Die bequeme Art KNX nachzurüsten
Die Ansprüche an den Komfort im Eigenheim wie auch im Büro sind in den letzten Jahren immer weiter gestiegen. Deshalb ist eine einfache und zentrale Kontrolle und eine leicht zu bedienende Steuerautomatik von Klimatisierung, Sicherheitssystemen und Beleuchtung besonders wichtig. Im besten Fall wird hierbei auch die Energie effizient eingesetzt und Strom gespart. Damit dafür nicht unzählig verschiedene Schalt- und Steuerapparate installiert werden müssen, sollten alle beteiligten Komponenten in der gleichen Sprache kommunizieren. Hierfür eignen sich Systeme wie KNX, das über ein Bussystem die Geräte miteinander verbindet und so eine zentrale und einfache Steuerung der vielen Geräte möglich macht.
KNX ist mittlerweile ein bewährtes System bei privaten und gewerblichen Bauherren, die ihre Neubauten mit einer Hausautomation ausstatten wollen. Für Altbauten und schwer zugängliche Stellen, in denen kein Kabel verlegt werden kann, ist das KNX Kabelsystem bisher nicht geeignet gewesen. Doch mit der Möglichkeit, KNX- und Funksysteme zu verbinden, ändert sich das. Ob bei der Neuinstallation oder bei bereits vorhandenen Installationen, das besondere KNX-System macht eine Nachrüstung des Smart-Homes besonders einfach, da dies ohne eine Neuverlegung von Kabeln und somit ohne Staub und Schmutz auskommt.
Worum handelt es sich bei KNX?
KNX ist ein europäischer, chinesischer und internationaler Standard für die Steuerung von Wohngebäuden. Zunächst hieß der Standard EIB (Europäischer Installations Bus), doch nachdem sich immer mehr Unternehmen dem Standard angeschlossen haben, wurde er in KNX umbenannt. Anders bei der herkömmlichen Elektroinstallation, bei der die 230V Leitung für die Energie- und Informationsübertragung genutzt wird, funktioniert KNX über eine Busleitung. Die 230V Leitungen dienen hier nur der Energieübertragung, die Informationsübertragung geschieht ausschließlich über die Busleitung, die alle Geräte miteinander verbindet. Diese kann aus verdrillter Zweidrahtleitung, Funk, 230V-Netz oder IP/Ethernet bestehen. Daher muss bei einer neuen zusätzlichen Funktion keine neue Leitung verlegt werden, die Schalter sitzen gesammelt meist im Verteilerkasten. Die Bedienung findet über Sensoren statt, die Geräte, die für die Ein- und Ausschaltung verantwortlich sind, werden Aktoren genannt. Diese Bus-Verbindung kann nun nach den Wünschen des Hausbesitzers programmiert und jederzeit verändert werden.
Einsatzbereiche des KNX-Systems innerhalb des Smart-Homes
Über das KNX-System kann die gesamte Gebäudeautomation einheitlich gesteuert werden. Dazu zählt nicht nur die Beleuchtung, Beschattung durch Jalousieanlagen, Heizung, Lüftung und Klimatisierung, sondern auch Sicherheitssysteme, Alarm- und Überwachungssysteme und Energiemanagement. Auch Haushaltsgeräte können hierüber audio- oder videogesteuert werden. Diese Systeme werden durch KNX nicht nur gehandhabt und betätigt, sondern gleichzeitig auch überwacht und können durch Alarme gesichert werden. Dies bedeutet beispielsweise, dass die Dunstabzugshaube in der Küche nur dann angeschaltet wird, wenn frische Luft nachströmen kann, damit kein Unterdruck entsteht. Hier kann über einen intelligenten Funkfensterkontakt registriert werden, ob das Fenster geöffnet ist. Nur dann wird die Dunstabzugshaube angeschaltet. In einem Besprechungsraum kann wiederum ein Knopf der Fernbedienung für Präsentationen programmiert werden. Dann reicht ein Knopfdruck aus und der Raum wird abgedunkelt, die Jalousien schließen sich und das Licht wird gedimmt.
