Bei der Verkabelung des Bussystems darf niemals ein Ring (Kreis) erzeugt werden. Die Busleitung darf nur zu Sensoren und Verbrauchern führen! Die Baumstruktur erlaubt im Grunde, dass theoretisch beliebig viele Verzweigungen gesetzt werden können.

Wie viele KNX-Hersteller gibt es?

Nach aktuellen Stand gibt es über 500 Unternehmen, die offiziell insgesamt 8000 zertifizierte KNX-Geräte anbieten. Das ist einzigartig unter Bus-Systemen. Du hast also eine große Auswahl, wie du dein Smart Home schlussendlich gestaltest. Die bekanntesten deutschen Hersteller sind Gira, Busch-Jäger, MDT und ABB. Eine Liste aller deutschen Hersteller kann hier eingesehen werden. https://www.knx.org/knx-de/fuer-fachleute/community/hersteller/?country=Germany&searchOption=member&searchTerm=

Wie ist eine KNX-Adresse aufgebaut?

Die sogenannte physikalische Adresse eines KNX-Gerätes ist so ähnlich wie eine IP-Adresse im Computernetzwerk und besteht aus drei Zahlen, z.B. „1.3.1“. Die erste Zahl spiegelt den Bereich wider (z.B. Licht), die zweite Zahl steht für die Linie und die dritte kennzeichnet das jeweilige Gerät innerhalb der Linie von 0 bis 255. Letztgenannte kannst du auch frei wählen und zur Übersichtlichkeit sinnvoll gruppieren, z.B. Präsenzmelder im Adressbereich 100-120. Die kleinste Geräteadresse ist die 1.0.0 und die größte 15.15.255.

Wie werden KNX-Leitungen verlegt?

Bei einer KNX-Verkabelung handelt es sich um eine Baumstruktur. Der KNX-Bus ist aufgrund seiner relativ geringen Geschwindigkeit extrem robust und somit äußerst flexibel in der Verkabelung. Ausgangspunkt ist jeweils die Spannungsversorgung. Die Verzweigungen laufen dann zu den Sensoren und Aktoren. Das Kabel verläuft also aus dem Schaltschrank zum ersten Taster, von dort weiter zum nächsten Taster (bzw. weiteren Tastern). Es können nahezu beliebige Abzweige, sternförmige oder serielle Strukturen aufgebaut werden. Ich kann also sternförmig mehrere Kabel in den Elektroverteiler führen, aber auch beliebig von Gerät zu Gerät weiterverkabeln. Einzige Einschränkung: Es darf aber KEIN geschlossener Ring erstellt werden, da die Telegramme sonst „im Kreis“ laufen und die korrekte Funktion der Anlage nicht mehr gegeben ist.

Was ist günstiger KNX oder Loxone?

KNX-Bauteile sind den letzten Jahren stark im Preis gefallen. KNX-Bauteile sind im Vergleich zu Loxone nicht unbedingt teurer. Aktuelle Vergleichskalkulationen zeigen, dass sich bei einem normalen Einfamilienhaus ähnliche Kosten für die Hardware ergeben. Der große Vorteil von KNX-Bauteilen ist, dass es sich um ein offenes System im Vergleich zu Loxone handelt, d. h. man kann aus einer Produktpalette von unterschiedlichen Herstellern wählen, wohingegen man bei Loxone nur hauseigene Marken verbauen kann.

Welche Verkabelung für KNX?

Das grüne KNX-Kabel, die sogenannte EIB-Mantelleitung Y(st)Y 2x2x0,8mm², besitzt 4 Adern: schwarz, rot, gelb und weiß. Die schwarze und die rote Ader werden für die Spannungsversorgung und Kommunikation benötigt. Gelb und weiß sind Reserveadern und können z.B. für Hilfsspannungen verwendet werden. Davon abzugrenzen ist das klassische NYM Stromkabel, das für die 230V-seitige Verkabelung der Verbraucher benötigt wird.

Wie viele Linien können kombiniert werden KNX?

In einem KNX-Projekt sind 15 Bereiche und jeweils 15 Linien mit 255 Teilnehmern möglich. Auf diese Weise können 57.375 Busgeräte mit diesem System gesteuert werden. In einem normalen Einfamilienhaus gibt aber in der Regel weniger als 100 Geräte, so dass nicht mehr als eine oder zwei Linien benötigt werden.

Wie viel kostet ein Smart Home?

Grundsätzlich muss unterscheiden werden, ob es sich um die Verlegung eines kabelbasierten Bussystems im Neubau oder um Nachrüstsysteme handelt. Je mehr Ausstattung, bzw. Komfort erwünscht ist, desto teurer ist die Konzeption des Smart Homes. Ein Neubau mit KNX kann so von 15.000 € bis 155.000 € und darüber hinaus kosten.

Ja, die Busleitung kann ohne Bedenken berührt werden, da die Busspannung des KNX-Systems in den Bereich der Schutzkleinspannung (SELV) fällt. Eine KNX-Spannungsversorgung ist auch kurzschlussfest, d.h. werden die rote und schwarze Ader im KNX-Bus versehentlich miteinander verbunden, geht die Spannungsversorgung in einen Störungsmodus, aber es werden keine Geräte zerstört.

Was ist der Unterschied zwischen KNX und SPS?

Die SPS ist eine frei programmierbare Logiksteuerung mit KNX-Schnittstelle, mit der man komplexe Logikblöcke parallel ausführen kann. SPS-Steuerungen werden in der Industrie häufig eingesetzt, um Maschinen oder Roboter zu steuern, der KNX-Bus ist ein System, mit dem eher Beleuchtung, Heizung oder Rollos gesteuert werden. Ein zentraler Unterschied ist, dass eine SPS-Steuerung zustandsbasiert ist, d.h. jeder Schaltzustand ist im System permanent „bekannt“ und kann jederzeit als Variable abgefragt und verwendet werden. Der KNX-Bus hingegen ist eventbasiert, d.h. eine Schalthandlung „Licht Wohnzimmer anschalten“ wird durch ein Bustelegramm einmal verschickt und das zugehörige Relais, welches zum Bus gehört, führt eine Aktion aus. Nach dem erfolgreichen Senden ist der Schaltbefehl allerdings unwiderruflich verschwunden und kann nicht noch einmal wiederholt werden.

