Hausautomatisierung mit KNX und Danwood

Zuletzt aktualisiert am 06.08.2016 von Torsten

Automation mit KNX-Haussteuerung, das automatische Haus

und eine ausführliche Beschreibung inklusiver Alternativen zur

Hausautomatisierung KNX

Nach einiger Recherche wird schnell klar, dass eine KNX Haussteuerung das beste System am Markt ist. Nicht nur weil es Hersteller unabhängig ist. Allerdings liegen die Kosten für eine KNX-Haussteuerung bei mittlerer Ausstattung mal eben bei 15.000 Euro. Diese Preise kann der Bauherr locker kalkulieren. Oftmals kommt deshalb die Frage nach günstigen KNX-Alternativen für die Haussteuerung auf.

In Fabriken, Fußballstadien, Flughäfen und sonstigen Zweckbauten ist die automatische Gebäudesteuerung längst ein alter Hut.
In privaten Wohnhäusern ist der Ersatz der klassischen Elektroinstallation mit Ein- und Aus-Schaltern für jedes Gerät dagegen erst im Kommen. Damit das Eigenheim zum intelligenten „Smart Home“ wird, das auf Temperaturschwankungen, Lichteinfall oder auch auf Gefahrensituationen wie Feuer oder Einbruchversuche reagiert, kommen sogenannte Bussysteme zum Einsatz. Mit ihnen lässt sich von der Heizungsanlage über die Beleuchtung bis hin zu den Rollläden und Küchengeräten die gesamte Haustechnik regeln.

Das Bussystem

Bus ist die Abkürzung für Binary Unit System und bezeichnet eine Infrastruktur zur digitalen Datenübertragung. Diese informationstechnische Verbindung ist vergleichbar mit einem Telefonat, nur dass keine Personen miteinander kommunizieren, sondern im Haus verteilte Sensoren mit den zum System gehörenden Aktoren. Sensoren sind zum Beispiel Nässe- und Temperaturfühler, Kontaktfühler an Fenstern und Türen, Bewegungsmelder, Zeitschaltuhren, Dämmerungsschalter oder manuell zu bedienende Taster. Diese Sensorik bildet eine Art Nervensystem des Gebäudes und leitet Impulse an die Aktoren weiter: an die Schaltstelle aller angeschlossenen Geräte, wie zum Beispiel Rollläden, Heizung, Schließtechnik, Dimmer.

Die Aktorik wiederum gibt den Energiefluss frei und bringt den an jedem eingebundenen Gerät programmierten Befehl zur Ausführung. Bedienen lässt sich die Haussteuerung über ein zentrales Bedienfeld in Form eines Touchscreens. Schalten und walten lässt sich aber auch kabellos per Smartphone, Tablet-Computer oder via Internet.

Hausautomation und der Nutzen

Ein intelligent eingestelltes Steuerungssystem für die Haustechnik bietet ein Plus an Wohnkomfort und Sicherheit sowie ein nicht zu unterschätzendes Energieeinsparpotenzial.
Es werden rund 80 Prozent der Energie im Privatbereich für das Beheizen aufgewendet. Untersuchungen zufolge kann eine optimal programmierte Heizungsanlage mit Einzelraumsteuerung bis zu 20 Prozent der Heizenergie einsparen. Dabei temperiert die Heizung jeden Raum mittels Zeitschaltuhr entsprechend der Nutzungsgewohnheiten der Bewohner. Das Badezimmer hat zum Beispiel nur von sieben bis acht Uhr am Morgen eine Temperatur von 21 Grad und drosselt sie danach bis zur Badbenutzung am Abend in den Eco-Modus mit 19 Grad Celsius.

Für eine bessere Energieeffizienz sorgt zusätzlich eine ins System eingebundene Belüftung. CO2-Sensoren informieren die Lüftungssteuerung, sobald „dicke Luft“ herrscht und ein bedarfsgerechter Luftaustausch findet statt.

Die Beleuchtung beansprucht lediglich ein bis drei Prozent der im Privathaushalt verbrauchten Energie. Aus ökologischen Gründen und angesichts der hohen Strompreise lohnt sich aber auch in diesem Bereich eine intelligente Steuerung, wobei die Hausbeleuchtung eindeutig auch die Komfort- und Sicherheitsaspekte bedient. Gängig sind folgende Funktionen:

Lichtszenen

Nicht einzelne Leuchten werden eingeschaltet, sondern es wird per Tastendruck eine Raumnutzung wie „Essen“, „Spielen“, „Party“ oder „Nachtlicht“ gewählt. Die gesamte Raumbeleuchtung wird entsprechend der Programmierung für die jeweilige Nutzungsart aktiviert.

