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Tests und Empfehlungen

Echt smart: das Bus-System KNX

Wer Lust auf smarte Technik hat und sich Tag für Tag vom eigenen Haus verwöhnen lassen möchte, schafft mit dem KNX-Bus-System beste Voraussetzungen. Es steuert und koordiniert alle smarten Funktionen des Hauses, von der Sicherheit über den Energieverbrauch bis hin zu Wohlfühl-Anwendungen.

Inhalt

KNX: Smart Home-Management in neuer Dimension

Nach langjähriger Erprobung in öffentlichen Nutzgebäuden werden KNX-Bus-Systeme immer häufiger auch in privaten Eigenheimen genutzt. Mehr und mehr Architekten, Elektroinstallateure, sowie spezielle KNX-System-Eigenheimberater empfehlen diesen Standard beim smarten Hausbau. Durch den Einzug von KNX in Privathaushalte werden zudem immer mehr Produkte und Dienstleistungsszenarien mit KNX-Zertifizierungen fürs Smart Home entwickelt. Die stetig größer werdende Auswahl und der zunehmende Wettbewerb wirken sich entsprechend positiv auf Qualität und Preis aus.

So gibt es mittlerweile von diversen Herstellern eine Vielzahl KNX-kompatibler Sensoren mit unterschiedlichen Wahrnehmungsaufgaben, die auf Umgebungsveränderungen und Gefahrensituationen, wie z. B. eine ungewöhnliche Gaskonzentration, reagieren. Das Angebot umfasst unter anderem Tastsensoren, Melder, Temperatursensoren, Tasterschnittstellen, physikalische und chemische Messtechnik und Helligkeitssensoren (letztere z. B. von ABB, Busch-Jaeger, ELKA, Berger, GVS, Hager, Siemens, Jung, Theben).

Ein einziges Bus-System für alle vernetzten Geräte und Funktionen spart Zeit und Geld bei Planung und Installation: Alle KNX-Geräte sind über ihr gemeinsames Bus-Steuerungsnetz miteinander verbunden, tauschen so ihre Daten aus und bekommen ihre Funktionen über passende Programmierung zugewiesen.

Kind auf einer Schaukel im Wohnzimmer
Wenn es einmal allzu hoch her geht, lässt sich via KNX-Bus und seiner Überwachungssysteme schnell eingreifen. Bild: Busch-Jaeger

KNX ist ein offener Standard für Haus- und Gebäudesystemtechnik, der mit allen Komponenten kompatibel ist und dadurch keine teuren Insellösungen produziert. Eine solche Open Source-Lösung ist flexibel, jederzeit erweiterbar, und lässt sich ohne größeren Installationsaufwand und Bauschmutz an veränderte Bedürfnisse anpassen. Etwa, wenn die Kinder größer werden und keine Kontrolle in Bezug auf Medienkonsum mehr notwendig ist.

Der KNX-Bus ist eine Investition mit Perspektive. Intelligent abgestimmt und effizient gesteuert lässt sich ordentlich Energie sparen. Einer Studie der Hochschule Bremen zufolge mehr als die Hälfte, beim KNX-Ausstatter Busch-Jaeger geht man von 30 Prozent aus. Der Staat fördert Smart Homes (Infos unter www.kfw.de) und der Wert der Immobilie wird durch die Zunahme von Sicherheit und Smartness gesteigert. Von effizienter Steuerung, über Sorglos-Wenn-Dann-Szenarien der Geräte untereinander und mit der Außenwelt, bis hin zu selbstlernenden Algorithmen und Neuronalen Netzwerken liefert der KNX-Bus durch seine dezentrale Grundstruktur alle Möglichkeiten gleich mit. Und das bei größtmöglicher Technik-Sicherheit für ein Haus, das nicht durch einen einzelnen Defekt gleich komplett lahmgelegt ist.

Loft-Darstellung im Vordergrund eine Cloud mit Smart Home-Markennamen verkettet mit dem KNX- und Enocean-Logo. Per Smartphone besteuertes iHaus
Der KNX-Bus ist offen für Smart Home-Produkte und -Dienste der weiten Welt des Internets der Dinge, wie beispielsweise hier im iHaus. Bild: iHaus

Sogar das rasant wachsende Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) lässt sich mit seinen Produkten und Cloud Services unterschiedlicher Hersteller in KNX-Systeme integrieren: egal ob intelligente Beleuchtung, Heizung, Alarmsysteme, Kameras, Heimkino, Musik oder vielerlei andere Effekte.

