Smart Home mit KNX – Welche Möglichkeiten ergeben sich ?

Die Begriffe Smart Home und Internet of Things kursieren derzeit verstärkt in der Medienlandschaft. Die Beleuchtung und Heizung steuerst Du mit dem Smartphone, die Sicherheitskamera ist mit dem iPad per WLAN verknüpft und die Gartenbewässerung läuft automatisiert nach Zeitplänen ab. Gerade in der Werbung wird das deutlich. Deinen Wohnkomfort steigern demzufolge neue, funkbasierte Smart Home Produkte.

Jedoch hat Smart Home seine Wurzeln weit vor dem Aufkommen dieser WLAN-Lösungen. In den 90er Jahren gab es schon kabelbasierte Gebäudeautomations-Systeme, die noch nicht mit dem Internet verbunden waren. Hieraus ist auch der KNX-Bus entstanden, welcher sich seitdem stetig weiterentwickelt hat.

Dir als Bauherr ermöglicht ein festverkabeltes System auf Basis des KNX-Standards eine sehr umfassende Möglichkeit der robusten und zukunftsfähigen Gebäudeautomation. In diesem Übersichtsartikel erfährst Du deshalb als Einsteiger alles, was Du über den KNX-Standard, seine Vorteile gegenüber Funklösungen und anderen Systemen, sowie den generellen Einsatzzweck des KNX-Bus wissen müssen.

Als angehender Bauherr und Einsteiger in die KNX-Systemwelt ist man generell praktisch orientiert. Zunächst steht dazu eine einfache Frage im Raum: Wie schaffe ich es, Beleuchtung, Heizung, Jalousien und Sicherheitstechnik so in der Bauphase zu implementieren, dass später alles automatisiert und zentral steuerbar ist? Die Frage nach dem „wie?“ ist berechtigt, greift für Einsteiger allerdings weit voraus und behandelt den zweiten Schritt in der Verwirklichung Ihres Smart Homes: Das ist die faktische Planung sowie der Einbau der KNX-Geräte im Haus.

Bevor wir dazu kommen, wollen wir vorher gemeinsam die Grundlagen des KNX-Bussystems erarbeiten, die für die erfolgreiche Umsetzung Deines Smart Homes notwendig sind. Wir beschäftigen uns dafür mit der Funktionsweise des KNX-Bus, den Kosten, sowie der Programmierung und Inbetriebnahme der Automations-Software ETS. Außerdem klären wir, wieso KNX unter Experten als der zukunftssichere Standard für die Gebäudeautomation gilt. Schließlich willst Du auch noch in 30 Jahren von Deinem in naher Zukunft erbauten intelligenten Zuhause profitieren.

Allgemeine Grundlagen des KNX-Systems

Aktoren, Sensoren, digitale Telegramme – dieses technische Einerlei schieben wir in einer ersten Annäherung an KNX erst einmal beiseite. Zunächst stellen wir den grundlegenden Unterschied zwischen einer konventionell verkabelten Elektroinstallation und einem mit Bus-System ausgestatteten Gebäude heraus. Konventionell meint in diesem Falle ein herkömmliches Haus mit der minimalen elektrotechnischen Grundausstattung. Das beinhaltet Lichtschalter, Steckdosen, Lampen und vielleicht ein, zwei Jalousien-Taster. Bus-System meint in diesem Fall den zusätzlichen technischen Aufbau, der parallel zur Stromversorgung der Geräte durch ein Gebäude läuft. Dabei kommen unter anderem Temperatur-Sensoren, Bewgungsmelder, Helligkeits-Sensoren und – wichtig – die Relais zum Ein- und Ausschalten der Verbraucher und Leuchten hinzu.

Ein Bus-System in einem Privathaus ähnelt sehr stark dem Bordcomputer in einem Auto. Zu sehen bekommst Du davon beim Fahren nur den Bildschirm, der Dir je nach Ausstattung alles Mögliche anzeigt. Zum Beispiel siehst Du, wie voll der Tank noch ist oder ob das Öl gewechselt werden muss. Neuere Modelle sind mit Einparkhilfen ausgestattet, die bei Kollisionsgefahr Alarm schlagen. Möglich machen das Sensoren. Prinzipiell ist der Bordcomputer dabei mit allen relevanten Komponenten vernetzt. Er koordiniert in dieser Hinsicht immer eine messende und eine agierende Seite. Zum Beispiel misst ein Abstandshalter beim Einparken die Entfernung zu in der Nähe befindlichen Objekten. Die Daten sendet der Abstandshalter an einen Lautsprecher, der je nach Entfernung zum Bordstein schneller oder langsamer piepst.

