Smarter Building

Der KNX-Standard im Eigenheim

Smarte Technik ist längst keine Zukunftsmusik mehr. Der KNX-Standard bietet eine zuverlässige und vielseitige Lösung für die private Heimautomatisierung, die den Alltag vereinfacht und für mehr Komfort, Sicherheit und Energieeffizienz sorgt. Von der intelligenten Steuerung der Beleuchtung bis zur optimalen Regelung der Heizung – mit KNX lässt sich jedes Zuhause in ein smartes Zuhause verwandeln, ohne komplizierte Technik oder hohe Einstiegshürden.
Besonders bei der energetischen Gebäudesanierung zeigt KNX seine Stärken, wie das Beispiel der Familie Stabernack in Fulda beweist.

Nicht nur im Neubausektor spielt KNX seine Stärken aus: Gerade bei der energetischen Gebäudesanierung bietet eine ganzheitliche Gebäudeautomation viele Vorteile, wie das Beispiel des Anwesens der Familie Stabernack in Fulda zeigt. Sämtliche Primäranlagen bis zur Einzelraumregelung werden dort mithilfe des KNX Systems gesteuert.

Der Schwerpunkt bei der Smartifizierung des aus den frühen 1980er Jahren stammenden Anwesens der Unternehmerfamilie lag auf dem intelligenten Zusammenspiel von Heizung, Klima und Lüftung (HLK). Ausgestattet mit zwei Wärmepumpen, einer Gasbrennwert-Heiztherme und je einem Pufferspeicher für Wärme und Kälte bestand die Herausforderung darin, einen bedarfsgerechten Regelkreislauf dieser Primäranlagen mit den auf Raumebene verbauten HLK-Komponenten zu integrieren. Diese bestehen aus mehreren im Unter- und Obergeschoß verbauten Klimageräten, teilweise ergänzt durch eine Fußbodenheizung. Als Besonderheiten gesellen sich zu diesem Setup noch eine Heizung für das Schwimmbad sowie eine über dem Wohn- und Essbereich angebrachte Kühldecke.

Automatisierungscontroller AC/S1.2.1 bildet Herzstück der KNX-Installation

Die Orchestrierung dieser Komponenten zu einer effizienten Klimaregelung übernimmt die auf dem bewährten KNX System basierende Automatisierungslösung ClimaEco mit dem Automatisierungscontroller AC/S1.2.1 als Dreh- und Angelpunkt. Schwellenwerte, die permanent mit den Daten einer Wetterzentrale WZ/S und weiterer Temperaturfühler abgeglichen werden, bilden hierbei die Grundlage für den bivalenten Betrieb der beiden Luft-Wärmepumpen (2x 10 kW) und der Gastherme (1x 38 kW). Sobald die Speichertemperatur unter den voreingestellten Wert von 46° Celsius sinkt, gleicht die Gastherme die fehlende Leistung aus. Analog hierzu sind auch für die Außentemperatur bestimmte Datenpunkte und Aktionen hinterlegt. Werden 15° Celsius überschritten, setzt der Kühlbetrieb ein, wobei eine Wärmepumpe für die Kühlung, die andere für das Warmwasser zuständig ist. Ein Wechsel alle 24 Stunden sorgt dabei für gleichmäßige Inanspruchnahme der Technik. Unter 5° Celsius Außentemperatur bestreitet dann ausschließlich die Gastherme den Heizbetrieb.

Clever kühlen – auch bei hohen Außentemperaturen

Warum der Zugriff auf bestimmte Messwerte eine smarte Idee ist, lässt sich gut am Beispiel der Kühldecke demonstrieren. Das Busch-Tenton®-Raumbediengerät erfasst die Werte der relativen Luftfeuchte und Temperatur und berechnet daraus die Taupunkttemperatur. So wird sichergestellt, dass die maximale Menge der Luftfeuchtigkeit, die die Raumluft aufnehmen kann, nicht überschritten wird. Um zu verhindern, dass sich bei besonders hohen Außentemperaturen durch das Temperaturgefälle Kondenswasser an der Kühldecke bildet, gleicht das System die Ist-Temperaturen mit in Abhängigkeit zur Außentemperatur gespeicherten Sollwerten für die Vorlauftemperatur ab, inklusive 1 Kelvin Toleranz. „Klassische Anlagen schalten in solchen Fällen die Decke einfach ab. Bis zur Wiederinbetriebnahme vergehen oft drei bis vier Stunden, in denen keine Kühlung erfolgt. Durch die KNX-basierte Taupunktberechnung kann die Anlage hingegen mit weniger Energie trotzdem weiterbetrieben werden“, erklärt Dipl.-Ing. Ralph Christoph, Kundenbetreuer bei ABB, und fügt hinzu: „Die Berechnungen können sehr elegant im AC/S1.2.1 durchgeführt werden.“

Technologieoffenheit bringt Planungssicherheit für Integratoren und Endkunden

Was die KNX-Technologie dem Experten zufolge gegenüber proprietären Lösungen so attraktiv macht, ist die vollständige Kompatibilität aller Produkte, die nach diesem Standard zertifiziert sind: „Geschlossene Systeme zwingen den Bauherren, die Lösungen zu nutzen, die ein Anbieter bereitstellt, was auch preislich keinerlei Flexibilität zulässt. Viele Bauherren fühlen sich heute über den Tisch gezogen, weil bei einigen Anbietern nach zehn oder zwölf Jahren der Produktzyklus endet und nur noch der Neukauf bleibt“, fasst Ralph Christoph zusammen. Demgegenüber punktet KNX durch die große Auswahl an Herstellern, die gewerkeübergreifende Funktionsweise und individuelle Skalierbarkeit: „Bauherren, Wohn- und Hauseigentümern sind dadurch bei der Ausgestaltung ihres Systems nahezu keine Grenzen gesetzt und Nutzer können darauf vertrauen, dass die Technologie auch in Zukunft noch unterstützt wird.