Ein Ende der Möglichkeiten ist nicht in Sicht: Funktionen werden immer neu verknüpft, aktuelle Szenarien, Apps, steuernde und verbindende Kontrollgeräte kommen hinzu – kein Problem für das progressive KNX, dessen Wurzeln bis in die 90er Jahre des letzten Jahrhunderts zurückreichen und das mit seiner lizenzrechtlich geschützten Software ETS die Zukunft im Blick hat.

Die Zahl an KNX-zertifizierten Geräten der Hausautomation (von der Waschmaschine bis zum Kaffeeautomaten), der Unterhaltungselektronik und der Wellness nimmt stetig zu. Die KNX-Hausautomation passt sich dem modernen, smarten Leben an: Im Smart Home der Gegenwart und Zukunft begleitet Musik Menschen durch die Räume, blinken Infomeldungen auf, sprechen Spiegel oder andernorts platzierte Spezial-Lautsprecher die Bewohner mit Erinnerungs- und Warnnachrichten an.

Smart und unmittelbar reagieren LED-Lichtstreifen beim verlassen des Bettes, passt sich die Beleuchtung der Stimmung an, wird die Heizung intelligent geregelt und fernabgelesen. Selbstständig senken sich Schwellen, Tische, Stühle, Duscheinstiege und Toiletten auch für ganz kleine Nutzer passend ab, wird die Bestückung des Kühlschranks von der Technik übernommen und der notwendige Nachschub an Lebensmitteln bestellt. Das smarte Zuhause meldet jegliche Besucher und behält betreuungsbedürftige Bewohner durch Überwachungssysteme im Auge. Es leitet bedenkliche Ereignisse an Smartphone, Tablet oder gegebenenfalls eingreifende Instanzen wie die Polizei weiter – was besonders sinnvoll ist, wenn es sich bei den Überraschungsgästen um Einbrecher handelt.

KNX – ein Standard mit Mehrwert

Tatsächlich bringt ein KNX-Bus-System eine ganze Reihe von Vorteilen mit sich – von der Standardsicherheit über Ausbaufähigkeit und Flexibilität bis hin zur Verbrauchsoptimierung. Bei KNX kann der Smart Home-Nutzer klein anfangen und das Bus-System mit seiner Umgebung immer weiter ausbauen, wenn Bedarf und Budget vorhanden sind.

Kindersicher und kinderleicht lassen sich Annehmlichkeiten nutzen, Energie sparen und das Zuhause schützen. Dabei sollen bis zu 50.000 Handgriffe jährlich im jeweils eigenen Heim eingespart werden: Intuitiv, oft mit Gesten, Stimme, einem kleinen Touch oder sogar vollautomatisch.

KNX steht für höchste Interoperabilität und Vernetzbarkeit

Standardisierungen sind das A und O für ein globales, reibungsloses Funktionieren der Haus- und Gebäudesystemtechnik. KNX verfügt zudem die hersteller- und produktunabhängige Engineering-Tool-Software (ETS). Diese lizenzrechtlich geschützte Software der Dachorganisation KNX Association soll die Komponenten bzw. über 7.000 zertifizierte Produktgruppen von mehr als 370 Herstellern problemlos zusammenarbeiten lassen. Das macht KNX ausgesprochen zukunftssicher – kein Wunder, dass dieses System anerkannt ist als:

  • Europäischer Standard (CENELEC EN 50090 und CEN EN 13321-1).
  • Internationaler Standard (ISO/IEC 14543---3).
  • Chinesischer Standard (GB/T 20965).
  • US Standard (ANSI/ASHRAE 135).

Nach Angaben der Association wird der KNX-Standard als weltweit einziger Standard für Haus- und Gebäudesystemtechnik von einem kompletten Satz von Übertragungsmedien unterstützt: TP (separates Zweidraht-Buskabel), PL. (Stromleitung, Powerline), RF (Funk), IP/Ethernet/WLAN. So können die KNX-Telegramme (Befehle via adressiertem Datenaustausch) auch eingebettet in IP-Telegramme übertragen werden, das heißt in lokalen IP-Netzwerken (LAN) oder über das Internet, mithilfe von IP-Routern über schnelle Ethernet-Linien, anstelle über das Zweidraht-Buskabel mit einer normalen TP Backbonelinie, oder anstelle von einer Übertragung via USB-Datenschnittstellen. Des Weiteren verfügt der Standard über einen kompletten Satz von Konfigurationsmodi (Systemmodus, Einfacher- und Automatischer Modus).