Abgrenzung von KNX zu konventioneller Elektroinstallation:

Im Fall von KNX hat sich für das spezielle Steuerkabel, dass alle Geräte im Haushalt vernetzt, die Farbe Grün etabliert – fachlich korrekt ist die KNX-Busleitung. Dabei handelt es sich um ein geschirmtes „Y-(ST)-Y“-Kabel mit 4 Adern. Alle am grünen Kabel hängenden Geräte tauschen untereinander digitale Informationen aus. Das ist möglich, weil sie, wie Computer im Firmen-Intranet, physisch miteinander verbunden sind. Wenn Du also den Lichttaster im Wohnzimmer betätigst, sendet der einen digitalen Befehl an den Schaltmechanismus der Wohnzimmerlampe, welcher daraufhin die Stromzufuhr für die Lampe herstellt oder kappt.

Moment mal. Ist das bei der konventionellen Elektroinstallation nicht genau gleich? Schließlich geht auch dort das Licht an, wenn ich den Lichtschalter betätige. Da hast Du recht. Aber: in der konventionellen Installation hängt der Schaltmechanismus der Lampe direkt vom damit verdrahteten Taster ab, da beide durch genau ein Stromkabel miteinander verbunden sind. Beim Bus-Netzwerk ist das nicht der Fall. Dort besitzt der Lichttaster, der KNX-Tastsensor, eine vom Schaltmechanismus der Lampe abgekoppelte 28V-Stromzufuhr. Das verbindende Element ist das spezielle Bus-Steuerkabel. Befehle werden über dieses Steuerkabel ausgetauscht. Dementsprechend leitet der Taster den Schaltbefehl nicht über die Stromleitung weiter, sondern über einen Elektroimpuls auf dem grünen KNX-Kabel.

Durch diesen Umstand kann in einem Bus-System jedes Gerät an jedes beliebige andere Gerät digitale Informationen senden. Hinzu kommt, dass alle Geräte im Bus-Netzwerk die Information des gedrückten Lichttasters erhalten. Dadurch kannst Du mit einem Taster-Befehl eine Lampe, zwei Lampen in einem Raum oder gleich alle Lampen im gesamten Haushalt steuern. In der zugehörigen Software definierst Du dazu, welche Bus-Schaltmechanismen auf welche Taster reagieren. Auch eine Umprogrammierung oder Neukonfiguration der Funktionalität ist jederzeit möglich.

Die Bus-Telegramme werden den gewünschten Geräten auf Software-Ebene zugewiesen und über das KNX-Kabel gesendet. Wenn Du nun den Taster im Wohnzimmer betätigst, um das Licht einzuschalten, erhält der Schaltmechanismus der Lampe durch das KNX-Kabel ein Signal. Der Schaltmechanismus aktiviert dann die Stromzufuhr des separaten Stromkabels. Und falls Du den Schalter einige Monate später für etwas anderes nutzen möchtest, kannst Du den bisherigen Schaltbefehl, definiert in der ETS-Software, einfach löschen und einen neuen Befehl anlegen.

Details zur Funktionsweise von KNX-Systemen

Nachdem wir das Grundprinzip von Bus-Systemen verstanden haben, gehen wir nun noch etwas tiefer in die Materie hinein. Oben haben wir bereits erwähnt, dass im Bus-System zwei Arten Kabel zum Einsatz kommen. Was bedeutet das? Zum einen werden die Verbraucher wie Lampen oder Rollladen-Motoren weiterhin mit 230 Volt Wechselstrom über die konventionelle 230-V-Elektroinstallation betrieben. Daneben gibt es aber eine zweite Leitung, die für den Austausch der digitalen Telegramme verantwortlich ist.

Bei letzterem handelt es sich um das grüne KNX-Kabel, welches alle Bus-Teilnehmer im KNX-Netzwerk verbindet und mit 28 Volt Gleichspannung betrieben wird. Durch die Vernetzung über das KNX-Kabel, senden Sensoren die Bus-Telegramme – oder Steuerungsbefehle – an Aktoren. Die Auswirkungen dieser Telegramme definierst Du in der ETS-Software auf Deinem Computer.

Nehmen wir dafür als Beispiel einen Vierfahr-Taster im Wohnzimmer. Dieser fällt unter die Kategorie Sensor, da die vier Tasten etwas messen – nämlich die Betätigung der Taste durch den Benutzer und darauf hin ein digitales Telegramm generieren. Als Gegenstück zu den vier Sensoren des Tasters benötigst Du entsprechend Aktoren, die bei Betätigen der Taster reagieren. Unter Aktoren fallen alle Arten von Schaltmechanismen, die etwas steuern. Dazu zählen etwa Schaltaktoren von Lampen, die deren Stromzufuhr regeln oder Jalousien-Aktoren, welche die Stromzufuhr für Jalousien-Motoren regeln. Diese Aktoren sind  sowohl mit dem KNX-Kabel als auch mit einer Leitung für 230 Volt Wechselstrom verbunden. Sensoren haben demgegenüber selten einen hohen Stromverbrauch. Sie hängen daher oft nur am KNX-Kabel und benötigen keinen zusätzlichen Stromanschluss.