Die Vorteile von KNX-Übertragung via Funksystem
Die Übertragung mit Funk eignet sich besonders für die Nachrüstung in bestehenden Bauten, in denen eine Kabelverlegung mit großem Aufwand verbunden wäre. Dazu gehören Altbauten oder Wände, in denen keine Leitungen verlegt werden können, wie beispielsweise Glaswände oder Wände im Nassbereichen. Die Steuerung kann hierbei über Funkschalter an der Wand geschehen, mit denen sowohl drahtgebundene als auch funkvernetzte Komponenten miteinander verbunden werden können. Sie kann auch besonders komfortabel über eine Fernbedienung stattfinden, sodass die Couch zur Steuerung der Funktionen nicht verlassen werden muss.
Wird das Funksystem mit einer Technikzentrale verbunden, kann die Steuerung sogar von unterwegs über ein Tablet oder Smartphone geschehen. Mit Funk lassen sich komplexe Anwendungen wie Zeit-, Gruppen- oder Szenensteuerung einrichten, die das Leben unaufdringlich komfortabler und einfacher machen.
Das KNX-RF nutzt die Mittelwellenfrequenz von 868,3 MHz, sodass durch die Short Range Device Frequenz eine hohe Zuverlässigkeit gegenüber alternativen Bändern gegeben ist, die aber immer noch eine bessere Ausbreitungseigenschaft als 2,4 GHz-Frequenz hat, wie beispielsweise WLAN. Die Reichweite ist aber noch von weiteren Faktoren abhängig, da die elektromagnetischen Wellen durch verschiedene Hindernisse unterschiedlich stark beeinflusst werden. In großen quadratischen Räumen ist die Ausbreitung generell besser als in langgestreckten engen Fluren und durch Metallwände begrenzte Räume. Aber auch hier muss nicht auf eine Funkinstallation verzichtet werden, bei der Positionierung von Sender und Empfänger müssen lediglich die Gegebenheiten berücksichtigt werden. Durch Retransmitter kann zudem die räumliche Verteilung sogar noch erweitert werden.
Wie kann KNX mit dem Funksystem verbunden werden?
Das Funksystem nutzt die Manchester Codierung, wobei Spannungswechsel innerhalb der Bitzeit die binären Informationen darstellen. Durch die Spannungswechsel in der Mitte der Bitzeit ergibt sich ein zuverlässiger Takt, der von Sender und Empfänger problemlos synchronisiert werden kann. Die Modulation geschieht durch Frequenzumtastung, wobei die Datenblöcke höchstens 16 Byte groß sein können. Dabei werden ca. 50 Telegramme pro Sekunde übertragen, die Übertragung der Nutzdaten findet über Gruppentelegramme statt. Dadurch kann ein Telegramm von mehreren Geräten empfangen werden, wodurch zum Beispiel mehrere Leuchten gleichzeitig angeschaltet werden können. Die Funkversion kann sowohl alleine betrieben als auch an bestehende KNX-Systeme angeschlossen werden. Besteht das Bussystem aber aus Twisted Pair, ist ein Linienkoppler erforderlich. Dieser ist bei einem reinen Funksystem nicht nötig. Die Versorgung der Sensoren findet meist über Batterien statt, aber auch eine Versorgung über Solarzellen ist möglich, sofern die Geräte nicht permanent empfangsbereit sein müssen. Aktoren müssen dagegen stets empfangsbereit sein und sind daher an das Stromnetz angeschlossen.
Fazit
KNX-Systme mit Funk zu verbinden eröffnet Möglichkeiten in Altbauten und schwer zugänglichen Stellen, die vorher nicht gegeben waren. Ob als Nachrüster, Modernisierer des Eigenheims oder wenn zusätzliche Funktionen in ein bestehendes System integriert werden sollen, die Funklösung ist mit allen weiteren Bussystemen kompatibel und einfach zu installieren. Die vorhandene Elektroinstallation wird so durch Komfort, Sicherheit und Energieeffizienz erweitert, ohne dass tiefgreifende Umbauten nötig sind. Durch die hohe Flexibilität und Interkompatibilität ist eine Aufrüstung mit dem Funksystem eine sichere Zukunftsinvestition, da es stets erweiterbar ist. Zudem ist KNX das einzige System, das europäische und internationale Normen erfüllt, weshalb es heute ein Gütesiegel in der Immobilienbranche darstellt.