Einsatzbereiche des KNX System
Generell werden durch den Einsatz von KNX bestimmte Qualitätsmerkmale eines Gebäudes verbessert. Das System wird als sogenannter Feldbus eingesetzt, um
- die Energieeffizienz des Gebäudes zu optimieren,
- den Komfort der Wohn- oder Arbeitsumgebung zu steigern,
- die Bedienung der technischen Einrichtungen zu erleichtern,
- die Gebäudesicherheit zu gewährleisten.
- die Flexibilität für Nutzungsänderungen zu erhöhen.
Dabei versteht man unter einem Feldbus das informationstechnische System, dass die im Gebäude verteilten Sensoren und Schaltstellen mit den Schaltaktoren für die elektrischen Verbraucher verbindet.
Durch die Übernahme von unterschiedlichen Aufgaben werden die genannten Qualitätsmerkmale positiv beeinflusst. Dazu zählen unter anderem die gebäudetechnischen Funktionsbereiche Beleuchtung, Beschattung, Heizung/Klima/Lüftung, Überwachung, Bedienung, Automatisierung und Energiemanagement, die durch das Bussystems zudem noch untereinander verknüpft werden können.
Darüber hinaus besteht in vielen Fällen die Notwendigkeit mit parallel eingesetzten Systemen zu kommunizieren, was durch eine Systemkopplung mittels Gateways ermöglicht wird. So werden z.B. bei der Regelung von Heiz- und Klimageräten oft auch andere Bus-Systeme oder DDC-Regelungen eingesetzt, die ihre Daten dann mit dem KNX austauschen. In sehr großen Gebäuden wählt man häufig eine Topologie, die ein übergeordnetes System wie z.B. BACnet als Backbone für große Datenraten zum Gebäudemanagement vorsieht und die Feldebenen der einzelnen Gebäudebereiche dann mit dem KNX ausstattet. Ein weiterer Fall bei der der KNX Bus mit anderen Systemen gekoppelt wird, ist die Verbindung zum TCP/IP Protokoll. Das ermöglicht zum Einen die Fernüberwachung und –wartung von Gebäuden und ganzen Liegenschaften via Internet und weiterhin die Kommunikation mit allen Teilnehmern eines LAN oder WLAN Netzwerkes. Die Steuerung und Visualisierung der gesamten KNX-Anlage auf PCs oder mobilen Geräten ist hierfür eine typische Anwendung. Auch die Kopplung von KNX zu weiter untergeordneten Systemen trifft man mittlerweile immer häufiger. So hat sich beispielsweise speziell für die Beleuchtungssteuerung in gewerblich genutzten Gebäuden das DALI Protokoll etabliert, zu dem KNX Schnittstellen existieren und durch die Verwendung von Funksendern wie z.B. den batterielosen EnOcean Sensoren, deren Signale in den KNX-Bus eingekoppelt werden, wird die Flexibilität nochmals wesentlich gesteigert. Immer häufiger findet auch der Zugriff auf den Bereich der Haushaltsgeräte oder der Audio- und Videotechnik statt. Ebenso sind Schnittstellen zu VDS-geprüften Alarmanlagen und Hauskommunikationsanlagen vorhanden. KNX ist somit das Bindeglied für alle haustechnischen Systeme.
Durch die Vielfalt von weltweit ca. 7.000 zertifizierten KNX Produkten und die Kommunikationsmöglichkeit mit anderen Systemen besteht eine riesige Bandbreite für Anwendungen und Lösungen in den einzelnen, gebäudetechnischen Bereichen. Dem Planer oder Systemintegrator bieten sich somit auch viele Wege und Kombinationsmöglichkeiten um die gewünschten Lösungen zu realisieren und letztendlich die technischen Qualitätsmerkmale des Gebäudes zu verbessern.
In den nachfolgenden Tabellen sind einige KNX-Funktionsbeispiele mit ihren Einflussfaktoren auf das jeweilige Qualitätsmerkmal aufgeführt, wobei grundsätzlich gilt, dass die KNX-Installation zu jedem Zeitpunkt bedarfsgerecht ergänzt werden kann, auch wenn bei einem Bauprojekt zunächst nur ein Teil der Möglichkeiten des KNX Systems realisiert wird. KNX bietet somit eine hohe Flexibilität um auf veränderte und neue Anforderungen zu reagieren.