In der ETS-Software kannst Du nun den jeweiligen Tasten des Vierfach-Tasters entsprechende Aktoren zuweisen. Drücken der ersten Taste sendet zum Beispiel ein digitales Telegramm an den Schaltaktor der Deckenlampe und schaltet sie an oder aus. Dementsprechend sendet das Drücken der zweiten Taste ein digitales Telegramm an den Jalousie-Aktor und fährt damit den Rollladen hoch oder herunter. Steuerbefehle sind jederzeit neu in der ETS-Software konfigurierbar, da sie nicht – wie in der konventionellen Installation – an spezifische Geräte gebunden sind. Das ist auch der große Vorteil von Bus-Systemen. Wie einfach das Vernetzen von Geräten in der KNX-Software geht, zeigen wir Dir weiter unten.

Wieso braucht man ein Bus-System?

Vor der Gebäudeautomation sah eine herkömmliche Elektroinstallation in etwa wie Folgt aus: In der Planungsphase gehst Du mit dem Elektriker durch, an welchen Stellen im Raum Schalter, Lampen und Steckdosen montiert werden sollen. Der Elektriker notiert sich das und verlegt anschließend die Stromkabel im Rohbau. Dabei erhält jeder Raum im einfachsten Fall genau ein 230 Volt Wechselstrom-Kabel, welches vom Sicherungskasten in das Zimmer führt. Dort wird es durch eine Abzweigdose zu allen darin befindlichen Lampen und Schaltern geleitet. Diese sind damit physisch verbunden.

Neue Anforderungen sprengten nun schnell den Rahmen dieser herkömmlichen Verkabelung. Jalousien-Gruppenschalter, Bewegungsmelder, Thermostat-Regler für die Heizung sowie Mehrfach-Lichtschalter kamen in Neubauten hinzu und ließen die benötigte Kabelmenge und die Komplexität der Verkabelung in die Höhe schnellen. Eine neue Art der Elektroinstallation war gefragt und durch das Aufkommen von Computern mit Programmier-Option, entstanden in den 80er Jahren erste Bus-Systeme für die Gebäudeautomation. Sie kamen bei gleicher Funktionalität mit weniger Kabeln aus und alle Geräte im Haushalt konnten nun Steuerungsdaten untereinander austauschen.

Das gilt sowohl für KNX als auch für andere Bus-Systeme. Im Prinzip koppeln die Netzwerke dabei den Informationsaustausch von der Stromzufuhr ab. Beide laufen also separat voneinander. Bei KNX läuft das Senden von Daten und Befehlen dementsprechend über das markante grüne KNX-Kabel. Darüber tauschen die Geräte Bus-Telegramme aus, die erst am Aktor Kupferdraht bewegen. Das kann der Befehl eines Tasters sein, die Deckenbeleuchtung einzuschalten, oder auch die Temperaturdurchgabe eines Sensors an die Heizungssteuerung. Das Bus-Telegramm wandert dann durch das KNX-Kabel zum Schaltmechanismus, welcher daraufhin die Stromzufuhr regelt.

Ziel eines Bus-Systems ist es dabei, komplexe Schaltaufgaben zu bewältigen, die noch dazu jederzeit umkonfiguriert werden können. Wenn man an Funktionen wie „Alle Lichter im Haus ausschalten“ denkt, wird klar, dass diese Anforderung bei einer konventionellen Installation nur mit hohem Aufwand umsetzbar wäre.

Wieso KNX der zukunftssichere Standard ist

Neben der Flexibilität ist vor allem die Zukunftssicherheit ein sehr wichtiges, wenn nicht sogar das wichtigste Kriterium bei der eingesetzten Technologie zur Gebäudeautomation. Der Grund dafür liegt auf der Hand. Sobald Du in der Bauphase die Kabel für das spätere Smart Home verlegst und damit den Grundstein setzt, lässt sich diese Infrastruktur in den nächsten zehn, zwanzig oder dreißig Jahren nicht mehr so einfach austauschen. Oder anders: Es wäre zumindest mit enormen Kosten verbunden, da Du dann das gesamte Mauerwerk aufreißen müsstest, um die Technik eines anderen Herstellers und dessen Verkabelung zu implementieren.

Gerade weil das Thema so elementar ist, wollen wir es deshalb zunächst genauer unter die Lupe nehmen. Wie grenzt sich KNX also von anderen Systemen für die Gebäudeautomation ab und was macht es so zukunftssicher? Das hängt vor allem von den drei Faktoren Infrastruktur, Grad der Standardisierung und Systemart ab. Im Folgenden klären wir diese drei Begriffe erst einmal im Allgemeinen:

Stichwort STANDARDISIERUNG:

In den 90er Jahren gab es durch das Aufkommen der neuen Bus-Technologie ein heilloses Durcheinander, da die Bus-Systeme verschiedener Hersteller auf unterschiedlichen Soft- und Hardware-Architekturen aufbauten. Das erkannte auch die EIBA, einer der Vorläufer von KNX, und gründete deshalb 1999 zusammen mit der EHSA und der BCI die Konnex-Association.