Was kann ich alles mit KNX machen?

In das KNX-System können die verschiedensten Geräte integriert und über dieses intelligente Bussystem gesteuert, bzw. automatisiert werden. Die üblichsten Funktionen in Privathäusern sind Licht, Rollläden, Fußbodenheizung und schaltbare Steckdosen. Aber auch Belüftung, Klimaanlagen, Multiroom-Systeme und vieles mehr können über Taster (o. anderweitige Visualisierungen) bedient werden und sind in flexiblen Szenen miteinander kombinierbar.

Wie lange darf eine KNX-Leitung sein?

Gemäß offizieller Spezifikation darf die KNX-Leitung innerhalb einer Linie nicht länger als insgesamt 1000 m sein. Außerdem sollte sich jeder Teilnehmer des Systems nicht mehr als 350 m von der Spannungsversorgung befinden und die Teilnehmer untereinander dürfen 700 m Leitungslänge Entfernung nicht überschreiten.

Die Elemente der KNX-Installation haben eine lange Lebensdauer, die in aller Regel bis zu 20 Jahren beträgt. Da es sich um kein proprietäres, sondern um ein offenes System handelt, können auch KNX-Bauteile anderer Hersteller als Ersatz für ein defektes Produkt dienen. D.h. sollte z.B. ein älterer Lichtschalter kaputt gehen, kann dieser durch ein aktuelles Produkt ersetzt werden.

Welche KNX-Kurse gibt es?

Die KNX-Association bietet in verschiedenen Schulungsstätten auf der ganzen Welt zertifizierte Kurse zum Thema KNX an. Dabei werden 4 Module behandelt: KNX-Grundkurs, KNX-Aufbaukurs, KNX-Ausbilderkurs und KNX-HLK-Expertenkurs. Als Privatperson benötigt man allerdings keine offizielle Zertifizierung, so dass Online-Kurse von einzelnen Anbietern (wie z.B. die Kurse von CASAIO ) zielführender sind. Diese Kurse haben einen größeren Praxisbezug und können von zu Hause aus absolviert werden.

Für neun Bereiche des Smart Homes kann Förderung erhalten werden: Fenster- und Türsensoren, Lichtsteuerung, Smarte Heizung, Ladestation für Elektrofahrzeuge, intelligente Rollladen-Steuerung, Türkommunikations-System, Wassermelder, Überwachungskameras, Notruf- und Unterstützungssysteme. Die Förderung verläuft entweder über einen zinsgünstigen Kredit oder einem Zuschuss.

Wie viel verdient ein KNX-Programmierer?

KNX-Programmierer in Deutschland verdienen als Bruttogehalt (Median) bei 40 Wochenstunden rund 4000 € pro Monat (48000 € pro Jahr). Die Gehaltsspanne eines KNX-Programmierers in Deutschland reicht generell von 3500 € bis 5000 €, da beispielsweise noch das Bundesland, die Unternehmensgröße oder die Erfahrung der einzelnen Person eine Rolle spielt.

Kann man KNX selbst programmieren?

Ja, mit der ETS-Software kann jeder die Funktionen für sein Smart Home selbst programmieren. Die Bedienung der Software ist für technikinteressierte Laien beherrschbar und kann in speziellen Kursen dazu erlernt werden. Die Software für die Inbetriebnahme ist allerdings kostenpflichtig und kostet einmalig ca. 1000 Euro.

Häuser mit KNX-Technik können mittlerweile sehr gut geschützt werden. Ab 2015 werden mithilfe der Sicherheitskonzepte KNX Data Security und KNX IP Secure Datenpakete und der Datenaustausch zwischen den technischen Geräten verschlüsselt. Zusätzlich verhindern ein verschlüsseltes WLAN-Netzwerk sowie ein von außen unzugängliches KNX-Kabel Zugriffe von fremden Personen.

Die Daten im KNX-Bus werden unverschlüsselt übertragen. Um Zugang zum System zu erhalten, benötigen Hacker entweder direkten Zugriff auf das grüne KNX-Kabel oder– weil es in aller Regel eine Verbindung zum IP-Netzwerk gibt- Zugang zum WLAN. Das KNX-Kabel sollte deshalb im Außenbereich des Gebäudes nicht zugänglich sein (dies ist v.a. auch für Unterverteilungen zu beachten, welche schnell vergessen werden). Auf IP-Seite kann das KNX-Protokoll verschlüsselt werden, aber das ist Privathäusern unüblich. Entscheidend ist also, auf eine hohe Sicherheit im Bereich der WLAN-Sicherheit zu achten.

Kann man KNX nachrüsten oder geht das nur im Neubau?

Die Nachrüstung mit KNX kann durch die hohe Komplexität der Technik mehr Aufwand bedeuten. Da sich die Verkabelung einer konventionellen Elektroinstallation von einer Installation mit KNX-Bus unterscheidet, ist eine kabelgebundene Nachrüstung oft nur bei Kernsanierung bzw. im Neubau wirtschaftlich. Sinnvoll ist es auf jeden Fall bei einem Neubau bereits in der Planung zu überlegen, ob ein Smart Home mit KNX-Technik in Frage kommt, da bereits in der Bauphase entsprechende Kabel verlegt werden können.

Was zählt als KNX-Teilnehmer?