Flexibelste Programmierungen? Kein Problem!

Zum Beispiel in Bezug auf die Zugehörigkeit der Anschlüsse: Aus dem Schalter, der für die winterliche Gartenbeleuchtung zuständig ist, kann im Sommer der Schalter für die Gartenbewässerung werden. Oder in Hinblick auf die Aktionen, die aus bestimmten Sensordaten-Abfragen oder deren Kombinationen folgen sollen: Bei stickiger Luft im Zimmer kann im Winter bei eisigen Temperaturen ein kürzeres Fenster öffnen folgen, im Sommer ein längeres. Wird die Raumtemperatur zu hoch, sorgt eine intelligente Programmierung und Datenmeldung an die Aktoren plus deren Befehlsdurchschaltung an die „Verbraucher“ (also die Fensterschließer) dafür, dass die Scheiben schneller wieder hochgefahren werden.

Optimale Verbindung einzelner Systeme

Durch entsprechende Programmierung kommunizieren die unterschiedlichen Systeme aufgrund ihres einheitlichen Bus-Kommunikationsnetzes miteinander. Dergestalt können sie sich sogar in gegenseitiger „Absprache“ selbstständig auf verändernde Rahmenbedingungen einstellen. Also muss der Wohnungs- oder Hausbesitzer weder zuhause sein, noch muss er die Situation über sein Smartphone oder Tablet beobachten. Ohne ‚Auftragserteilung’ werden zum Beispiel bei einem plötzlich aufziehenden Gewitter mit Kaltfront und Hagel automatisch die Fenster und Jalousien geschlossen, die Heizung wird angestellt und der Überspannungsschutz für sensible Hightech-Geräte aktiviert. Falls vor dem Fensterschließen mit dem aufkommenden Wind Schmutz hereingeweht wurde, könnte bei entsprechender, weiterleitender Programmierung das System eines Staubsaugerroboters selbigen direkt oder nach Rückfrage zum Saubermachen aktivieren. Bei Rauch wird automatisch Alarm ausgelöst, die Fensterläden heben sich und Fluchtwege werden für Bewohner über Fenster und Türen frei gegeben, bzw. zusätzlich eine Sprachanweisung erteilt.

Vorteile auf einen Blick

  • ein einheitliches System mit einer zentralen Steuerung, beispielsweise über Smartphone oder Touchpanel,
  • inklusive Überwachung des Systems und seiner ebenfalls vorprogrammierten Steuerung (Zeitfenster, Anwesenheitsmelder),
  • etwa für Heiz-, Energiemanagement-, Klimatisierungs- und Lüftungssystem,
  • für individuelle, situationsgerechte und intelligente Beleuchtung bzw. Beschattung, also auch für Jalousieanlagen,
  • für einzelne Sicherheitssysteme, inkl. Rauchmeldern und Anwesenheitssimulationen,
  • für intelligente Türöffnung,
  • für weitergehende Alarm- und Überwachungssysteme, die ebenso wie Waschmaschinen, Heizung und Geschirrspüler auch aus der Ferne reguliert werden können,
  • für die Bedienung weiterer Haushaltsgeräte, sowie von Audio- und Videoanlagen,
  • zudem mit Schnittstellen zur Wartung von Hauselektronikkomponenten,
  • zur Zählerwerteerfassung
  • und zur Gebäude- oder Bewohner-Befindlichkeitsüberwachung,
  • mit direkter Reaktion, beispielsweise der Fensterschließer, auf Regensensoren und von Fensteröffnern auf Erdgassensoren,
  • mit Anbindung an Sicherheits- oder Notfalldienste.

Fazit: Das KNX-Bus-System punktet mit erheblichen Vorteilen im Vergleich zu Individual- und Insellösungen.

Wie funktioniert KNX?

Die Lebensader des smarten KNX-Zuhauses erstreckt sich als verdrillte Zweidraht-Datenleitung KNX Twisted Pair (KNX TP) in einem gemeinsamen Bussystem durch ein von außen weitgehend störungsunanfälliges, separates Kabel. Die Intelligenz des Systems wird über die gemeinsame Busleitung mit gleichem Übertragungsverfahren gleichmäßig über alle mit eigenen Mikroprozessoren ausgestatteten Teilnehmer verteilt, wobei zentrale Steuereinheiten im Zusammenspiel des modernen Smart Homes möglich und sinnvoll sind.