Das Ziel der Konnex: Die Etablierung eines internationalen, einheitlichen Bus-Standards, der offen für neue Geräte-Entwickler ist und feste Standards vorschreibt. Die gelungene Umsetzung zeichnet sich bereits vier Jahre später ab. 2003 wurde die KNX-Technologie als europäischer, 2006 als internationaler Standard für digitale Bus-Systeme anerkannt. Heute ist KNX der einzige offene Bus-Standard, der sowohl im gewerblichen als auch im privaten Sektor genutzt wird. Die Konnex-Association verzichtet dabei ganz bewusst auf Patentrechte für ihre Technologie. So darf nach der erfolgreich abgeschlossenen Zertifizierung jeder interessierte Hersteller KNX-Produkte entwickeln und vertreiben.

Um ein KNX-Zertifikat für ein Produkt zu erhalten, muss ein neuer Hersteller erst einmal der KNX-Association als Mitglied beitreten. Im offiziellen Zertifizierungsprozess, welcher pro Softwarestand über 10.000,– kostet, prüfen KNX akkreditierte Testlabors sowohl die Soft- als auch die Hardware-Spezifikationen des neuen Gerätes. Dadurch wird sichergestellt, dass jedes KNX-Produkt auch wirklich KNX-Standard konforme Telegramme auf den Bus schickt. Außerdem wird die Einhaltung internationaler und europäischer Rechtsnormen geprüft sowie die Interoperabilität des Produkts mit anderen KNX-Geräten getestet.

Gerade den letzten Punkt darf man hierbei nicht unterschätzen – die Interoperabilität. KNX gibt es nun schon seit knapp 20 Jahren und durch die mittels Standardisierung festgelegte Aufwärtskompatibilität, gewährleistet die KNX-Association immer noch, dass Produkte von heute mit Geräten aus der ersten Generation zusammenarbeiten. KNX ist demnach sehr breit gefächert, da Du theoretisch die Produkte aller KNX-Hersteller miteinander kombinieren kannst – noch dazu aus unterschiedlichen Technologie-Generationen.

Begriffsdefinitionen – Was ist der Unterschied zwischen EIB und KNX?

Immer wieder taucht die Frage auf, was eigentlich der Unterschied zwischen EIB und KNX ist. Manche suchen diesbezüglich spezifisch nach einem EIB-Grundkurs oder einem EIB-KNX Buch. Wenn das bei Dir der Fall ist, bist Du mit unserem KNX Online Kurs genau richtig aufgestellt. Zwischen EIB und KNX besteht praktisch kein Unterschied. Die verschiedenen Namensbezeichnungen haben sich vielmehr historisch so entwickelt. Als 1990 die European Installation Bus Association (EIBA) ins Leben gerufen wurde, nannte sich der dazugehörige Standard Europäischer Installationsbus (EIB). Für Personen, die EIB lernen wollten, wurden daher in den Neunzigern spezielle EIB-Kurse und EIB-Lehrgänge angeboten. Die Bezeichnung taucht aus diesem Grund heute immer noch auf.

Später wollte die EIBA Ihren Standard internationalisieren und schloss sich deshalb mit zwei weiteren Organisationen zu einem Verband zusammen. Aus der EIBA (European Installation Bus Association), EHSA (Europenea Home Systems Association) und der BCI (BatiBUS Club International) entstand 1999 die Konnex-Association. Der EIB-Installations-Bus blieb noch einige Jahre bestehen. Erst nach einer Weiterentwicklung 2002 erhielt er den Namen KNX-Bus. KNX ist deshalb im eigentlichen Sinne eine Weiterentwicklung des EIB-Bus-Standards.

Da in der KNX-Norm die Aufwärtskompatibilität gewährleistet ist, funktionieren alle in den 90er Jahren entwickelten EIB-Geräte problemlos mit modernen KNX-Komponenten. Wer sich also damals mit einem EIB Training auseinandergesetzt hat und nun einen Aufbaukurs absolvieren möchte, kann ohne Probleme an unseren KNX Online Kursen teilnehmen. Probiere es gleich aus!

Noch Fragen offen? Hier ein paar grundlegende Begriffserklärungen:

• Konnex-Association: Zusammenschluss der führenden Unternehmen der Elektrotechnik- und Gebäudeautomatisierungsbranche. Später zu KNX-Association umbenannt.
• EIB: Europäischer InstallationsBus. Einer der Vorgänger-Systeme von KNX.
• Bus: Ein elektrotechnisches System zur digitalen Datenübertragung zwischen mehreren Sensoren und Aktoren, die durch eine gemeinsame Leitung verbunden sind.
• Aktor: Sammelbegriff für sämtliche Geräte, die etwas im Bus-System schalten.
• Sensor: Sammelbegriff für sämtliche Geräte, die etwas im Bus-System messen. Die Daten werden oft genutzt, um gewisse Automatiken bei Aktoren auszulösen.
• ETS: Das Betriebssystem der KNX-Technik. Über die Software kannst Du die KNX-Geräte parametrieren und ihnen Befehle zuweisen.

