2 Funktionsbeispiele fürs intelligente Haus
Welche Funktionen ermöglicht ein mit EIB/KNX vernetztes Haus? Was lässt sich in der Praxis alles realisieren? Zur Einführung zeigen wir anhand von Beispielen, welche beinahe unbegrenzten Möglichkeiten eine KNX-Anlage bietet. Dabei gehen wir auf verschiedene Ausbaustufen ein, die sich in Eigenleistung auch mit relativ knappem Budget realisieren lassen. Ein wesentlicher Vorteil einer Busvernetzung besteht auch in ihrer Zukunftssicherheit: Neue Funktionen oder Geräte lassen sich zu einem späteren Zeitpunkt einfach integrieren, was mit konventioneller Elektrik nicht denkbar wäre.
Abb. 2.1: Das vernetzte Haus reagiert auf die Wünsche der Bewohner und zeichnet sich durch hohe Energieeffizienz aus.
Abb. 2.2: Bedienung und Darstellung über Touchscreen – fortgeschrittene Ausbaustufe einer KNX-Vernetzung.
2.1 Zentralfunktionen: Coming Home und Leaving Home
Mit einem Tastendruck lassen sich von zentraler Stelle aus bestimmte Geräte gleichzeitig aktivieren: die Beleuchtung in verschiedenen Räumen, die Stufe der Lüftungsanlage und bestimmte Positionen der Jalousien (Coming Home). Das Gleiche gilt beim Verlassen des Hauses, indem sämtliche Leuchten und Geräte in den verschiedensten Räumen durch einen Tastendruck ausgeschaltet werden. Damit können die Bewohner sicher sein, dass beim Verlassen des Hauses auch wirklich alle Verbraucher ausgeschaltet sind (Leaving Home).
Leaving Home liefert gleichzeitig einen wesentlichen Beitrag zur Energieeinsparung, wie er sich mit einer konventionellen Elektroinstallation nicht realisieren ließe. Durch die Belegung eines weiteren Schalters mit Zentralfunktionen – beispielsweise am Bett – können zusätzliche Schaltszenen festgelegt werden. Ein Display zeigt zudem an, welche Fenster im Haus geöffnet oder gekippt sind. In einer erweiterten Installation kann beim Verlassen des Hauses angezeigt werden, ob alle Fenster und Türen geschlossen sind.
Zusätzliche Funktionen des Zentralschalters können z. B. darin bestehen, dass bestimmte elektrische Verbraucher ausgeschaltet werden, das Temperaturniveau reduziert und gleichzeitig die Gebäudelüftung auf ein niedrigeres Niveau gefahren wird. An dieser Stelle wird deutlich, dass sich die Verluste bei Abwesenheit (Stand-by) durch einen sogenannten »Zentralschalter« minimieren lassen.
Abb. 2.3: Coming Home – auf Tastendruck werden beispielsweise Beleuchtung, Belüftung und Position der Jalousien aktiviert.
Abb. 2.4: Leaving Home – auf Tastendruck werden beim Verlassen des Hauses alle Verbraucher ausgeschaltet.
2.2 Beleuchtung und Lichtszenen: Abendessen, Fernsehen, Schlafen
Ein Thema ist auch die automatische Beleuchtungssteuerung von Bereichen oder Räumen mittels Präsenzmeldern. Damit lässt sich unter anderem in Funktionsräumen wie Flur, Abstellbereich und Bad/Toilette die Beleuchtung in Abhängigkeit von der Anwesenheit realisieren. Eine weitere Möglichkeit ist die dämmerungs- und/oder zeitabhängige Beleuchtungssteuerung im Innen- und Außenbereich. In diesem Fall kann ab einer bestimmten Helligkeit sogar das Licht abgeschaltet werden, ohne dass sich die Bewohner darum kümmern müssen. Für das heimische Büro dürfte die vom Tageslicht abhängige Regelung des Lichteinfalls am Arbeitsplatz sehr wichtig sein.
Weiteren Komfort bieten vorprogrammierte Szenarien, die auf Tastendruck neben der Beleuchtung auch Jalousien, Heizung und Lüftung ansteuern. So lässt sich durch das Dimmen des Lichts oder den Einsatz farbiger LED-Beleuchtung in einem Raum ein spezielles Ambiente schaffen. Hierzu gehören z. B. Räume wie das Wohnzimmer mit der Lichtszene »Abendessen« oder »Heimkino« und das Schlafzimmer mit der Szene »Kuscheln«. Sämtliche Szenarien folgen dem technischen Prinzip, dass mehrere geschaltete oder gedimmte Leuchten, Jalousien, Heizungsventile und die Lüftungsanlage durch einen einzigen Tastendruck in eine vordefinierte Einstellung gebracht werden.
Abb. 2.5: Lichtszenen wie »Abendessen«, »Heimkino« oder »Schlafen« bedeuten die gleichzeitige Steuerung von Beleuchtung, Jalousien, Lüftung und Geräten.