Einen zusätzlichen Mehrwert bietet die Möglichkeit, per Web-Benutzeroberfläche des AC/S1.2.1 von der Ferne aus auf das System zugreifen zu können. Auch hier sind Kunde und Systemintegrator nicht an eine bestimmte Lösung gebunden, sondern können die für sie optimale Lösung wählen. Als Fernzugriffslösung kommt daher ein VPN-Baustein eines anderen Herstellers zum Einsatz, der sich bereits in früheren Projekten von Ralph Christoph bewährt hat: „Wichtige Systemmeldungen werden direkt ans Smartphone übermittelt, was besonders kurze Reaktionszeiten ermöglicht. Da keine Anfahrtskosten anfallen, ist die Fernwartung nicht nur schneller, sondern auch günstiger.“

Umfassende Integration verschiedener Smart-Home-Komponenten

Innerhalb eines Jahres konnten der KNX-Systemintegrator Thomas Wiedel zusammen mit Elektroinstallateur Stefan Weiß das Projekt umsetzen. Während der Umsetzung konnte die Familie Stabernack weiterhin im Haus wohnen; alle Arbeiten konnten parallel durchgeführt werden. Neben den beschriebenen ClimaEco-Lösungen wurden dabei noch viele weitere Smart-Home-Komponenten integriert. So werden beispielsweise auch die Pool-Beleuchtung und -abdeckung über KNX kontrolliert, ebenso wie die Logiksteuerungen für Rolladen-Aktoren und Garagentore. Im Untergeschoß dienen ABB DALI Gateways als Schnittstellen, um das digitale Lichtsteuersystem in die Gebäudeautomation einzubinden. Für die direkte Interaktion mit der Technik wurde auf die breite Palette der von Busch-Jaeger angebotenen Schalterlösungen zurückgegriffen, einschließlich zweier Touchdisplays und einer Busch-Welcome® Sprechanlage. Die installierten Busch-Rauchalarm Rauchwarnmelder schützen die Bewohner und warnen bei Rauchentwicklung. Aufgrund der ausgeprägten Technikaffinität des Bauherrn werden sich aber vermutlich bald weitere Komponenten hinzugesellen: „Der Kunde ist sehr aufgeschlossen gegenüber Erweiterungen und bringt selbst neue Ideen ein, die er zusammen mit Thomas Wiedel und dem ausführenden Elektroinstallateur Stefan Weiß umsetzen will“, erklärt Ralph Christoph.

Begeisterung und Zusammenarbeit: Schlüssel zum Erfolg bei Automatisierungsprojekten

Neben der Leistungsfähigkeit der Technologie selbst sind es insbesondere diese Aufgeschlossenheit und Begeisterung sämtlicher Beteiligter, die ganz wesentlich zum Erfolg von Projekten wie diesem beitragen, weiß Ralph Christoph. Dazu gehört etwa, dass auch die anderen Dienstleister, insbesondere die Heizungsfirma, mitziehen und entsprechend kompetent agieren. Das ist beileibe keine Selbstverständlichkeit, denn viele Architekten, Planer und HLK-Anbieter würden dem Thema Automatisierung nach wie vor mit großer Skepsis begegnen, erklärt der ABB-Ingenieur. Damit verbunden sei etwa auch die Vorstellung, dass nur ein sehr kleiner Kreis von Experten überhaupt dazu in der Lage ist, solche Projekte umzusetzen: „Das führt in der Folge zu teils überzogenen Preisforderungen, die viele Bauherren abschrecken.“

Der ideale Einstieg: Fachliche Schulungen und Experten-Tipps

Um die Scheu vor der vermeintlich zu komplizierten Technik zu überwinden und das lohnende Geschäftsfeld für sich zu erschließen, rät Thomas Wiedel zu selbstbewusstem Pragmatismus: „Auch ich bin mit dem gesamten Projekt gewachsen. Setzt man sich eingehender mit der Thematik auseinander, merkt man schnell, dass die Anforderungen gar nicht so komplex sind, wie viele denken: Man muss es einfach nur machen!“ Das nötige Fachwissen hat er bei ABB-Schulungen für ClimaEco in Heidelberg erworben und empfiehlt allen Interessierten, selbst solche Lehrgänge zu besuchen, da man neben dem Know-how auch nützliche Kontakte erhält. „Unsere ClimaEco-Schulungen vermitteln ein breites Wissen und geben viele praktische Tipps zur Umsetzung. Kunden, die an der Schulung teilgenommen haben, können auf unsere Expertise immer wieder zurückgreifen, das bieten wir ihnen als speziellen Service an,“ ergänzt Ralph Christoph.

Gebäude systemtechnik KNX

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