Wir haben euch als Zusammenfassung ein gutes Einsteiger-Video verlinkt. Hier werden die Grundlagen des Bussystems noch einmal anschaulich zusammengefasst.

Wo kommt KNX heutzutage überwiegend zum Einsatz?

KNX ist der einzige offene Standard, der sowohl in gewerblichen Betrieben als auch in Einfamilienhäusern und Wohnanlagen eingesetzt wird. Der Fokus liegt im privaten Sektor allerdings meist auf dem gehobeneren Wohnbau, da die Mehrkosten für die Grundfunktionen wie die Wohnraumbeleuchtung, Jalousiensteuerung und Heizungsregelung aufgrund der Sockelkosten (größere Verteiler, mehr Kabel, KNX-Basishardware wie Spannungsversorgung) bei kleinen Projekten nicht unerheblich sind.

Zu den Leitfäden der KNX-Association gehörte jedoch von Beginn an, spätere technische Entwicklungen problemlos nachrüsten zu können. Damit soll KNX auch 30 Jahren nach dem Bau Ihres Eigenheims noch aktuell und erweiterbar sein. Stand heute lassen sich mit modernen KNX-Anlagen fast sämtliche automatisierbaren Funktionen im Haushalt einrichten. Dafür wurde zunächst die Lücke bezüglich des Raumklimas geschlossen, indem man die Steuerung zentraler und dezentraler Klimaanlagen ermöglichte.

Der nächste Schritt beinhaltete die Einbindung zahlreicher sicherheitsrelevanter Komponenten, wie Rauchmelder, Alarmanlagen, Überwachungskameras und hochwertiger Zugangssysteme. Später expandierte KNX schließlich in die Gärten hinein. So besteht inzwischen die Option, Sprinkleranlagen sowie den Swimmingpool automatisch steuern zu lassen. Der letzte große Entwicklungsschritt wurde mit der Einbindung moderner Multiroom-Lautsprecher-Systeme und der Fernsteuerung Ihres Smart Homes per iPhone oder iPad vollzogen. Auch die Sprachsteuerung Deines KNX Smart Homes ist mittlerweile möglich. Wenn Du darüber mehr erfahren möchtest, haben wir hier einen interessanten Artikel zur Vernetzung von KNX mit Amazon Alexa für Dich.

KNX mit dem iPad steuern? Wie geht das?

Mit den nachträglich eingeführten Schnittstellen zu Sicherheitstechnik, Entertainment-Anlagen und auch Ambient-Beleuchtung, wurden die Anforderungen an die Steuerungsoptionen des KNX Smart Homes größer. Die einfachen Taster an der Wand reichten für das Funktionsspektrum facettenreicherer Geräte-Funktionen nicht mehr aus.

KNX hat aber bereits nachgezogen. Mittlerweile lassen sich KNX-Geräte auch über mobile Visualisierungsmedien wie iPhones, iPads oder Tablets steuern. Meist kommt allerdings ein Bordcomputer, wie zum Beispiel der Gira Homeserver, zum Einsatz. Der Gira Homeserver verbindet dabei das KNX-System mit dem Computernetzwerk und Deinem Internet-Anschluss. Außerdem lässt sich ein iPad mit einer eleganten Halterung als zentraler Bildschirm an der Wand montieren und ist herausnehmbar. Du hast dadurch Zugriff auf Sensordaten und auf zahlreiche Steuerungsoptionen für Licht, Heizung sowie der Sicherheitstechnik in Deinem KNX-Haushalt.

Weitere praktische Lösungen gibt es neben Gira von EDOMI, BAB TECHNOLOGIE, der IT GmbH (Markenname Elvis) sowie Loxone und Jung (Markenname Smart Visu Server). Einen anderen Weg haben App-Entwickler eingeschlagen. iHaus bietet zum Beispiel ein Vernetzungswerkzeug an, mit dem Du Dein KNX-System per Android-Handy oder iPad steuern kannst.

Die Vorteile des KNX-Systems im Überblick

Für die Gebäudeautomatisierung zog die Entwicklung der KNX-Technologie einen Paradigmenwechsel mit sich. Nachdem zuvor jeder Hersteller sein eigenes System verwendete und Geräte dafür anbot, erschloss sich durch die KNX-Standardisierung nun die Möglichkeit, Geräte verschiedener Hersteller in einem System miteinander zu vergleichen. Dies führte im Allgemeinen zu einem deutlichen Preisrückgang der vollautomatischen Steuerung, welche sich nun auch Privatpersonen leisten konnten.