2.3 Automatische Beschattung: abhängig von Sonnenstand und Wetter
In Abhängigkeit von der einsetzenden Dämmerung werden gezielt Jalousien und Rollläden ausgefahren, um beispielsweise Blickschutz zu bieten. Das ist vor allem bei moderner Architektur mit hohem Verglasungsanteil (raumhohe Verglasung) wichtig und könnte von den Bewohnern gewünscht sein. Andernfalls können ab einer bestimmten Außenhelligkeit die Jalousien wieder eingefahren oder ihr Anstellwinkel verändert werden. Ebenfalls möglich ist eine Steuerung in Abhängigkeit vom Wochentag und einer bestimmten Uhrzeit. Komfortabel lässt sich auch die Verschattung in einem Arbeitszimmer realisieren: In Abhängigkeit vom Sonnenstand werden die Lamellen so verstellt, dass jederzeit optimale Bedingungen für Bildschirmarbeit herrschen. Auf Wunsch werden automatisiert vordefinierte Positionen einer Jalousie oder eines Rollladens angefahren – vor allem in Verbindung mit einer Szenensteuerung.
Mithilfe einer KNX-Installation ist ohne Kostenmehraufwand auch eine wetterabhängige Steuerung realisierbar. Ab einer bestimmten Windstärke werden sämtliche Jalousien zum Schutz der Verglasung und der Fassade automatisch eingefahren. Das gleiche Konzept kann auf Frosttemperaturen oder starken Niederschlag – sowohl Schnee als auch Regen – übertragen werden. Ebenso ist das automatische Schließen eines Dachfensters bei einsetzendem Regen möglich.
Wie bei fast allen Funktionen einer KNX-Vernetzung steht das Argument der Energieeinsparung im Vordergrund: Gezieltes Schließen von Rollläden spart im Sommer Kühl- und im Winter Heizenergie.
Abb. 2.6: Automatische Steuerung von Jalousien in Abhängigkeit von Sonnenstand und Wetter.
Abb. 2.7: Wärmeschutz im Sommer und zusätzliche Heizenergie im Winter – durch automatische Jalousien.
2.4 Perfektes Wohnklima: kontrollierte Heizung und Lüftung
In einem KNX-vernetzten Haus sind Flächenheizung, kontrollierte Lüftungsanlage und Fenster/Türen stets im Zusammenhang zu betrachten. Sobald ein Fenster geöffnet wird, lässt sich die Heizung in diesem Raum wahlweise abschalten oder im Stand-by-Modus betreiben. Damit wird verhindert, dass das Heizsystem wie bei einer konventionellen Anlage hochfährt, um die Wärmeverluste zu kompensieren, und so unnötig Energie verbraucht (Energiesparfunktion). Im Winter müssen die Fenster überhaupt nicht geöffnet werden, denn die kontrollierte Wohnraumlüftung mit Wärmerückgewinnung führt dem Haus die Frischluft von außen definiert zu. Dadurch wird erheblich Heizenergie eingespart.
Sämtliche Wohnbereiche verfügen über eine individuelle Einzelraumregelung, wobei sich die Sollwerte der Heizung vor Ort am Raumtemperaturregler oder zentral über einen Touchscreen justieren lassen.
Es ist auch möglich, bestimmte Räume wie das Arbeitszimmer bei schlechter werdender Luftqualität automatisch zu belüften. Das erfolgt mithilfe eines Luftgütesensors. Sinnvoll ist auch die deutliche Absenkung der Raumtemperaturen während einer längeren Abwesenheit der Bewohner. Das ist mittels Zeitprogramm oder per Fernzugriff über das Internet lösbar. Dann ist aber ein Homeserver notwendig.
Abb. 2.8: Multifunktionstaster mit Raumtemperaturregler und Display – hier wird die gewünschte Temperatur auf Tastendruck verändert.
Abb. 2.9: Kontrollierte Raumlüftung mit Wärmerückgewinnung und KNX-Steuerung.
2.5 Sicherheit: Fenster, Türen und Umfeld
Bei einem frei stehenden Haus oder Gebäude ist manchem Bewohner das Gefühl der Sicherheit wichtig. Mithilfe eines KNX-Systems lassen sich komfortable Lösungen erzielen, die sonst nur bei einem proprietären System möglich wären. Allerdings arbeitet dieses System nicht im Verbund und benötigt eigene, zusätzliche Komponenten, die bei KNX nicht notwendig sind. So lässt sich beispielsweise das Grundstück durch Bewegungsmelder und Sensoren mit automatischer Weitermeldung an Sicherheitsdienste oder die Polizei ausstatten. Gleichzeitig werden sämtliche Fenster und Türen überwacht und deren Öffnen und Schließen wird auf dem Bussystem protokolliert.
Noch komfortabler ist eine Überwachung per IP-Kamera, die bei Bewegung Bilder oder Videos mit Ton aufzeichnet. In einer weiteren Ausbaustufe könnte man das Kamerabild auf einem Touchscreen in einer Visualisierung einbinden. Hier sollte für weitere Komfortfunktionen ein Homeserver zur Seite stehen.
Abb. 2.10: IP-Kamera mit Bewegungserkennung
2.6 Steuerung elektrischer Geräte: Herd, Waschmaschine, Geschirrspülgerät
Es sind vor allem Steckdosen im Außenbereich, die bei Abwesenheit der Bewohner...
