HLK und Gebäudetechnik mit KNX

21.01.2021
Article de: René Senn

KNX kann heute weit mehr als nur ein bisschen Licht und Jalousien steuern, es sind auch unzählige Produkte für HLK-Anwendungen verfügbar. Nun muss auch das Wissen der HLK- und E-Branche diesem Trend und den damit verbundenen Möglichkeiten folgen.

So wie die Gebäudehülle fürs Haus etwas Ähnliches ist wie eine dicke Jacke für den Menschen, sind die Busleitungen die Nervensysteme, an denen Augen und Ohren, bzw. Sensoren, sowie Hände und Füsse, bzw. Aktoren angeschlossen sind. Sensoren und Aktoren sind für das gute Raumklima zuständig, und dies idealerweise in Abhängigkeit der inneren und äusseren Umwelteinflüsse wie der Jahreszeiten, Temperaturdifferenzen, der Sonneneinstrahlung, des Windes, Regens, Frosts und Schnees. Die Sensoren nehmen diese witterungsbedingten Einflüsse wahr und ermöglichen es dem Gebäude – dank ihrer Verbindung über die Busleitung zu Aktoren und anderen Sensoren und durch Kombinationen und Kalkulation – darauf zu reagieren.

Nicht nur der Wunsch des Menschen nach Komfort und Optimierung, sondern auch die umweltpolitische Forderung nach sparsamem Energieverbrauch beim Heizen oder Kühlen fordern zwingend die Vernetzung der Gebäudeautomation zu einem Gesamtsystem. Bussysteme, insbesondere KNX, sind deshalb aus modernen Gebäuden nicht mehr wegzudenken. Gut orchestriert, steigern sie die Energieeffizienz, schonen dabei die Ressourcen und helfen, Fehler im System zu finden und das Gebäude bedarfsgerecht, am Nutzerkomfort orientiert und wirtschaftlich zu betreiben.

Nicht mehr nur für den Strom
Lange Zeit war KNX «nur» der Bus der Elektroinstallateure für die Ansteuerung von Licht, Jalousien, Bewegungsmeldern sowie im Wohnbau oft auch noch für die Heizventile oder Multimediaanlagen. Noch immer verstehen viele Leute KNX so. Zu Unrecht, denn schauen wir auf das aktuelle Produktportfolio, stellen wir fest, dass der Standard KNX seit der Entwicklung von EIB vor exakt 30 Jahren vieles dazugelernt hat, insbesondere im Bereich HLK.

Basierend auf diesen Fakten und Möglichkeiten helfen Lösungen mit KNX, die Energieeffizienzziele gemäss der europäischen Norm EN 15232 bzw. in der Schweiz der SIA386.110 zu erreichen. Etabliert hat sich hier der Begriff «technischen Gebäude-Ausrüstung, TGA». In diesem Rahmen kann KNX sein volles Potenzial ausschöpfen, sei es für die Gebäudebeleuchtung, auch in Verbindung mit DALI, Beschattungsanlagen (Jalousien), auch in Verbindung mit SMI, aber eben auch zur Ansteuerung und Regelung von Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen (HLK-Anlagen), bei der Unterstützung der Energieversorgung und -verteilung, bzw. im Monitoring und in der Visualisierung all dieser Gebäudedaten.

Die Anforderung bestimmt die Lösung
Bei der Auswahl der richtigen Lösung ist die Anlagengrösse massgebend. Während in einem Einfamilienhaus oder in einem kleineren und mittleren Zweck- oder Gewerbegebäude wie zum Beispiel einem Hotel, Schulhaus, Mehrzweckgebäude oder auch Infrastrukturbau KNX durchaus alle Funktionen von HLKSE abdecken kann, wird KNX in grossen Gebäuden vor allem die Aufgaben der Raumautomation übernehmen, dies oft in Verbindung mit anderen übergeordneten Systemen wie BACNet und untergeordneten Systemen wie DALI oder SMI, Modbus und vielen mehr. Natürlich gibt es heute auch KNX-Komponenten für die Ansteuerung von Primäranlagen, zum Beispiel spezielle KNXController für die Erzeugungs- und Verteilebene der Heizkreise. Diese steuern und verbinden die HLK-Komponenten bei der wasserbasierten Heizung, Lüftung und Klimatisierung. Dank einer offenen BACnet-Schnittstelle, für die es viele KNX-Komponenten gibt, ermöglichen solche Controller eine nahtlose Integration der HLK-Automatisierung in die übergeordnete Gebäudetechnik.