Zusammengeschaltete, parallele Drahtleitungen, mit Haupt-, Bereichs- und abzweigenden Linien, sind die Fahrbahnen im Verkehrsnetz der dezentral aufgebauten Hausautomation, in der beim Ausfall einer Funktion die anderen, „unabhängigen“ Teilnehmer weiter arbeiten. Die TP-Drahtleitungen versorgen alle Busteilnehmer mit Daten (vor allem Adressinformationen) und mit der notwendigen Betriebsspannung.

Die Nennspannung des Bussystems beträgt 24 V. Die Busankoppler werden mit der notwendigen, elektrischen Energie gefüttert, damit die KNX-Geräte kommunizieren können. Als Bussystem wird KNX von den Spannungsversorgungen mit Gleichspannung gespeist. Es ist dabei vom Netz zur Stromversorgung mit Wechselstrom klar und sicher getrennt. Energiesparend und stromtechnisch separiert, wird diesen „Verbrauchern“ auf Befehl an den Aktor, der die Netzspannung an das Gerät durchschaltet, Spannung zugeführt.

Busch SmartTouch-Panel von Busch-Jaeger hängt an einer modernen Betonwand
Das Panel Busch-SmartTouch® passt sich dezent in die Optik des Hauses ein. Dieses schlanke Bedienelement für die KNX-Steuerung hat eine Aufbauhöhe von nur 13 Millimetern. Bild: Busch-Jaeger

Sensoren und Steuerzentralen ersetzen herkömmliche Schalter und versenden Steuerbefehle in Form von Daten-Telegrammen via Aktoren („Antriebselemente“) an die „Verbraucher“, das sind KNX-fähige und -zertifizierte Elektrogeräte und Automationsszenarien. Also beispielsweise gebündelte Befehle an diverse Leuchten, Rollläden, die Musikanlage, die Heizung und die Waschmaschine beim Szenario „Betreten des Hauses“ nach dem Öffnen mit einem intelligenten Türöffner.

Über den Bus werden Aktoren direkt angesteuert, wenn etwa Sensoren bestimmte Helligkeiten, Kohlendioxidkonzentrationen oder Temperaturen registrieren, oder nach zwischengeschalteter IT-Auswertung von Sensordaten auch aufgrund einer Zeitsteuerung von Schaltungen.

Schritt für Schritt zum KNX

Um die attraktiven Vorteile des Smart Home optimal und ohne böse Überraschungen nutzen zu können, muss das richtige Bus-System gefunden werden: eines, das störungsfrei für umfassende Sicherheit und Bequemlichkeit sorgt und doch das Budget nicht sprengt. Einen Übertragungsstandard, der mit smarter Sensorik und Steuerung Energie und Geld spart. Der erweiterbar ist und sich mit Neueinsteigern bestens versteht.

Ein kabelbasiertes, eigenes KNX-Bus-System, das vom Wechselstrom getrennt ist, ist die erste Wahl, wenn man ohnehin neu baut oder kernsaniert. Für dieses elektrische Zweit-Installationssystem kommen entsprechende Kosten auf die Bauherren zu. Aber die Anfangsinvestition lohnt sich, denn so weist das Smart Home seiner Lebensader ein eigenes Domizil zu, in der sie ungestört die Hausautomation, Komfort und Sicherheit am Laufen halten kann.

Um ein KNX-System zu installieren, wird klassischerweise neben der konventionellen 230 V-Leitung eine grün ummantelte KNX-Busleitung verlegt. Das geht auch vorsorglich, wenn ohnehin neu gebaut oder umfassend saniert wird. Die Bewohner vermeiden auf diese Weise das nachträgliche Aufstemmen der Wände und das Neuverputzen. Anders als in Privathaushalten sieht es übrigens in Zweckbauten wie Schulen oder Industriehallen aus: dort sind Kabelkanäle oft so gut zugänglich, dass auch ohne unangenehmes Baustellen-Ambiente nachträglich eine KNX-Bus-Leitung verlegt werden kann.