Als Teilnehmer im KNX- Bus-System zählen Aktoren, Sensoren, Koppler, Gateways, usw. Sprich: Alle KNX-Geräte, die Du zuhause verbaut hast, welche eine rot/schwarze Anschlussklemme haben gelten als ein Gerät. Wenn ein Gerät mehrere Aus- oder Eingänge hat (z. B. ein 4-fach Schaltaktor), zählt dieses trotzdem als ein einziger Teilnehmer.

Wie viele Geräte können in einem KNX-System teilnehmen?

Die untere Ebene in der Topologie eines KNX-Systems sind KNX- Linien. Pro Linie kannst du 255 Geräte ins KNX-System einbinden. Bei maximal 15 Linien sind das immerhin über 3800 KNX-Produkte. Die obere Ebene der Topologie heißt Bereiche. Hier kannst Du 15 Bereiche mit jeweils 15 Linien und pro Linie entsprechend 255 Geräte einrichten. Voll ausgeschöpft sind das dann über 50.000 Geräte. Für Privathäuser reicht die einfache Linien-Topologie mit maximal 255 Geräten allerdings meist völlig aus.

Wie viele KNX-Linien können kombiniert werden?

Du kannst insgesamt 15 KNX-Linien in einem Bereich miteinander kombinieren. In einem KNX-Universum gibt es maximal 15 Bereiche. Oft werden diese KNX-Bereiche, z.B. wenn verschiedene Gebäude miteinander vernetzt werden, mit KNX-IP-Routern verbunden. Theoretisch ist das aber auch mit dem grünen KNX-Kabel, also per Twisted-Pair, möglich.

KNX - Wie viele Geräte pro Linie sind möglich?

Zurück zur Topologie. Die KNX-Geräte bilden eine stern- und/oder baumförmige Struktur im Gebäude. Pro Linie sind maximal 255 Geräte möglich. Hierbei ist aber zu beachten, dass pro KNX-Teilnehmer etwa 10mA „Stromverbrauch“ der Spannungsversorgung benötigt werden. Übliche KNX-Spannungsversorgungen haben 640mA, 960mA oder 1280mA Leistung, d.h. du wirst üblicherweise nicht mehr als ca. 100 Geräte in einer Linie haben. Du solltest auch immer einen Spielraum von 20 Prozent für spätere Nachrüstungen lassen.

Was ist ein Kommunikationsobjekt?

Die Kommunikationsobjekte sind die digitalen Eingänge und Ausgänge der KNX-Geräte, über welche Informationen empfangen oder gesendet werden. Der Aktor hat also das Kommunikationsobjekt „Kanal A schalten“ und der Taster hat das Kommunikationsobjekt „Taste 1 senden“. Wenn nun beide auf eine gemeinsame Gruppenadresse verknüpft werden, können Informationen ausgetauscht werden.

Was sind physikalische Adressen im KNX?

Ähnlich wie IP-Adressen im Computernetzwerk sind physikalische Adressen im KNX die Hausnummern der Geräte. Sie kennzeichnen eindeutig jedes einzelne KNX-Gerät im Bus-System Deines Haushaltes. Auf diese Weise weiß die Software, von welchem Gerät spezifische Steuerungsbefehle versandt werden.

Ist KNX veraltet und langsam?

Der KNX Bus ist aufgrund seiner relativ geringen Übertragungsgeschwindigkeit (ca. 20 Telegramme/Sekunde) nicht für die Übertragung von Medieninhalten o.ä. geeignet. In komplexeren Steuerungsszenarien kann es durch diese Begrenzung tatsächlich zu sichtbaren Verzögerungen kommen. Dem gegenüber steht aber eine extrem große Robustheit des Busses, was sowohl in der Topologie, den möglichen Leitungslängen und etwaigen Störeinflüssen ein großer Vorteil darstellt. Das Übertragen einer „an/aus“ Information ist quasi mit unmerklicher Verzögerung möglich, so dass wir die Geschwindigkeitsbegrenzung nicht als KO-Kriterium im Entscheidungsprozess für das passende Steuerungssystem sehen.

Wie viele KNX-Linien können kombiniert werden?

Du kannst insgesamt 15 KNX-Linien in einem Bereich miteinander kombinieren. Pro Linie sind maximal 64 Geräte möglich. Du solltest aber immer einen Spielraum von 20 Prozent für spätere Nachrüstungen lassen.

Wie viele Geräte können in einem KNX-System teilnehmen?

Die untere Ebene in einem KNX-System ist die Linien-Topologie. Pro Linie kannst dabei 64 Geräte ins KNX-System einbinden. Bei maximal 15 Linien sind das 960 KNX-Produkte. Die obere Ebene heißt Bereichs-Topologie. Hier kannst Du 15 Bereiche mit jeweils 15 Linien und pro Linie entsprechend 64 Geräte einrichten. Voll ausgeschöpft sind das dann 14.400 Geräte. Mit Linien- und Bereichs-Verstärkern ist noch ein Vielfaches mehr drin. Für Privathäuser reicht die einfache Linien-Topologie mit maximal 960 Geräten allerdings meist völlig aus.

Was kann ich mit KNX steuern?

Du kannst mit KNX praktisch alle elektronischen Funktionen im Haushalt steuern. Das beginnt mit dem Licht und geht über die Heizung bis hin zu den Jalousien oder dem Garagentor. Durch Schnittstellen zu anderen Hausautomations-Welten kannst Du außerdem Klimaanlagen, Bewässerungsanlagen, Entertainment-Systeme und vieles mehr in Dein KNX-System einbinden und darüber steuern.

Was sind KNX-Gruppenadressen?

KNX-Gruppenadressen kannst Du Dir vorstellen wie Nummernschilder von Kraftfahrzeugen. Sie kennzeichnen eindeutig jedes einzelne KNX-Gerät im Bus-System Deines Haushaltes. Auf diese Weise weiß die Software, an welche Geräte spezifische Steuerungsbefehle versandt werden sollen.

