So funktioniert der leitungsbasierte Gebäudesystembus KNX

Der leitungsbasierte Gebäudesystembus KNX ist ein weltweiter Standard für Hausautomation. Über eine Steuerleitung, den KNX Bus, lassen sich nahezu unbegrenzt viele Komponenten wie Heizung, Licht, Jalousien, Fensterkontakte oder Wetterstation, miteinander vernetzen und zentral steuern. KNX lässt sich hervorragend an weitere Bussysteme mit Hilfe sogenannter Gateways anbinden.

Die KNX Haus- und Gebäudesystemtechnik hat seit ihrem Markteintritt im Jahr 1992 die traditionelle Gebäudeinstallation revolutioniert. In Neubauten und bei Modernisierungen, in industriell, gewerblich und öffentlich genutzten Objekten kommt KNX weltweit beinahe standardmäßig zum Einsatz, aber auch im privaten Wohnbau sorgt die intelligente Vernetzung zunehmend für Komfort, Sicherheit und Energieeffizienz. KNX fasst verschiedene Gebäudefunktionen in einem einzigen Bussystem zusammen und vernetzt so zahlreiche Anwendungen und Gewerke. Dazu zählen Bereiche wie Beleuchtung, Sonnenschutz und Tageslichtlenkung, Heizung, Belüftung, Klimatisierung und Hausgeräte, aber auch relevante Sicherheitsfunktionen wie Feuer- und Rauchmelder, Alarme oder Anwesenheitssimulation sowie Audio/Video und Multimedia.

Eine Hausautomation mit KNX hat viele Vorteile: Zum einen haben Hausbesitzer einen deutlich geringeren Verkabelungsaufwand als bei anderen Systemen, weil die Komponenten nur an den KNX Bus angeschlossen werden. Zum anderen können Informationen mehrfach genutzt werden. Ist z. B. die Wetterstation an den Bus angeschlossen, lassen sich diese Informationen etwa für die Steuerung von Markisen und Jalousien nutzen. Wenn es dann regnet, können diese z. B. automatisch einfahren.

Die Haustechnik mit KNX ermöglicht beispielsweise auch die Vernetzung der Fensterkontakte mit der Einzelraumregelung der Heizung. Wenn Fenster geöffnet sind, ist diese Information auf dem Bus verfügbar und kann an anderer Stelle genutzt werden. So erhält der Raumtemperaturregler eine entsprechende Meldung, geht in den Frostschutzbetrieb und schließt die Heizkörperventile. Der Wärmeerzeuger erfährt, dass momentan kein Wärmebedarf besteht und heizt nicht mehr. Auch die Heizkreispumpe wird dabei ausgeschaltet. So verbraucht das Heizsystem nur nach Bedarf Energie.

Zentrale Bedienschnittstelle der smarten KNX-Haustechnik ist der Homeserver. In der Technikzentrale sitzen die Schaltaktoren, die Steuerungsbefehle in Aktionen umwandeln. Befehlsgeber sind die Sensoren an der Wand. Über einen Touchscreen hat man immer alle Komponenten im Blick und kann diese steuern. Der Bildschirm zeigt dabei die aktuellen Einstellungen an. Ist das KNX-System einmal richtig eingestellt, muss der Laie keine weiteren, manuellen Einstellung vornehmen. Denn das System reagiert anhand der Informationen auf dem KNX Bus, etwa von Einzelraumregelung, Wetterstation und Fensterkontakten, und heizt, wenn es erforderlich ist.

Der KNX Bus kennt mehrere Übertragungsmedien und damit auch mehrere Übertragungsverfahren:

• Übertragung über verdrillte Zweidraht-Datenleitung: KNX Twisted Pair (KNX TP)
• Übertragung über das vorhandene 230 V-Netz: KNX Power Line (KNX PL)
• Übertragung über Funk: KNX Radio Frequency (KNX RF)
• Übertragung über Ethernet (KNX IP)

Ein KNX-System besteht aus verschiedenen Sensoren wie Temperaturfühlern oder Lichtsensoren. Auf Basis dieser Messwerte werden die Aktoren angesteuert, etwa der Stellantrieb eines Heizkreises, um bspw. die Raumtemperatur anzupassen. Die Kommunikation aller Geräte erfolgt über eine Busleitung. Jedes eingebundene Gerät besitzt einen eigenen Mikroprozessor, sodass die Parameter jederzeit verändert werden können.

