e também na versão para caixa universal e inclusive de superfície.
No mesmo comando pode também integrar o controlo de persianas, permitindo facilmente o accionamento local ou por comando à distância e a centralização. Este sistema de controlo via rádio permite a gravação e posterior reprodução de até cinco cenários de ambientes, cada um dos quais podendo participar um numero ilimitado de accionamentos, luzes e persianas. Trata-se, pois, de uma solução simples e bem integrada, que permite dotar o edifício de uma certa automatização para várias funções.
Sistemas bus (KNX/EIB)
Em muitos casos pretende-se um elevado nível de automatização tornando-se necessária uma tecnologia capaz de transmitir uma grande quantidade de informação de forma fiável. Trata-se de instalações primordialmente em edifícios com um elevado nível de funcionalidade nas instalações. Nesta situação começa a não ser aconselhável o uso de pequenos sistemas de controlo, dado que geralmente têm limitações que os impedem de chegar a este níveis de funcionalidade. Aqui pode ser conveniente a aplicação da tecnologia mais potente, capaz de responder e gerir um grande número de variáveis.
Neste nível de automatização o mercado oferece muito menos alternativas que as anteriores e uma vez mais há que fazer um estudo detalhado antes de decidir por uma determinada opção. As tecnologias mais modernas estão já todas baseadas em sistema de bus de comunicação, que oferecem soluções descentralizadas, com as vantagens que elas oferecem:
Dentro de esta clara tendência, o mercado está a optar cada vez mais por soluções standard, que oferecem muito mais segurança e uma ampla gamo de produto. O sistema KNX/EIB oferece uma solução de bus descentralizado e está de acordo com um protocolo standard.
O sistema KNX/EIB está baseado numa topologia descentralizada, na qual sensores e actuadores comunicam entre si através de um par entrançado de baixa tensão se segurança, 24V. Este par proporciona a alimentação para a electrónica dos vários componentes e também transmite a informação entre eles. Cada componente do sistema está dotado de um acoplador de bus, BCU. Quando se acciona qualquer dos botões, envia-se um telegrama ao bus com uma codificação determinada, que é composta basicamente dos dados a transmitir e a direcção do destinatário. Este telegrama será recebido por todos os actuadores do sistema, mas somente o que tiver a direcção do destinatário será o que executa a ordem que vem prescrita. Assim, não é necessário instalar nenhum tipo de elemento central, porque a comunicação é feita entre sensores e actuadores.
Este sistema capaz de direccionar mais de 11.500 componentes no seu estado básico, sendo ampliável até multiplicar esse valor por quatro. Cada um dos componentes pode dispor de vários canais, pelo que estamos perante um sistema modular de grande potencialidade. A programação do sistema é efectuada através do software ETS, que é e válido para todos os fabricantes, o que simplifica significativamente a tarefa de colocação em serviço, se utilizam componente de diversas marcas. Cada fabricante certifica os seus produtos através da associação Konnex, obtendo assim o selo KNX/EIB que garante a perfeita compatibilidade desse componente com todos os aqueles que existem no mercado.
Comparativo instalação convenciona / instalação KNX/EIB
Relativamente a uma instalação convencional o sistema KNX/EIB oferece as seguintes vantagens:
Como inconveniente pode-se citar que os componentes são mais caros, logicamente, que os mecanismos convencionais.
A associação EIBA – Konnex
O sistema EIB surgiu em finais dos anos oitenta, a raiz da ideia de vários fabricantes alemães era de criar um protocolo standard para um sistema de controlo, ao qual se poderiam acrescentar posteriormente outros fabricantes. Esta ideia deu lugar à criação da associação EIBA, cuja sede instalou-se em Bruxelas para dar um carácter mais europeu a esta ideia.
A associação EIBA tinha várias tarefas definidas, entre as quais destacavam-se:
A tecnologia EIB foi-se desenvolvendo e estendendo progressivamente a vários países. No ano de 1997 deu-se um passo para a estandardização do sistema. Um acordo entre as três tecnologias mais desenvolvidas até ao momento na Europa: o EIB, o Batibus e o EHS, deu lugar à criação da associação Konnex, também com sede em Bruxelas. A partir desse momento começa o chamado “processo de convergência” cuja meta principal é desenvolver as interfaces de comunicação necessárias entre ambos os sistemas, para torná-los totalmente compatíveis entre si. Assim nasceu o sistema KNX, o sistema EIB disponha basicamente dos meios de transmissão: o par entrançado e a corrente portadora. A partir daí, acrescenta-se ao protocolo KNX outro par entrançado, que provêm do Batibus, uma nova portadora de corrente, do EHS e por ultimo um meio de transmissão por rádio, completando assim os 5 meios de transmissão que oferece hoje em dia o sistema KNX.