Die Kosten für die Hausautomation via KNX hängt stark von der Größe des Projektes ab. Als Richtwert gilt aber, dass die Implementation von KNX durch einen Drittanbieter die Baukosten im Schnitt um 10 bis 15 Prozent erhöht. Wenn Du dabei selbst die Planung und die Parametrierung der KNX-Geräte übernimmst, kannst Du hier zusätzlich einsparen. Zum Thema Kosten und Kalkulation haben wir einen eigenen Beitrag veröffentlicht.

Wer darf KNX installieren?

Das Verlegen der KNX-Kabel und der Anschluss der Geräte wird von geschulten Elektroinstallateuren übernommen, da hier mit 230 Volt Wechselstrom gearbeitet wird. Allerdings kannst Du als Bauherr einige Aspekte der Installation selbst übernehmen, falls Du Dich mit KNX auskennst. Dazu zählt die Planung und der Einkauf der gewünschten KNX-Geräte sowie die Programmierung bzw. Parametrierung der Geräte über eine Windows-Software.

KNX-System Grundlagen und ein 360° Überblick

In diesem Übersichtsartikel zum KNX-System erklären wir die grundlegende Funktionsweise des KNX-Bus und besprechen die wichtigsten Fachbegriffe zum Thema KNX, die man auch als Laie kennen sollte. Wir erläutern die wesentlichen Grundlagen der Funktionsweise im Aufbau eines KNX-Systems und besprechen die wesentlichen Unterschiede in der Verkabelung zwischen einer konventionellen Elektroinstallation und einer Elektroinstallation mit KNX. Anschließend erläutern wir kurz die Vorgehensweise bei der Programmierung und Inbetriebnahme mit der Automations-Software ETS. Es wird auch darauf eingegangen, in welche Richtungen man eine KNX-Anlage mit anderen Systemen wie DALI im Bereich Beleuchtung erweitern kann.

Auch die wichtigsten Vorteile und Nachteile der KNX-Welt führen wir auf. 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.

Anschließend beziehen wir Stellung zu weiteren wichtigen Aspekten, die häufig diskutiert werden, wie der Sicherheit oder den Kosten eines KNX-Systems.

Viel Spaß beim Lesen und willkommen in der Welt vom KNX.

Im Folgenden ein kleiner Überblick über den Inhalt des Artikels:

KNX – Was ist das?
KNX Begriffsdefinitionen
Grundlagen des KNX-Systems
KNX – Standard in der Gebäudeautomation
Wieso KNX der zukunftssichere Standard ist
Die Vor- und Nachteile des KNX-Systems im Überblick
Sicherheit des KNX-Bussystems
Der Aufpreis für eine KNX-Installation
Was du sonst noch über KNX wissen solltest

KNX – Was ist das?

KNX ist schon fast ein Synonym für fest verkabelte Gebäudeautomation und kommt vorwiegend in privaten Neubauprojekten oder Kernsanierungen sowie bei gewerblichen Anwendungen zum Zug.

KNX – das ist ein Begriff, mit dem jeder Häuslebauer im Verlauf der Planung seines Wohnhauses irgendwann konfrontiert wird. Dreifach verglaste Fenster, ein hoher Wärmedämmwert der Wand, eine kontrollierte Wohnraumlüftung – all das sind für uns klar vorteilhafte Komponenten beim Bau des Hauses. Aber wie sieht es beim Thema Elektroinstallation aus? Hier herrscht oft Unsicherheit, welcher Standard angestrebt und welches Budget dafür vorgehalten werden soll. Auch seitens der Architekten ist die Planung der technischen Ausstattung des Gebäudes oft ein rotes Tuch. Vermeintlich zu komplizierte Technik, die den Bauablauf stört und das Betreten unbekannten Terrains aufseiten des Architekturbüros bedeutet. Es ist also nicht verwunderlich, dass auch heute oft noch von einer modernen Elektroinstallation auf Bus-Basis abgeraten wird. Fatal – wie wir finden.

Um sich eine eigene Meinung zum Thema bilden zu können, haben wir die essenziellen Informationen für dich aufbereitet und in Form von verschiedenen Blogbeiträgen zur Verfügung gestellt.

KNX Begriffsdefinitionen

Aktoren, Sensoren, digitale Telegramme – diese technischen Details schieben wir in einer ersten Annäherung an KNX erst einmal beiseite. Vorab sollten wir einmal die wichtigsten Begrifflichkeiten rund um den KNX an sich besprechen, damit diese richtig eingeordnet werden können.

Was ist KNX?

Wichtig zu verstehen ist, dass KNX kein Smart Home-System und auch kein Hersteller oder Anbieter einer fertigen Smart Home Lösung ist. KNX ist die Bezeichnung des weltweiten Bus-Standards der Konnex-Association, d.h. der KNX ist ein Standard für die Hausautomation, der festlegt, dass alle Produkte mit KNX-Kennzeichnung untereinander kompatibel sind. Heute besteht das Produktportfolio aus 8000 KNX-zertifizierten Geräten von 500 unterschiedlichen Herstellern. KNX ist damit das größte, offene Bus-System weltweit.

Was bedeutet KNX?

Der Name KNX wurde dem EIB-Standard nach dem Zusammenschluss mit anderen europäischen Bussystemen verliehen. KNX ist im Prinzip ein Kunstbegriff. Ungeklärt ist, ob KNX die Abkürzung von Konnex ist. Jedenfalls ist es kein bekanntes Akronym.