Der KNX Standard vereinfachte darüber hinaus die Bedienoberfläche. Das Steuerungsorgan, die Engineering Tool Software (ETS), wurde dafür den typischen Windows-Anwendungen samt Ordnerstruktur nachempfunden. Das Vernetzen von Geräten wurde für Laien deutlich intuitiver.

Der größte Vorteil des KNX-Systems ist aber das große Netz an Dienstleistern in Deutschland sowie das 8000 Geräte starke Produktportfolio. Durch die Entwicklung des Standards im Jahr 1990 (EIB) und die aufwärtskompatible Weiterentwicklung im Jahr 2002 (KNX), gilt das System als ausgereift und sehr robust. Nicht ohne Grund konnte die KNX-Association ihr System in den vergangenen Jahren erfolgreich im gewerblichen Umfeld etablieren. Ein weiterer Pluspunkt verbirgt sich in der simplen Struktur der Technik, die Raum für zahlreiche Kombinations- und Nachrüstungsmaßnahmen lässt. Auch die Einbindung von Geräten über KNX-Funk oder Powerline sind mittlerweile möglich. So gilt KNX zurzeit als das Standardsystem für Einfamilienhäuser und Neubauten.

Die Herstellerunabhängigkeit bei der Produktauswahl ist ein weiterer, ganz entscheidender Vorteil für Dich als Anwender. Denn dadurch hast Du nicht nur ein großes Portfolio aus dem Du wählen kannst, sondern auch einen ausgereiften Produktmix. Wenn der Taster eines bestimmten KNX-Herstellers keinen Temperatursensor besitzt, Du diesen aber wünschst, kannst Du einfach das Produkt eines anderen KNX-Herstellers wählen. Diesen Produktmix bekommst Du bei Smart Home Lösungen, die nur auf einen Hersteller setzen, nicht auf die gleiche Weise hin. Tastsensoren von Basalte, Multiroom mit Control4, Aktoren von Gira und vieles mehr lassen sich im KNX-Netzwerk wunderbar für Ihre individuelle Smart Home Lösung kombinieren.

Die Vorteile des KNX-Systems im Überblick:

• • Defacto ist KNX sehr breit gefächert und besitzt ein robustes Hersteller-Ökosystem. Der Standard ist somit im Bereich der Gebäudeautomation für private Wohngebäude unabhängig von einem einzelnen Hersteller und setzt auf Vielfältigkeit in der Gerätewahl.
  • KNX ist das System mit der größten Produktvielfalt. 8000 zertifizierte Geräte stehen Dir zur Auswahl.
  • Es gibt ein großes Netz an Dienstleistern in Deutschland, die Dich beraten, die Gebäudestruktur planen und KNX für Dich implementieren können.
  • KNX besitzt mit ETS eine intuitive Software, in der sich auch Laien zurechtfinden. Die Bedienoberfläche der ETS ähnelt dabei gängigen Windows-Applikationen.
  • In KNX sind auch DIY-Anpassungen möglich, sofern Du eine Lizenz für die ETS-Software besitzt.
  • Die einheitliche Software der Geräte ermöglicht rasches Parametrieren und Anpassen aller Geräte.
  • Es gibt eine Vielzahl an Schnittstellen zu anderen Smart Home Welten wie Apple HomeKit oder zu anderen Bussystemen wie der Beleuchtungstechnik DALI.

Während die Vorteile weitgehend im technischen Bereich angesiedelt sind, betreffen die Nachteile von KNX fast ausschließlich den finanziellen Sektor. So verursachen Bus-Systeme aufgrund der vielen Aktoren und Sensoren, die in einer normalen Elektroinstallation nicht zum Einsatz kommen, höhere Anschaffungskosten. Die meisten Kosten bei der Implementation eines Bus-Systems fallen aber für die Beratung und die Systemintegration durch externe Unternehmen an. Wenn Du Dir also als Bauherr zutraust, die Programmierung und Planung selbst in die Hand zu nehmen, kannst Du hier einiges einsparen. Wir von Casaio bieten dazu auch extra einen Online Kurs für interessierte Autodidakten an.

Die Sicherheit der im Bus übertragenen Daten stellt wie bei den meisten Smart Homes ein weiteres Problem dar. Das KNX-Bus-System konnte diese bis 2015 lediglich unverschlüsselt senden und weiterverarbeiten. Und da Smart Home Anlagen auch einige Aktoren (und damit Bus-Leitungen) im Außenbereich besitzen, waren sensible Daten mitunter nur unzureichend geschützt.

Die KNX-Association hat darauf bereits reagiert und stellt mittlerweile die Verschlüsselungsprotokolle KNX Data Security und KNX IP Secure bereit. Diese solltest Du in jedem Fall aktivieren. Weitere Sicherheitsmaßnahmen können eingerichtet werden. So kannst Du für KNX-Geräte im Außenbereich eine eigene Linie erstellen, die nur eingeschränkt mit den Geräten im Innenbereich kommuniziert. Weitere nützliche Tipps zur Sicherheit von KNX-Systemen haben wir Dir in diesem Blogbeitrag zusammengefasst.