Herstellerunabhängiger Standard
Mit KNX hat der Investor eines Gebäudes zudem den Vorteil, dass er nicht auf einen einzelnen Hersteller setzt, sondern auf einen Standard, der es ermöglicht, Produkte von 500 Herstellern weltweit zu kombinieren. Weniger Abhängigkeit gibt es nicht, das beweisen auch die zahlreichen Anlagen, die seit beinahe 30 Jahren in der Schweiz und auf der ganzen Welt in Betrieb sind. Hier ist die Digitalisierung seit Jahren Standard, und auch Netzwerktechnologien wie IoT gibt es seit geraumer Zeit. Weiterentwicklungen, welche die Zukunft von KNX sichern, laufen international wie immer auf Hochtouren. Verantwortlich dafür ist die KNX Association.

Wo es klemmen könnte
Gebäudeplanern kommt bei der Integration von KNX eine wichtige Rolle zu. Jedoch werden Gebäude auch heute noch meistens von einem Elektro- und einem HLK-Planer betreut. Um für den Kunden ein gesamtheitliches System zu erstellen, müssten beide Planer ihre Infrastruktur gemeinsam mit KNX planen und ausschreiben und in einer Gesamtkoordination wieder zusammenführen. Das Problem liegt hier im Wort «gemeinsam». Denn zum einen unterscheiden sich die Vorgehensweisen der beiden Planer historisch bedingt und zum anderen ist KNX bei den HLK-Planern nicht unbedingt das bekannteste Bussystem. Der Elektroplaner, oder die Verantwortung des Electroengenieering, wie es heute auch oft genannt wird, hat wiederum zu wenig Erfahrung, wenn es um Fragen geht wie: Was ist eine Zonenventil, was ein 6-Wege-Ventil und wann ist es wichtig, CO2 zu messen und wann VOC? Da der typische Elektroplaner diese Fragen meistens nicht sofort beantworten kann, entstehen oft keine Gesamtlösungen, auch wenn es gar nicht so schwierig wäre. Dazu kommt, dass vor allem in grossen Gebäuden auf Seiten der übergeordneten Gebäudeautomation viel mit BACnet gearbeitet wird, so dass KNX die Aufgaben der Raumautomation zukommt. Wofür der Standard natürlich auch perfekt geeignet ist.

Die Ausbildung als schwächstes Glied in der Kette
Die Ausbildung der Elektroplaner und diejenige der HLK-Planer Richtung KNX ist deshalb ein sehr wichtiges Ziel, das erreicht werden muss, wenn integrale Gebäude nach dem Stand der Technik geplant und ausgeführt werden sollen. Nach wie vor kümmern sich aber noch zu wenige Planungsfirmen um den Standard KNX. Dies hat zur Folge, dass das Potenzial von KNX im Bereich HLK als neutrale, herstellerunabhängige Plattform mit einer, sagen wir mal, gigantischen Produktevielfalt nicht ausgeschöpft werden kann.

Ein Schritt in die richtige Richtung ist sicher die neu lancierte Berufsprüfung von EIT.swiss zum/zur Projektleiter/in Gebäudeautomation (BPGA) sowie die neue Grundbildung im Bereich der Gebäudetechnik und Informatik, die 2021 startet. Auch hier hat KNX gute Möglichkeiten, sich als neutrales und herstellerunabhängiges System in der Ausbildung zu etablieren, denn mit KNX lässt sich wie gesagt Gewerke-übergreifend die gesamte HLKSE-Palette in einem System ausbilden und abdecken.

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