Was im menschlichen Körper die Nervenbahnen sind, ist im intelligenten Zuhause die Busleitung, die neben der herkömmlichen Stromleitung verlegt wird. Hierbei handelt es sich in der Regel um eine verdrillte Zweidraht-Leitung (KNX Twisted Pair oder KNX TP), die alle Busteilnehmer mit Daten und mit der nötigen Betriebsspannung (30 V DC) versorgt.

Über diese Busleitungen werden dann Schaltaktoren (Jalousieaktor, Rollladenaktor, Dimmaktor etc.) mit den einzelnen Sensoren in den einzelnen Zimmern verbunden. Häufig zeigt eine LED am Schaltaktor den Status an. Sensoren erkennen die Ereignisse im Gebäude, wandeln sie in Telegramme um und versenden sie an die Aktoren in der Technikzentrale – die wiederum die gewünschten Aktionen einleiten. Sensoren sind quasi die „Sinnesorgane“ des intelligenten Zuhauses. Die Sensoren wie z. B. KNX-Raumtemperaturregler besitzen dabei häufig zusätzlich die Möglichkeit als Raumcontroller verschiedene Einstellungen vorzunehmen oder Gebäudefunktionen abzurufen.

Nachdem alle Aktoren und Sensoren über die Busleitungen installiert und verdrahtet sind, erfolgt die Systemkonfiguration. Über die KNX-Busleitung wird die Aktorik im Zählerschrank verknüpft. Per Ethernet-Port verbinden kann man sich dann mit dem lokalen IP-Netzwerk, per Wireless LAN dann mit dem eigenen Tablet, Smartphone oder Laptop verbinden und die Konfiguration starten.

Die KNX-Technologie ist seit mehr als 20 Jahren im Einsatz. Als erstes und einziges System für intelligentes Wohnen erfüllt KNX die Normen EN 50090 und ISO/IEC 14543. Das sorgt für eine optimale Kompatibilität aller Produkte und so für absolute Planungssicherheit. Unter dem Standard ISO/ IEC 14543 hat die internationale Fernmeldeunion ein Funkprotokoll für die batterielose Funktechnik standardisiert. Auch dieser Standard wird von KNX unterstützt.

Mehrere hundert KNX-Hersteller aus der ganzen Welt aus allen Anwendungsbereichen der Gebäudeautomatisierung, u.a. Beleuchtung, Rollladensteuerung, Heizung, Lüftung, Klimatisierung, Überwachungsapplikationen, Verbrauchsdatenerfassung von Wasser und Energie, sowie aus Bereichen wie Haushaltsgeräte, Audio und weitere haben KNX-Produkte im Programm. So kann ein Haus individuell mit KNX geplant werden – ganz nach dem persönlichen Geschmack. Denn alle elektrotechnischen Produkte, die dem offenen KNX-Standard entsprechen, können miteinander kommunizieren.

Zahlreiche Elektroinstallateure, Systemintegratoren und Planer haben sich auf die Gebäudeautomation mit KNX spezialisiert. Für ihre Weiterbildung haben sie in den von der KNX Association anerkannten Schulungsstätten spezielle Kurse besucht und dürfen sich „KNX-Partner“ nennen. Dieses dichte Netzwerk an hochqualifizierten Spezialisten garantiert überall in Deutschland, aber auch weltweit die fachkundige Begleitung von modernen und zukunftsfähigen Bau- und Modernisierungsprojekten – von der Planung über die Bauphase und die Installation bis hin zum langfristigen Betrieb.