Este processo de convergência deu lugar a um protocolo de cooperação entre a associação Konnex e a CENELEC, que é o organismo que se encarrega de redigir as normas europeias EN. Fruto desta cooperação foi criada a norma EN 50090, que é a primeira norma que regula as instalações automatizadas em edifícios. O sistema KNX é parte integrante dessa norma, pelo que se pode dizer que este sistema é o primeiro que está sustentado por uma norma internacional. Isto constitui um recurso muito importante, dado que qualquer projectista que trabalhe com o sistema KNX sabe que o seu projecto está sustentado por uma norma.
Aplicação em edifícios residenciais
Em continuação toma-se por base de estudo um pequeno edifício residencial com dois quartos, duas instalações sanitárias, um salão, cozinha e terraço. Naturalmente, as funções descritas s seguir pode ser extrapolada para edifícios maiores.
Controlo de iluminação em edifícios residenciais. A iluminação é a segunda fonte de consumo de energia eléctrica num edifício. Trata-se de conseguir as maiores cotas de conforto, com o mínimo de consumo de energia possível. Neste aspecto, o sistema KNX/EIB oferece as seguintes funções:
Controlo de persianas e todos em edifícios residenciais. O uso de motores em persianas está cada vez mais divulgado, sendo um elemento muito comum em edifícios residenciais de médio e grande tamanho. Importância especial adquire a motorização dos toldos, onde um adequado controlo por contribuir para um maior nível de conforto. Ao mesmo tempo que se aumenta a segurança, evitando a destruição do toldo na caso de fortes rajadas de vento. Evidentemente, uma correcta protecção solar também contribui a um melhor aproveitamento da energia necessária para obter uma adequada temperatura de conforto dentro do edifício. Por exemplo, se através de um sensor de luminosidade captamos os momentos de maior insolação do dia, durante o Inverno pode-se fazer subir a persiana que aqueça o interior do edifício e no verão tudo ao contrário. As funções gerais a realizar são:
Controlo de climatização. O aquecimento e o ar condicionado são os primeiros consumidores de energia de um edifício, e também um dos principais responsáveis pelo conforto. Neste caso, o sistema KNX/EIB dispõe de controladores muito avançados, através dos quais se pode realizar um controlo de climatização tão avançado com aqueles que proporcionam a maioria dos sistemas proprietários de climatização que existem no mercado. Com a vantagem de a climatização se encontra integrada com o resto das instalações do edifício. Entre outras podem-se realizar as seguintes funções:
Controlo de alarmes técnicos e de intrusão. O sistema permite integrar todo o controlo de fugas de água, gás, etc, cortando automaticamente os respectivos fornecimentos e enviando um aviso por módulo telefónico. No entanto já existem no mercado centrais de alarme com ligação directa ao sistema KNX/EIB, com capacidade de dar alarmes com os protocolos estandardizados pelas centrais receptoras de alarmes.
Visualização e controlo remoto. Grande parte dos fabricantes que aderiram ao protocolo oferece, nos seus catálogos, elementos e programas de visualização para o sistema KNX/EIB, que permitem a monitorização e controlo central da instalação desde um ou vários pontos. Alguns dos programas de visualização permitem o controlo da instalação via internet.
Análise dos custos
Chegados a este ponto, é necessário abordar a questão do orçamento, que é um assunto sempre determinante na hora empreender qualquer tipo de instalação automatizada.
É frequente estabelecer comparações entre o custo dos materiais e uma instalação convencional e uma instalação equipada com o sistema KNX/WIB. Também é muito frequente estabelecer proporções de preços em função do tamanho da instalação. Qualquer estimativa resultante desses planos será inadequada se não se tem em conta um factor que neste caso é determinante: as funções a realizarem.
Se a instalação de iluminação, por exemplo, não tiver mais funcionalidades que meramente a de apagar e acender as luzes, então estima-se que o custo de uma instalação com KNX/EIB, passa aproximadamente em 30% a da convencional. Está claro, que para uma mesma funcionalidade, não tem sentido fazer esta inversão em automação.
Agora sim, simplesmente com acrescentar a funcionalidade de um desligar geral das luzes desde um botão, o custo da instalação convencional já se iguala à da instalação com KNX/EIB. Isto sucede porque, uma vez instalado o sistema, podemos aumentar a funcionalidade da instalação, com muito pouco aumento de custo. Ao contrário, com uma instalação convencional, embora a inversão inicial seja mais baixa, qualquer pequeno aumento de funcionalidade implica custos importantes.
Conclusão
Como se disse no início, a grande quantidade de soluções e sistemas de domótica existentes no mercado, fazem com que a decisão para o projecto seja ligeiramente difícil, pelo que é necessário conhecer as vantagens que oferece cada um para puder decidir. O sistema KNX/EIB oferece uma solução descentralizada e compatível entre mais de 100 fabricantes do mercado europeu. Além disso é o único que actualmente se adapta a norma europeia que existe a este respeito. O alto nível de desenvolvimento e o grande numero de soluções que oferece fazem-no apto para praticamente qualquer tipo de edifício residencial e terciário. Unicamente é necessária uma reflexão prévia focalizada a determinar que funcionalidade quer dar à instalação e a partir dai estudar se o custo resultante é atingível ou não pelo proprietário.