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) – EIB steht im englischen also für “European Installation Bus”, später dann “Electrical Installation Bus” und ist der Vorgänger des heutigen KNX Feldbus. 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. Ihr Ziel war es ein einheitliches, offenes Bus-System für private und gewerbliche Anwendungen auf internationaler Eben zu etablieren. Der EIB-Installations-Bus blieb noch einige Jahre bestehen. Erst nach einer Weiterentwicklung 2002 erhielt er den Namen KNX-Bus. KNX ist deshalb im Server Raum Elektro 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.

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. Mittlerweile sind sogar smarte Küchen möglich, die dir im Alltag viel Arbeit ersparen können.

Was ist ein Bus-System?

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.

Übertragen auf ein Wohngebäude ist ein Bus-System also eine Form der Elektroinstallation, bei der die Stromzufuhr von Geräten und das Senden von Steuerungsbefehlen zwischen Geräten über zwei verschiedene Kabel abläuft. Das gilt sowohl für KNX als auch für andere Bus-Systeme. Im Gegensatz dazu geschieht beides in einer herkömmlichen Elektroinstallation über ein einziges Kabel.

Im Prinzip wird dabei der Informationsaustausch von der Stromzufuhr abgekoppelt. Beide laufen also separat voneinander. Bei KNX läuft das Senden von Daten und Befehlen über das markante grüne KNX-Kabel. Darüber tauschen die Geräte Bus-Telegramme aus, die erst am Aktor ein Relais schalten. Das kann der Befehl eines Tasters sein, die Deckenbeleuchtung einzuschalten oder auch die Temperaturweitergabe eines Sensors an die Heizungssteuerung. Das Bus-Telegramm wandert dann durch das KNX-Kabel zum Schaltmechanismus, welcher daraufhin die Stromzufuhr regelt. Sehr deutlich siehst Du das an der Fußbodenheizung in einem KNX-Haushalt. Die Heizung kann Daten von einem Temperatur-Sensor empfangen und reguliert die Heizung darauf aufbauend vollautomatisch auf den vom Bewohner eingestellten Wunsch-Wert. Zusätzliche Schaltoptionen sind dann noch Zeitschaltuhren, die Berücksichtigung der Wettervorhersage oder natürlich manuelle Eingriffe der Benutzer.

Teilnehmer in einem Bus-System können durch ihre Infrastruktur deshalb jederzeit neu konfiguriert werden. Das ist in einer herkömmlichen Installation nicht möglich.

Wieso braucht man ein Bus-System?

Ziel eines Bus-Systems ist es, 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.

Vor der Ära 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 alles 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.

Im Prinzip läuft also die Stromzufuhr und Steuerungsbefehle in einer herkömmlichen Installation gemeinsam über dieses eine Kabel, die Stromleitung. Dementsprechend können erstens: Nur Geräte miteinander kommunizieren, die am gleichen Kabel angeschlossen sind; und zweitens: Du kannst Taster nicht umfunktionieren, da der Taster auf direktem Weg Kupferdraht bewegt.

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. Warum es sinnvoll ist bei einem Neubau Geld in die Hausautomation zu stecken kannst, du hier nachlesen.

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

Die Grundlagen des KNX-Systems

Welche KNX Komponenten brauche ich (zwingend)?

Über die KNX-Technik werden in der Hausinstallation alle elektrischen Funktionen miteinander vernetzt. Dabei besteht das System im Grunde aus mindestens drei wesentlichen Komponenten: Aktoren (Schaltmechanismen), Sensoren (z. B. für die Raumtemperatur) und einer Spannungsversorgung. Eine sogenannte Drossel als Teil der Spannungsversorgung ermöglicht, dass die Signale auf die 28V-Gleichspannung „aufmoduliert“ und so zwischen den Geräten Daten ausgetauscht werden können.

Im kleinsten Set-Up eines KNX-Systems hast Du also einen Aktor und einen Sensor verbaut, welche über das grüne KNX-Buskabel Informationen austauschen. Es gibt zunächst keine zentrale Steuerzentrale, sondern der Grundgedanke von KNX ist eine dezentrale Intelligenz. Jedes Gerät enthält einen eigenen Microcontoller und so funktioniert der Rest der Anlage weiter, wenn ein einzelner Teilnehmer defekt ist oder aus der Anlage entfernt wird. Diese Dezentralität wird allerdings unterwandert, sobald ein Logik-Server hinzukommt, welcher dann Werte empfängt, Berechnungen ausführt und wieder ausgibt. Hier entsteht also zumindest für die Funktionen, die der Server übernimmt, ein single-point-of-failure. Häufig werden die Basisfunktionen so verknüpft, dass sie auch ohne Server funktionieren und der Server übernimmt nur komplexere Aufgaben und übergeordnete Logiken.

Es gibt noch eine Vielzahl von KNX-Geräten, die von den Herstellern häufig in verschiedene Gerätetypen klassifiziert werden. Diese lassen sich z.B. in Sensoren (z.B. Präsenzmelder, Raumklimasensoren), Aktoren (Schaltaktoren, Dimmer, Heizungsaktoren, Jalousieaktoren), Basisgeräte (Spannungsversorgung, Linienkoppler, KNX-IP-Router) und Gateways zu weiteren Bussystemen (KNX-DALI Gateway, KNX-Modbus Gateway, usw.) klassifizieren. Falls ein Smart Home-Netzwerk eingerichtet wird, gibt es dabei auch einige Anforderungen, die beachtet werden müssen.,

Wie funktioniert KNX?

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 Vierfach-Taster im Wohnzimmer. Dieser fällt unter die Kategorie Sensor, da die vier Tasten etwas messen – nämlich die Betätigung der Taste durch den Benutzer und daraufhin 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.