Hier als Zusammenfassung ein kleines Video der KNX Association, welche die Vorteile aus Sicht des Dachverbands nochmal zusammenfasst.

Die Nachteile des KNX-Systems im Überblick:

• • Es fallen gegenüber der herkömmlichen Elektroinstallation Mehrkosten an.
  • Die zwingende Zertifizierung von Produkten macht diese vergleichsweise teuer.
  • Die Komplexität der Installation ist höher als bei klassischer Elektroinstallation. Dafür erfreust Du Dich aber auch eines erhöhten Funktionsumfangs und Wohnkomforts.
  • Der KNX-Bus ist bei der Datenübertragung vergleichsweise langsam. Er leitet maximal 25 Telegramme pro Sekunde. Ergänzungs-Systeme wie Lichttechnik via DMX oder ein über Schnittstellen eingebundenes Entertainment-System von Drittanbietern, sind für spezifische Anwendungen von Vorteil.
  • Sicherheitsmaßnahmen müssen auf höherer Ebene als dem Bus-System erfolgen. Dazu eignet sich die Verschlüsselung auf IP-Ebene. In der Praxis heißt das also entsprechende WLAN-Sicherheit im Gebäude.
  • KNX besitzt aufgrund der höheren Funktionalität einen leicht größeren Stromverbrauch.
  • Du benötigst zusätzlich zu den Aktoren und Sensoren die kostenpflichtige Software ETS.

Alternativen zu KNX

Wenn man KNX-Enthusiasten wie uns zuhört, könnte man meinen, es gäbe neben KNX keine andere Gebäudeautomations-Lösung auf dem Markt. Das ist natürlich falsch. Gerade im Jahr 2019 fallen einem dazu die unzähligen Werbetreibenden im Fernsehen auf, die neue Smart Home Produkte anpreisen. Diese Heizkörperthermostate, Lampen und Sicherheitskomponenten basieren meist auf einer Kombination aus Funk- und WLAN-Schnittstellen. Daneben gibt es propritäte Systeme, die jedoch nicht mit einem in der Bauphase geplanten BUS-Kabelsystem von KNX mithalten können.

Vor allem aufgrund der Funktionsbandbreite, der Menge an KNX-Geräten und der Tatsache, dass es sich um eine All-In-One-Lösung handelt, ist KNX weit voraus. Natürlich hat Smart Home über WLAN, Bluetooth, ZigBee und Co. seine Berechtigung. In Großprojekten geht diesen sehr fragmentierten Standards aber schnell die Puste aus. Daneben etabliert sich seit einigen Jahren das österreichische Unternehmen Loxone auf dem Markt. Dieses bietet, wie KNX, unzählige Komponenten für das professionelle und holistisch geführte, vernetzte zuhause an. Einziger und nicht wegzudiskutierender Nachteil: Loxone arbeitet proprietär. Das bedeutet, dass die Software für unternehmensfremde Entwickler nicht öffentlich zugänglich ist.

Ausschließlich Loxone kann neue Komponenten entwickeln und innerhalb seines Ökosystems auf den Markt bringen. Darüber hinaus hat Loxone in der Vergangenheit die Art der Verkabelung für Ihre Produkte mehrfach geändert, sodass man ein Stück weit infrage stellen muss, wie nachhaltig man damit als Kunde arbeiten kann. Es gibt noch weitere proprietäre Lösungen auf dem Markt. Dazu zählen unter anderem Crestron, Homematic und Digitalstrom. Sie haben mit den gleichen Problemen wie Loxone zu kämpfen und besitzen einen ausgedünnten Produktmix.

Für uns ist klar, dass solch abgrenzende Systeme trotzdem ihre Vorzüge haben können und für gewisse Projekte unschlagbar sind. Zum Beispiel eignet sich Homematic sehr gut zur relativ günstigen Nachrüstung von Häusern, die keine Bus-Infrastruktur besitzen. Homematic arbeitet nämlich kabellos auf der Basis des Homematic-Funkprotokolls. Im Neubau oder bei der langfristig gedachten Nachrüstung von Smart Home, benötigt es aus unserer Sicht jedoch den offenen Branchenstandard KNX. Er ist zukunftssicher und besitzt die Möglichkeit des ganzheitlichen Ausbaus Deiner Gebäudeautomation.

KNX und seine ,Best Friends‘

Natürlich ist auch KNX kein Alleskönner. Das Bus-System hat ebenfalls seine funktionalen Grenzen. Diese machen sich vor allem durch die niedrige Datenübertragungsrate von Bus-Telegrammen bemerkbar. Dadurch ist es zum Beispiel mit dem KNX-Kabel nicht möglich, Live-Kamerabilder auf einen Bildschirm zu übertragen oder Musik auf Lautsprecher zu streamen. Diese Aufgaben erfolgenden allerdings meiste sowieso über das IP-Netzwerk im Gebäude. Deswegen solltest Du bei der Wahl des passenden Bus-Systems für Deine Hausautomation einen offenen Standard wählen. KNX ist dafür Dein idealer Kandidat. Denn KNX bietet mit 8000 verfügbaren Geräten nicht nur einen robusten Produktmix, sondern besitzt auch noch zahlreiche Schnittstellen zu angrenzenden System-Welten.