Das bedeutet im Umkehrschluss für smarte Bauherren und Sanierer von Eigenheimen: Architekten und Elektroinstallateuren sollte von Anfang an mitgeteilt werden, dass eine zukunftsträchtige Hausautomation angestrebt wird. Tolle Küchen, Möbel oder Home Theater können warten, ausreichende Kabelkanäle und eine ausbaufähige Infrastruktur für Elektroinstallationen nicht. Um Unabhängigkeit, Flexibilität und Sicherheit zu schaffen, sollte man neben dem Kanal für Wechselstromkabel unbedingt bereits beim Bau einen zweiten Kanal fürs Smart Home anlegen oder gleich als Bus-System ausbauen. Wer an dieser Stelle Profis an einer gut verpackten Rundum-Lösung arbeiten lässt, spart sich unter Umständen spätere Mühe, Bastelei und Verdruss mit Lösungen, die störanfälliger sind oder aufgrund ihrer Inselkonfiguration nicht kompatibel sind.

Zeigen Architekt oder Elektroinstallateur Unverständnis für den KNX-Wunsch, sollten kompetente und ambitionierte Partner gesucht werden, die zumindest mit geschulten und erfahrenen KNX-Partnern zusammenarbeiten. Elektroinstallateure, Systemintegratoren und Planer, die von der KNX Association anerkannte Kurse absolviert haben, bilden als KNX-Partner ein Netzwerk an KNX-Spezialisten für Planung, Bauphase, Installation und Betrieb. Smart Home-Bauherren finden ortsnahe Experten mithilfe einer Deutschlandkarte zu KNX-Partnern, genauer gesagt auf der Webseite des KNX Deutschland, der beim ZVEI – Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie e.V. – angesiedelt ist.

Technische Fachplaner nehmen dem Bauherren – sofern gewünscht – die konkrete Planung für ein Eigenheim nach Komfort-, Premium- oder sogar High-End-Kriterien ab. Die Honorare der technischen Fachplaner kommen zu den Kosten für die Elektroinstallation (Kabel, Klemmen, Verteiler, Arbeitsstunden des Elektrikers) und die KNX-Geräte (inklusive Programmierung und Montage) hinzu. Die konkreten KNX-Gesamtkosten hängen insgesamt vom Einzelfall, dem gewünschten Ausbau-Umfang und seinen Spezifika ab und lassen sich daher nicht generell beziffern.

Deshalb: Unbedingt vor dem Bau Kostenvoranschläge für alle direkten und indirekten Kosten (z. B. Schönheitsverpackung von Sensoren, wie Bewegungsmeldern), die für den Basis-Bus, aber auch für diverse, smarte Anwendungsmöglichkeiten zu erwarten sind, erstellen lassen. Energieeinsparungskosten, die das busbasierte Smart Home mit sich bringt, sind den jeweiligen KNX-Einrichtungskosten gegenüberzustellen.

Tipp: Ihr persönliches, smartes Haus sollten smarte Bauherren den finanziellen Möglichkeiten entsprechend erst allmählich ausbauen, um die Kosten im Griff zu behalten und Raum für Trends und Innovationen zu lassen. Bei der Berechnung der finanziellen Möglichkeiten dürfen auch die Preise der netten Einrichtungen und Gadgets des Smart Homes selbst nicht vergessen werden – vom Thermostat, für dessen Zählerstand kein Termin mehr vereinbart werden muss, bis hin zum niedlichen Roboterhund, der bellt und blinzelt, wenn die Kinder ihn streicheln.

Gibt es Alternativen zum kabelbasierten KNX?

KNX oder ein Konkurrenzsystem? Das ist für Smart Home-Interessierte die Ausgangsfrage, wenn sie nicht nur einzelne Elektrogeräte miteinander verbinden wollen, wie etwa Kaffeemaschine und Badezimmerfußbodenheizung mit dem Motivations-Licht-Wecker. Sondern wenn sie die gesamte Hauselektrik intelligent vernetzen und beispielsweise mit einem einzigen Smartphone-Befehl ein energiesparendes, Anwesenheit simulierendes Szenario einstellen wollen, das zudem wieder rechtzeitig Behaglichkeit für die Bewohner schafft.

Wer ein älteres Haus hat oder in einer Mietwohnung ohne KNX wohnt, sollte nicht lange überlegen: Wo ganz neu verkabelt werden muss, stehen extrem aufwändige und teure Bauarbeiten an, die das Portemonnaie nicht nur mit den Kosten für zusätzliche Kabel, Abdeckungen für Aktoren und Sensoren sowie Elektronikbauteile belasten. Ohne Einbettung in eine sowieso anstehende, umfassende Sanierung ist dieser Aufwand kaum zu stemmen. Für Verkabelung und größere Verteiler, die Platz für Koppler und Stromversorgung des Busses bieten, wird zudem ausreichend Platz benötigt.