ETS – KNX Inbetriebnahmesoftware

In der dazugehörigen Software ETS (steht für Engineering Tool Software), welche für die Inbetriebnahme der KNX-Anlage zwingend benötigt wird, richtest Du ein, wie die Geräte untereinander kommunizieren. Zum Beispiel kannst Du bei einem Zweifach-Taster (Sensor) einstellen, dass die erste Taste das Licht im Wohnzimmer schaltet und die zweite Taste die Jalousie am Fenster steuert. Die Befehle werden von Aktoren ausgeführt. Das sind in der Regel Relais, die im Elektrokasten sitzen und mit Hilfe der KNX-Steuerbefehle ein- oder ausgeschaltet werden.

Konkret kannst Du in der ETS-Software nun den jeweiligen Tasten des Tasters mit Hilfe von sogenannten Gruppenadressen entsprechende Aktoren zuweisen. Drücken der ersten Taste sendet zum Beispiel ein digitales Telegramm an eine Gruppenadresse, auf welche der der Schaltaktor der Deckenlampe gehört und schaltet sie somit an oder aus. Dementsprechend sendet das Drücken der zweiten Taste ein digitales Telegramm an die Gruppenadresse der Jalousie im Raum . Der Jalousie-Aktor, der ebenfalls mit dieser Gruppenadresse verbunden ist, 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. Die Verknüpfungen zwischen Sensoren und Aktoren lassen sich dabei jederzeit löschen und neu konfigurieren, da die Verknüpfungen digital sind und in die Geräte eingespielt werden. Diese Flexibilität ist einer der großen Vorteile von KNX gegenüber einer konventionellen Elektroinstallation. Wenn du dein Smart Home mit der ETS Software programmierst, steht deiner Kreativität also nichts im Weg!

Was sind KNX-Telegramme?

Im KNX-System heißen die digitalen Informationen Bus-Telegramme. Diese kannst Du über eine spezielle Computersoftware, die ETS (Engineering Tool Software), definieren. Möglichkeiten wären zum Beispiel das Ein- bzw. Ausschalten des Lichts, Steuern der Jalousien oder das Herunterfahren der Heizung.

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.

KNX-System vs. konventioneller Elektroinstallation

Auch auf praktischer Ebene ist es wichtig, die Unterschiede zwischen einer konventionellen Elektroinstallation und einer Installation auf KNX-Basis zu verstehen. Nachfolgend stellen wir deshalb 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, Bewegungsmelder, Helligkeits-Sensoren und – wichtig – die Relais zum Ein- und Ausschalten der Verbraucher und Leuchten hinzu.

Im Fall von KNX hat sich für das spezielle Steuerkabel, das 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-Niederspannungs-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 zum Aktor. Der Aktor ist auch räumlich vom Taster getrennt und sitzt meist in der Elektrounterverteilung und nicht im Raum selbst.

Installation einer KNX Installation vs. Verkabelung auf konventionellem Weg

Durch die digitale Verknüpfung 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.

Wir stellen dir an dieser Stelle gerne zwei Videos aus unserem KNX-Onlinekurs zur Verfügung, in welchen wir die Grundlagen nochmal grafisch aufbereitet erläutern.

Zunächst erläutern wir in einem Video die grundlegenden Unterschiede in der Verkabelung, indem wir eine konventionelle Installation einer KNX-Installation gegenüberstellen.

Als Nächstes betrachten wir die Unterschiede der Elektroverteiler bei beiden Installationsarten. Bei einem KNX-Verteiler kommen zusätzliche Reihenklemmen zum Einsatz. Diese sorgen zunächst einmal dafür, dass alle Stromkreise, also die Leitungen, die vom Verteiler in die Räume führen, sauber und strukturiert im Verteiler aufgelegt sind. Ein wenig ist das vergleichbar mit einem Patchpanel in einem Computernetzwerk, wo ebenfalls alle Kabel erst einmal “gesammelt” werden und erst im zweiten Schritt per Patchkabel auf die Anschlüsse vom Switch “gepatcht” werden. Ähnlich ist es in einer KNX-Unterverteilung: Von den Reihenklemmen werden die entsprechenden L-Leiter auf die Aktoren verdrahtet und von dort weiter auf die Sicherungen.

Wenn du weitere Inhalte zum Thema “KNX Grundlagen” erlernen möchtest, dann klick dich einmal weiter zu unserem Onlinekurs oder schau in den Artikel KNX selbst programmieren – Tutorials und Onlinekurse für KNX und ETS5.

Hier noch einmal zusammenfassend 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: Die wichtigste Software in der KNX-Technik. Über die Software kannst Du die KNX-Geräte parametrieren und ihnen Befehle zuweisen.

KNX – Standard in der Gebäudeautomation

Wo wird KNX eingesetzt?

KNX wird sowohl im privaten als auch im gewerblichen Bereich eingesetzt.

Die Hausautomation hat sich seit der Gründung 1999 stetig weiterentwickelt. Heute lässt sich damit in Gebäuden praktisch alles automatisieren. Das reicht von einfachen Licht-Schaltaufgaben, bis hin zu komplexen Heizautomatiken anhand von Temperatursensoren oder der Wettervorhersage.

Wichtig hierbei ist noch zu erwähnen, dass der KNX ein Event basiertes Bussystem ist. Das heißt ein bestimmtes Telegramm liegt nicht dauerhaft als Information auf dem Bus an, sondern kann nur einmal von jedem Teilnehmer empfangen werden und ist unwiderruflich verschwunden. Hiervon abzugrenzen sind Systeme wie SPS-Steuerungen oder auch DMX, bei denen die Informationen mehrmals pro Sekunde und wiederkehrend auf den Bus gesendet werden. DMX zum Beispiel wird in der Veranstaltungstechnik eingesetzt, um die Beleuchtung auf Bühnen mit hoher Geschwindigkeit und Synchronität zu steuern.