Panikfunktion

Ein einziger Tastendruck, zum Beispiel vom Bett aus, lässt das gesamte Haus hell erstrahlen. Im Gegenzug lässt sich auf dieselbe Art auch die gesamte Hausbeleuchtung ausschalten, ohne dass man in einzelnen Räumen nachschauen muss, ob noch Licht brennt.

Außenbeleuchtung

Das Wegelicht schaltet sich bei Dämmerung ein und über eine Zeitschaltuhr aus. Es reagiert aber auch im Dunkeln, und zwar auf den Bewegungsmelder. Die Schmuckbeleuchtung dient nicht dem sicheren Weg zur Haustür, sondern dem Erscheinungsbild. Es reagiert folglich nicht auf den Bewegungsmelder.

Eine weitere praktische und energieeffiziente Programmierung ist die Belegung eines Tasters in Türnähe mit der Funktion, das gesamte Haus in eine Art „Ruhezustand“ zu versetzen, wenn man es verlässt. Das Licht in sämtlichen Räumen schaltet sich aus, Heizung und Belüftung werden heruntergefahren und die Sekundärsteckdosen spannungsfrei geschaltet. Auf umgekehrtem Wege, also beim Eintreffen im Haus, aktiviert man ebenfalls per Tastendruck wieder den „Betriebszustand“ des Hauses.
Für mehr Sicherheit bei Urlaubs- oder Geschäftsreisen sorgt die „Anwesenheitssimulation“: Das System speichert im Hintergrund, wann die Bewohner das Licht ein- und ausschalten und zum Beispiel die Rollläden bedienen. Bei Abwesenheit lässt sich das Programm der letzten Woche oder auch eines anderen Zeitraumes abspielen.

Alarm im Brandfall

Sicherheit bei Brandgefahr bietet die Verknüpfung der Feuermelder in einem Haus. Sobald einer der Rauchmelder Alarm meldet, springen auch alle anderen lautstark an. Gleichzeitig wird die Haustechnik informiert. Sie schaltet die gesamte Beleuchtung ein und lässt alle Rollläden hochfahren, um Fluchtwege zu schaffen. Die Lüftung dagegen schaltet sich aus, damit der Qualm sich nicht so schnell im Haus verteilt.

Die automatische Gartenbewässerung schaltet sich ein, wenn der Feuchtigkeitssensor im Boden Bedarf anmeldet. Markisen für den Sonnenschutz oder Mückenschutzgitter fahren bei entsprechendem Lichteinfall oder entsprechender Witterung automatisch vor die Fenster. Es existieren auch Dachrinnenheizungen und Fußbodenheizungen für den Außenbereich, die via Nässe- und Temperaturfühler aktiviert werden und zum Beispiel abschüssige Garagenzufahrten oder die Zuwegung eisfrei halten. Auch die Anbindung sämtlicher Multimedia-Gerätschaften in die Haussteuerung ist möglich. Die Liste ließe sich unendlich fortsetzen, da grundsätzlich jedes technische Gerät ins System eingebunden werden kann, sofern es dieselbe (Protokoll-) Sprache spricht!

Das passende Bussystems

Der Markt hält verschiedene Bussysteme bereit. Die Systemkomponenten müssen zum Schalten, Regeln und Steuern miteinander kommunizieren, indem sie Datenpakete übersenden, ob nun über eine Netzleitung, Funk, Infrarot oder über das Internet. Dazu müssen sie kompatibel sein!

Weitere Bussysteme sind beispielsweise LCN, LON, Profibus oder Powernet. Manche Gerätehersteller haben firmeneigene Systeme entwickelt, die sich aber unter Umständen aufgrund eines anderen Kommunikationsprotokolls nicht mit weiteren im Haushalt anzuschließenden Geräten anderer Hersteller verständigen können. Dafür sind sie eventuell günstiger.

Für ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis sollte man auf das Angebot multifunktionaler Komponenten achten. Zum Beispiel existieren Taster, die einerseits der Schaltung des Lichts dienen, aber gleichzeitig einen Temperaturfühler integriert haben und somit einen Mehrnutzen bieten, indem sie die Raumtemperaturregelung übernehmen.

Ebenfalls wichtig bei der Auswahl des Systemtyps ist, ob das Bussystem in einem Neubau oder im Bestandsbau eingerichtet wird. In Neubauten raten Experten trotz geringer Störanfälligkeit bei funkbasierten Systemen zu einer Verkabelung. Sie bietet als geschlossenes, eigenes System für das jeweilige Haus die größte Zuverlässigkeit.