Smart Home Widget-Übersicht auf Tablet
Beispiel einer Visualisierung des Smart Homes auf dem iOS- oder Android-Mobilgerät. Bild: iHaus

Eine Alternative für private Nutzer, für die eine aufwändige und kostspielige, komplette Nachrüstung mit KNX-Bussystemen nicht infrage kommt, sind Smart Home-Systeme mit Funkkomponenten oder verdrahtete Teillösungen, die teilweise auf kleiner und dadurch kostengünstiger gehaltenen KNX-Erstverkabelungen aufsetzen:

  • So lässt sich etwa mit KNX Radio Frequency (KNX RF), also KNX via Funksignal, ein vorhandenes KNX-System ohne neuerliche Baumaßnahmen für die Übernahme weiterer, zeitgemäßer Aufgaben erweitern. Es steht in Konkurrenz zu funkbasierten Smart Home-Paketlösungen, etwa der Telekom.
  • Ohne Aufwand ließ sich bis 2015 auch Powernet-KNX nachträglich einrichten, bei dem die Steuersignale über ein phasengekoppeltes Stromnetz ohne gesonderte Bus-Leitung gesendet werden. In den USA und Asien sind Powerline-Lösungen nach wie vor stark verbreitet.
  • In Europa rückt bei Powerline-Lösungen oft der Standard EHS in den Mittelpunkt, bei dem die einzelnen Funktionen von Hausgeräten über spezifizierte Protokoll-Frames, sogenannte „Objekte“, umgesetzt wird. Dies geschieht weniger über die Sensor-/Aktor-Technik, als auf den spezifizierten Protokoll-Frames aufgesetzt, mit denen die Ansteuerung der einzelnen Funktionen von Hausgeräten realisiert wird.
  • Die jüngste und sehr zukunftsträchtige Entwicklung KNXnet, bei der die Netze KNX und LAN verschmolzen werden, steuert die komplette Gebäudeautomation über das geschlossene, LAN-kabelbasierte Datennetzwerk Ethernet. Vernetzung auf IP-Ebene liegt im Trend, hat starke Konkurrenz und kommt den datenfordernden Komfortsystemen (z. B. Musik und Videos, die im Multiroom-Verfahren mitgehen) entgegen. KNX allein hat eine zu geringe Datenrate für die Signalübertragung von Multiroom-Systemen oder auch Sprechanlagen. Doch das lässt sich durch Verknüpfungen mit der modernen IP-Welt, mit LAN, WLAN und Funk, aufstocken. Tipp: Vor dem Kauf von Lautsprechern, Verstärkern, Receivern und teuren Hausschutz-, Kommunikations- und Kamerasystemen sollte man sich über Nachfragen und Zertifizierungsnachweise immer erst vergewissern, ob sich die einzelnen Komponenten in ein KNX-Smart Home integrieren lassen.
  • KNX vergleichbar ist die Technologie des Loxone-Systems. Sie ist per se günstiger in der Anschaffung, gehört in der Kabel-Variante aber ebenfalls unbedingt in die Hände eines Elektro-Fachmanns, der den Mini-Server im Schaltkasten installiert und alle Sensoren und Regler mit einem eigenen Kabel direkt damit verbindet. Schon beim Bau sind für Loxone viele Leerrohre und eine Sternverkabelung einzuplanen. Für die Nachrüstung kann beim Loxone-System auf eine reine Funklösung oder eine Mischung aus Kabel und Funk zurückgegriffen werden. Interessant für das KNX-Smart Home: Das umfangreiche Loxone-Sortiment, welches auch in Internetkaufhäusern angeboten wird, ist mit KNX und EnOcean kompatibel. Heizkörperthermostate lassen sich mit einem Loxone-Modul drahtlos regeln. Insgesamt ist Loxone pur eher etwas für Technikbegeisterte, die selbst Hand anlegen, programmieren und damit auch sparen wollen.
  • Ein Gateway zwischen der originären KNX-Welt der Gebäudesteuerung und sogenannten Smart Objects wie Sonos (Smart Speaker – Musiklautsprecher, die auch hören können), Netatmo (Wetter-, Wind-, Raumluftqualitätsmesser), Amazons Sprachassistentin Alexa und Philips Hue (smarte Beleuchtung auch während der Abwesenheit der Bewohner), ist beispielsweise auch der IoT-Controller von Hager. Die IP-Anbindung eines solchen IoT-Controllers ist eine Möglichkeit für die komfortable Steuerung und Konfiguration von Szenen und Aktionen des Internets der Dinge im Smart Home über das heimische (W)LAN oder das Internet. Smart Home-Komponenten kommunizieren via IP-Controller mit Cloud-Diensten.