Dementsprechend kommt KNX immer dann zum Einsatz, wenn es um das Ausführen von Steuerungsbefehlen geht die, nicht Echtzeit kritisch sind. Klassische Anwendungsfälle sind also die Steuerung von z.B. Beleuchtungen in Industriegebäuden, Hotels aber auch diverse Anwendungen im privaten Wohnbau. Falls du dein Smart Home gerade planst, gibt es hier ein paar Tipps vom Smart Home Profi.

Für welche Gewerke kommt ein KNX-System 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, Jalousiesteuerung und Heizungsregelung aufgrund der Sockelkosten (größere Verteiler, mehr Kabel, KNX-Basishardware sowie Spannungsversorgung) bei kleinen Projekten nicht unerheblich sind.

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 (s. auch Gartenlautsprecher) 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.

Wozu braucht man KNX überhaupt?

Immer wenn es darum geht, beliebige Gruppen von Verbrauchern zu schalten, die möglicherweise nicht einmal am gleichen Stromkreis hängen, kommt die konventionelle Elektroinstallation schnell an Ihre Grenzen. Auch in Szenarien mit dynamischer Raumnutzung, wie zum Beispiel in einem Konferenzraum, der mit einer Trennwand unterteilt ist, kann ein KNX-System seine Vorteile voll ausspielen. Im privaten Wohnhaus sind es vor allem Anwendungsfälle in denen größere Gruppen von Verbrauchern gemeinsam gesteuert werden sollen. Ein Beispiel ist die “Alles-Aus”-Taste an der Eingangstür, mit welcher ich alle noch eingeschalteten Lampen im Haus ausschalten kann. Wenn du wissen möchtest, was alles noch mit dem KNX-System möglich ist, oder du selbst überlegst dir ein intelligentes Heim zu bauen, kannst du das hier nachlesen.

Für welchen KNX-Hersteller oder welches KNX-System sollte ich mich entscheiden?

KNX ist nicht das Produkt eines einzelnen Herstellers, sondern definiert einen Branchenstandard für die Kommunikation und Kompatibilität vieler Geräte untereinander. Das Besondere bei KNX ist, dass Du Dich also nicht für einen einzelnen KNX-Hersteller entscheiden musst. Du kannst die Geräte verschiedener Dienstleister reibungslos miteinander kombinieren. Die Hersteller Basalte und Gira genießen beispielsweise eine etablierte Position auf dem KNX-Markt.

Wann lohnt sich KNX?

Ab einer gewissen Komplexität ist es mit einer herkömmlichen Installation schwierig, die Steuerungsaufgaben überhaupt noch zu bewältigen. Deswegen kommen KNX Bussysteme auch immer mehr in Privathäusern zum Einsatz. Wenngleich es möglich ist, bestimmte Gruppenschaltungen auch mit Stromstoßschaltern oder ähnlichem zu realisieren, werden solche Systeme dennoch schnell komplex und bleiben aufgrund ihrer festen Verkabelung unflexibel. Beschattungssteuerungen mit Wetterstation sind fast immer Bussysteme. Wenn dann noch eine Fußbodenheizung oder ein dimmbare LED-Beleuchtung dazukommt, macht der Einsatz eines zentralen Steuerungssystems wie KNX oder Loxone fast immer Sinn.

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 für die Gebäudeautomation. Der Grund dafür liegt auf der Hand. Sobald Du in der Bauphase die Kabel für das spätere Smart Home verlegst und damit den entsprechenden Grundstein legst, lässt sich diese grundlegende Infrastruktur in den nächsten zehn, zwanzig oder dreißig Jahren nicht mehr so einfach verändern. Oder anders: Es wäre zumindest mit enormen Kosten verbunden, da Du dann das gesamte Mauerwerk aufreißen müsstest, um die Verkabelung für eine andere Installationsart grundlegend zu verändern.

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:

Infrastruktur: Die Infrastruktur ist das Skelett Deines Smart Homes. Dabei gibt es prinzipiell zwei Optionen – kabelgebundene Bus-Systeme oder Funk-Lösungen. Bei Bus-Systemen wie KNX werden während der Bauphase zusätzlich zu Stromkabeln auch Steuerleitungen für Taster, Jalousien, Steckdosen und Co. implementiert. Sie sind danach nicht mehr sichtbar und vernetzen alle Smart Home Komponenten über den Elektroverteiler. Demgegenüber vernetzt Du bei Funk-Lösungen eine Basisstation mit Deinem WLAN-Router. Die eigentlichen Smart Home Geräte wie Taster oder Lampen kommunizieren dann per Funk mit der Basisstation und Deinem Handy. Funk ist eine gute Lösung für kleinere Projekte, aber beim Hausbau mit unzähligen Tastern, Jalousien-Motoren, Steckdosen, Beleuchtungsanlagen, Garagenmotoren sind Nachrüstungsoptionen nicht leistungsstark genug. Wenn Du Dich also zu Beginn für Funk entscheidest und in einigen Jahren die Leistungskapazität dessen überschritten wird, gibt es für Dich keine kostengünstige Möglichkeit der Nachrüstung eines kabelgebundenen Bus-Systems.

Systemart: Smart Home Systeme unterteilen sich in offene und proprietäre Systeme. Offene Systeme wie KNX stellen Entwicklern ihre Spezifikationen frei zur Verfügung. Im Ergebnis können dadurch Drittanbieter KNX-Geräte entwickeln und herstellen. Das führt zu einer großen Produktvielfalt, wie man bei KNX mit seiner großen Auswahl an Geräten von unterschiedlichen Herstellern sieht. Bei geschlossenen Systemen wie Loxone, Crestron, Homematic und co. gibt der Hersteller seine Spezifikationen nicht preis. Die Entwicklung neuer Geräte ist dementsprechend alleine von diesem einen Hersteller abhängig. Fällt der aus, wird das System auch nicht weiterentwickelt.