Eine der Hauptanwendungen des KNX-Systems ist die Beleuchtungssteuerung. Die Grundfunktion ist das Ein- und Ausschalten von Glühbirnen, Leuchtstoffröhren, Niedervolttransformatoren und anderen Leuchtmitteln. Mit passenden KNX-Dimmaktoren können die verschiedenen Leuchtmittel auch gedimmt werden oder bei LEDs die Lichtfarben eingestellt und verändert werden. Eine tageszeitabhängige Einstellung der Farbtemperatur im natürlichen Rhythmus ist somit realisierbar. Mit passenden KNX-Sensoren sind Automatik-Schaltungen und Regelungen auf ein gewünschtes Helligkeitsniveau möglich. Darüber hinaus ist die KNX-Schnittstelle zum DALI-Protokoll eine wichtige Funktion. Neben der Komfortsteigerung bietet eine KNX-Lichtsteuerung auch große Möglichkeiten zur Energieeinsparung. Durch das automatische oder zeitgesteuerte Ausschalten, das Dimmen oder eine präsensabhängige Konstantlichtregelung sind Einspareffekte bis zu 40% gegenüber einer manuellen Lichtsteuerung möglich.
Eine weitere Hauptanwendung von KNX ist die Steuerung der Beschattung. Dazu gehören elektrisch betriebenen Rollläden, Jalousien, Vorhänge oder Rollos. Neben der manuellen Bedienung können mit Hilfe unterschiedlicher Sensoren die Beschattungsanlagen automatische auf Veränderungen der Umgebung wie Sonnenstand und Windstärke reagieren. Auch feinste Regelungen der Lamellenpositionen sind möglich, so dass eine optimale Ausnutzung des Tageslichtanteils eingestellt werden kann und somit der Kunstlichtanteil immer nur auf das Notwendigste beschränkt bleibt. Eine KNX-Beschattungssteuerung bietet hohen Komfort und eine weitere Möglichkeit zur Energieeinsparung.
Auch im Bereich der Heizungs-, Klima- und Lüftungstechnik bietet KNX zahlreiche Funktionalitäten, mit denen letztendlich die Energieeffizienz des Gebäudes weiter gesteigert werden kann. Neben der Kommunikation zu Heizungsanlagen oder DDC-Regelungen ist hier die Einzelraum-Temperaturreglung einer der wichtigsten Effekte. Jeder Raum kann mit KNX-Temperatursensoren und KNX-Heizkörper-Ventilantrieben entsprechend dem vorgegebenen Zeitprofil auf unterschiedliche Temperaturen geregelt werden, so dass nur dann Heizenergie verbraucht wird, wenn es wirklich nötig ist.
Neben den zeit- oder ereignisgesteuerten Automatisierungen innerhalb eines Funktionsbereiches (Beleuchtung, Beschattung…) bietet KNX auch die Möglichkeit von bereichsübergreifenden Regelungen, so dass z.B. das Zusammenspiel von Jalousieposition, Helligkeit und Raumtemperatur optimal aufeinander eingestellt werden kann. Durch die Aufzeichnung und Speicherung von Daten können Regelungsparameter ständig optimiert werden. Mit logischen Verknüpfungen von verschiedenen Steuerbefehlen wird der Bedienkomfort innerhalb des Gebäudes wesentlich gesteigert.
Besondere Merkmale einer Gebäudesteuerung mit KNX sind die Optionen zur Eingabe der Befehle. Alle erdenklichen Produkte, von konventionellen Wandschaltern über spezielle KNX Taster, Touchpanels, Funkschalter, PCs und Notebooks, Smartphones bis hin zu Sprachsteuerungen können direkt oder über Gateways eingebunden werden. Ziel all dieser Varianten ist eine möglichst einfache und komfortable Bedienung des Systems.
Durch die Erfassung, Weiterleitung und Anzeige der unterschiedlichsten Informationen und Ereignisse bietet KNX zudem einen wesentlichen Beitrag zur Steigerung der Gebäudesicherheit. Dazu zählen die Kontrolle technischer Systeme und physikalischer Daten, die Überwachung und Sicherung von Fenstern und Türen und die Erfassung von Veränderungen innerhalb und außerhalb des Gebäudes. Schnittstellen zu VDS-Alarmanlagen sind ebenso möglich wie zu Videosystemen.
Eine immer größere Bedeutung bekommt das Management der elektrischen Energie innerhalb des Gebäudes. Dabei hat die Reduzierung des Stromverbrauchs die höchste Priorität. Dazu bietet KNX aber auch schon Funktionalitäten für die zukünftige Einbindung der eigenen, regenerativen Energiequellen des Gebäudes (z.B. Solarmodule) in ein Smart-Grid-Konzept.