Durch die KNX-IP-Schnittstelle kannst Du problemlos Visualisierungssysteme in Deine Hausautomation einbinden. Das sind Steuerungsbildschirme wie iPads oder der Gira Homeserver. Kleine Datenpakte überträgt dann der KNX-Bus. Große Datenpakete, wie Live-Bilder der Kamera, leitet das Router-Netzwerk. Die KNX ‚Best Friends‘ bindest Du in den meisten Fällen mit der Hilfe eines zusätzlichen Gateways in das KNX-Netzwerk ein.

Hier die wichtigsten Schnittstellen zum KNX, die Du mittels Gateways vernetzt:

• • KNX-IP-Schnittstelle: Sie bindet Bildschirme in Dein KNX-System ein. Darüber liest Du dann Zimmertemperaturen ab oder siehst, welche Lichter im Haus noch an sind. Außerdem kannst Du den Touch-Bildschirm wie einen Taster nutzen, um Geräte im Haushalt zu steuern. Lösungen dazu gibt es verschiedene – unter anderem von openHAB. Mit dem System hast Du alle Daten zu Deinem Smart Home griffbereit auf dem iPad oder Smartphone. Im gewerblichen Bereich kannst Du durch die IP-Schnittstelle außerdem mehrere Gebäude miteinander verbinden.
  • KNX-DALI-Schnittstelle: DALI ist ein Bus-System, welches sich auf Beleuchtung spezialisiert. Er ist der bekannteste Bus für Lichttechnik auf dem Markt und birgt gegenüber KNX deutlich mehr Funktionalität in diesem Bereich. Mit dem DALI-Gateway kannst Du die Technik problemlos in Dein KNX-Netzwerk einbinden.
  • KNX-DMX-Schnittstelle: DMX ist ebenfalls ein auf Beleuchtung spezialisiertes Bus-System. Er wird hauptsächlich in der Veranstaltungstechnik genutzt. Auch diesen kannst Du problemlos in KNX integrieren.
  • KNX-Enocean-Schnittstelle: Enocean vertreibt batterielose, funkbasierte Taster, Bewegungsmelder, Fensterkontakte und vieles mehr. Die Produkte sind eine ideale Ergänzung bei der Nachrüstung Ihres KNX-Netzwerks. Denn falls Du an einer bestimmten Stelle kein KNX-Kabel verbaut hast, kannst Du einfach ein funkbasiertes Gerät, das per Enocean funkt, anbringen und über das Gateway mit dem KNX-System verbinden.
  • KNX-Modbus-Schnittstelle: Auch in Mitteleuropa wird es immer heißer. Klimaanlagen gehören deshalb fast schon zur Standard-Ausstattung in europäischen Haushalten. Mit der Modbus-Schnittstelle kannst Du Klimaanlagen in das KNX-System einbeziehen.

• KNX-1Wire-Schnittstelle: 1Wire ist ein Bus-Standard, der auf das Wesentliche reduziert ist und deshalb sehr kostengünstige Sensoren für verschiedene Anwendungen anbietet. Gerade die Anschaffung von 1Wire-Temperatursensoren lohnt sich, sobald mehrere Zimmer aufgrund von Heizungsautomatiken Temperatursensoren benötigen.

Und wie geht es weiter?

Aus unserer Sicht ist der KNX-Standard derzeit für die Gebäudeautomation relativ konkurrenzlos, wenn es um Neubauprojekte geht. Und das sollte in absehbarer Zeit auch so bleiben. Mit KNX steht Dir ein breit gefächertes Hersteller-Ökosystem zur Verfügung, welches einen ausgewogenen Produktmix von insgesamt 8000 Geräten liefert. Außerdem ist KNX bereits seit fast 20 Jahren auf dem Markt etabliert.

Wenn auch Du als angehender Bauherr Dein Eigenheim modern aufziehen möchtest, beraten wir Dich gerne und helfen Dir als Systemintegratoren bei der Realisierung Deines Smart Homes.

Falls Du als interessierter Autodidakt lieber selbst Hand anlegst, lernst Du die Grundlagen zur Planung und Installation von KNX-Geräten in unserem Online Kurs. Und wenn Du erst einmal noch mehr über die verschiedenen Einsatzzwecke von KNX lernen möchtest, schau doch gerne bei unseren Planungstipps in diesem Blogbeitrag vorbei. Dort findest Du nützliche Checklisten, was es bei der Planung der KNX-Infrastruktur zu beachten gibt und vieles mehr.

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