Grad der Standardisierung: Den Grad der Standardisierung kann man als Unterpunkt von offenen Systemen ansehen, wobei – wie oben erwähnt – viele Hersteller unabhängig voneinander für einen Smart Home Dienst produzieren. Die Frage ist nun: Wie sehr erfüllen diese Hersteller Sicherheitsbestimmungen und garantieren das reibungslose Zusammenarbeiten mit Geräten anderer Entwickler im selben System? Das ist abhängig vom Grad der Standardisierung. Bei KNX koordiniert das der Dachverband KNX-Association. Neue Taster, Jalousien, etc. durchlaufen ein strenges Zertifizierungsprogramm, dass die Sicherheit und Interoperabilität der Geräte gewährleistet. Andere offene Standards, wie zum Beispiel Zigbee, sind da noch nicht soweit.

Wenn Du noch immer am Abwägen bist, ob ein Smart Home mit KNX-Technik das Richtige für dich ist, schau doch einfach noch in diesen Blogbeitrag vorbei!

Die Vor- und Nachteile des KNX-Systems im Überblick

Welche Vorteile hat KNX?

KNX Vorteile zeigen sich gleich an mehreren Stellen. Zunächst liefert Dir das Bus-System eine riesige Produktauswahl und einen ausgereiften Produktmix. Außerdem ist der Bus-Standard zukunftssicher. Die KNX-Association, der Dachverband des Feldbus, gewährleistet die Aufwärtskompatibilität der Geräte und stellt strenge Zertifizierungskriterien an Unternehmen. Darüber hinaus stehen Dir bei KNX viele Schnittstellen zu anderen Smart Home Welten zur Verfügung. Das gewährleistet Dir auch Funktionen zu implementieren, die KNX selbst nicht unterstützt. Zum Beispiel das Einbinden von Sicherheitskameras oder die Steuerung von Heizung und Licht per iPad.

Nochmal im Detail:

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. Ganz bequem kannst Du auch alle Funktionen deines Heims über Visualisierungen, wie zum Beispiel den Gira Homeserver oder einer RTI Fernbedienung, steuern.

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 und Gira, Multiroom mit Control4 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, Philips Hue 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.

Wie sicher ist ein KNX-System?

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.

In aller Kürze kann man sagen, dass die Informationen auf dem KNX-Bus in Privathäusern unverschlüsselt übertragen werden. Dennoch gibt es verschiedene Möglichkeiten, um die Betriebssicherheit einer KNX-Anlage in hohem Maße zu gewährleisten. Dazu mehr in unserem separaten Beitrag.

Die Nachteile des KNX-Systems im Überblick:

- Es fallen gegenüber der herkömmlichen Elektroinstallation Mehrkosten an. (s. auch: Was kostet ein Smart Home mit KNX-Bussystem im Neubau?)
- 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

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 all seinen 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 verschiedenste Leuchten 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 oder Lüftungsgeräte 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.

Alternativen zum KNX-System

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 2023 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 proprietäre Systeme, die jedoch nicht mit einem in der Bauphase geplanten BUS-Kabelsystem mit 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 Control4, Crestron, Homematic und Digitalstrom. Sie haben mit den gleichen Problemen wie Loxone zu kämpfen und besitzen einen ausgedünnten Produktmix.

Steuerungssysteme von Crestron z.B. findet man häufig in Universitätshörsälen, Konferenzräumen und in öffentlichen Gebäuden. Im Privathaus-Markt hingegen haben sich die Systeme aus sehr teuer und komplex in der Inbetriebnahme herausgestellt und werden, wenngleich es sehr eindrucksvolle und leistungsfähige Steuerungs-Lösungen gibt, nach unserer Wahrnehmung immer seltener eingesetzt.

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.

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Sicherheit des KNX-Systems

Ein zentraler Punkt, der auf jeden Fall bedacht werden muss, ist die Sicherheit vom KNX, da der KNX-Bus zunächst einmal nicht verschlüsselt ist. Erhält man physikalischen Zugang zum System selbst, also zum grünen Twisted-Pair KNX-Buskabel kann man ungehindert den Telegrammverkehr mithören und auch Befehle in die Anlage hineinschreiben. Meist ist in einer Anlage ein KNX-IP-Router verbaut, so dass eine Kopplung mit dem LAN und WLAN erfolgt. Hat man nun also Zugriff zum WLAN des Gebäudes, ist auch ein Zugriff auf die KNX-Anlage möglich. Durch geeignete Sicherheitsmaßnahmen stellt dies in der Praxis allerdings kein besonderes Sicherheitsrisiko dar.

Dreh- und Angelpunkt ist also die Sicherheit und Qualität des Netzwerks im Smart Home, an welches das KNX-System angebunden ist. Wenn du hier hochwertige Komponenten und eine entsprechende Verschlüsselung mit weiteren Sicherheitsmaßnahmen, wie beispielsweise MAC-Adressenfilter, verwendest, ist der KNX-Bus ziemlich gut geschützt.

Der Aufpreis für eine KNX Installation

Neben der Frage, ob ein Bussystem für das jeweilige Projekt grundsätzlich in Frage kommt, also ob es funktionale Anforderungen gibt, die die Entscheidung für ein KNX-System begünstigen, ist natürlich auch das zur Verfügung stehende Budget ein Kriterium im Entscheidungsprozess für oder eben gegen eine KNX-Installation. Immer wieder sind wir mit der Frage konfrontiert, mit welchen Mehrkosten für eine KNX-Installation im Smart Home Neubau zu rechnen sind. Wir bei CASAIO rechnen in der Regel mit ca. 10 % Aufschlag auf die Bausumme, wenn die KNX-Anlage von einem Dienstleister geplant und programmiert wird. Im zuvor verlinkten Beitrag behandeln wir auch die Frage, ob durch Eigenleistung die Kosten reduziert werden können und in welchen Bereich man sich als Bauherr sinnvoll einbringen kann.