Wer im Bestand nachrüsten möchte, kann dies am einfachsten mit einer Funklösung tun. Die Funkprotokolle sind mittlerweile so aufwändig, dass sie nicht ohne Weiteres beeinflusst werden können. Steht allerdings eine umfassende Renovierung ins Haus oder ist eine Dämmung des Altbaus geplant, lässt sich die Chance natürlich nutzen, um Leitungen für ein drahtgebundenes System zu verlegen.

Günstige Hausautomation im Vergleich

An dieser Stelle wollen wir nun verschiedene Anbieter, Hersteller und Systeme mit einander vergleichen. Die wichtigsten Vergleichsmerkmale und späteren Entscheidungskriterien sind für uns der Preis, die Komplexität der Installation, die Übertragung (Kabel, Funk), Routing und die Fähigkeit zur Bidirektionalen-Nutzung sowie der Bedienkomfort (Zentrale, App-fähig).

Die nachfolgenden Übersichten bietete einen Überblick über die am Markt gängigen Haussteuerungs-Systeme. Es wurden folgende Systeme verglichen: EIB / KNX; Synco Living; Moeller Xcomfort; ENOCEAN; HomeMatic; FS20, Freecontrol, Smarthome; LCN und der Loxone Miniserver. Sicherlich gibt es noch einige kleine oder Spezial-Lösungen (insbesondere Smart Home von EON, RWE oder Enbw), diese werden hier aber nicht betrachtet.

Vergleich: Routing und Bidirektional

Vorab kurz zur Begriffserklärung.
Routing: Bedeutet dass bei einer Funkübertragung ein Signal auch über mehrere Schalter/Module weitergeleitet werden kann. So kann die gesamte Anlage eine höhere Reichweite erlangen.

Bidirektional. Bedeutet das die Anlage mit einem Rückkanal bzw. einer Rückmeldung arbeitet. D.h. der ausgeführte Befehl gibt eine Bestätigung zurück, ob die Aktion erfolgreich war. Das ist z.B. wichtig wenn Sie eine Heizung ausstellen wollen, sollten Sie anschliessend auch wissen, ob die Heizung wirklich aus ist. Sie sollte dann nicht weiterlaufen. Ohne eine Rückmeldung könnte bei Fehlern oder Störungen die Anlage nicht zuverlässig ausgeschaltet werden.

Vergleich: Bedienung und Steuerung

Eine Home-Automation ist doch nichts ohne eine vernünftige Steuerungsanlage und ansprechender Visualisierung. Die Möglichkeiten sind dabei vielfältig. Egal ob Software für den PC, Bedienung im Browser – auch übers Internet von unterwegs, Steuerung per Handy & SMS, Steuerung über Apps für iPhone, iPad und Android oder über eine Zentralstation an der Wand. Natürlich sind auch Fernbedienungen, Steuerung übers Fernsehen (mit Internet-Anschluss wie Samsung oder Philipps NetTV) oder Touch PCs möglich. Man sollte darauf achten, dass nicht unbedingt ein eigener 24h eingeschalteter PC nötig ist, der unnötige Energie verbraucht.

Vergleich: Preise, Installations-Aufwand, Kosten & Übertragung

Hier führt natürlich das KNX-Netzwerk die Liste an. Sehr komplexe und aufwändige Installation, verbunden mit teuren Sensoren, Tastern, Aktoren und co. machen das KNX-System für viele zur unerreichbaren Angelegenheit. Dahinter tummeln sich jedoch einige Alternative-Anbieter wie Synco Living, Moeller Xcomfort und ENOCEAN die es zu deutlich günstigeren Preisen gibt, wobei auch immer auf die Komplexität der Installation geachtet werden muss. Das Mittelfeld der KNX-Alternative bilden hier die Systeme HomeMatic, Smarthome sowie LCN. Für wenige tausend Euro kann man hier ein komplettes Einfamilienhaus ausrüsten und muss trotzdem nicht auf Komfort verzichten. Aufgrund der Funk-Anbindung (Smarthome und Home Matic) sowie einfachen Bus-Kabeln (auch Homematic) bzw. der Nutzung der 4. Elektro-Ader (LCN) bieten die Systeme noch immer einen recht einfachen bis akzeptables Aufwand- /Nutzen-Verhältnis. Die sehr günstigen System die ausschliesslich über Funk agieren sind hier FS20, Freecontrol und der Loxone Miniserver.

Beim Neubau sollte man gleich von Anfang an auf eine Verkabelung setzen. Das ist einfach sicherer und unanfälliger gegen Störungen. Funk-Systeme zur Haus-Automation sind für die Nachrüstung in Bestandsbauten geeignet bei denen es keine Möglichkeit gibt eine Verkabelung einzuziehen.

Zum Schluss noch ein paar Screenshots von der Software KNX ETS 5