Fazit: KNX sollte klug eingesetzt werden. Auch Smartness verbraucht Energie. Bei der Wahl der Aktoren und Sensoren ist auf den Energieverbrauch zu achten, damit nicht etwa der Eigenverbrauch des KNX-Busses die beabsichtigten Energieeinsparungen durch zentrale Steuerungen zunichte macht. Andere Bussysteme arbeiten durch Spezialisierungen unter Umständen effizienter, doch fehlt ihnen die Universalität, welche für die weltweite Verbreitung, Standardisierung, Anbindung und KNX-Zertifizierung notwendig ist.

Datensicherheit im KNX-Smart Home

Smart Home-Systeme können zusätzliche Sicherheit bringen, müssen jedoch auch selbst sicher sein. Stichworte: Bewusster Umgang mit privaten Daten und Passwörtern, Verschlüsselung, Abwehr von Hacking, regelmäßige Updates, Kameras im Smart Home auch mal bewusst ausschalten und dabei PC und TV-Geräte nicht vergessen.

Die gute Nachricht: IT-Sicherheitsanbieter ESET verlautbarte nach einem Test von Smart Home-Geräten im Februar 2018: „Mit Augenmaß und Vorsicht lässt sich ein Smart Home auch heute schon sicher betreiben.“

Speziell KNX lässt sich zeitgemäß sicher handhaben, denn es bietet umfangreiche Möglichkeiten zur Datensicherheit, die fest in die KNX-Software und KNX-Hardware integriert sind.

Internationalen Standardisierungsgremien zufolge ist KNX der einzige Standard für Smart Home und Smart Building, der die weltweit höchsten Sicherheitsanforderungen in der Cyber Security erfüllt. Mit seiner Sicherheitsarchitektur KNX Secure soll KNX erfolgreich Hacker-Attacken auf die digitale Infrastruktur vernetzter Gebäude abwehren und für maximalen Datenschutz sorgen. KNX IP Secure sichert dabei die IP-Kommunikation zwischen den KNX-Installationen ab. KNX Data Secure soll zudem Nutzdaten, die mit verschiedenen Endgeräten ausgetauscht wurden, gegen unbefugte Zugriffe und Manipulationen schützen.

Früher wurden Daten in der KNX-Bus-Leitung unverschlüsselt übertragen, was etwa bei Leitungen zu Außenschaltern im Freien zum Problem werden konnte. Das ist mittlerweile Geschichte: Heute sollten KNX-Kabel im Außenbereich von den KNX-Partnern auf einer Linie, möglichst hoch und mit einer Firewall gesichert verlegt werden. Auch im Innenbereich ist es wichtig, die Leitungen schwer zugänglich und nicht identifizierbar zu verlegen, um physischem „Anzapfen“ vorzubeugen. Installateure sollen ein gesondertes LAN- oder WLAN-Netzwerk speziell für die KNX-Steuerung einrichten und Filter in KNX-Linienkopplern aktivieren, um die Kommunikation mit KNX-Teilnehmern im Netz zu authentifizieren.

Von der KNX Association gibt es mit KNX Secure ein Konzept für „Sicherheit in Installationen und Systemen in Bestand, Neubau und IoT“, welches zusammen mit KNX IP Secure und KNX Data Secure Bestandteil der jeweils neuesten Versionen der ETS-Software (mit Sicherheitszertifizierung) ist. Beide Technologien nutzen Verschlüsselungstechniken und Mechanismen, wie sie auch bei der Übertragung von Verbrauchsdaten aus smarten Stromzählern an Versorgungsbetriebe zum Einsatz kommen.

Nicht alle Daten und Netzwerkbefehle in Bussystemen sind sicherheitsrelevant und nicht alle Informationen müssen vor unbefugtem Zugriff geschützt werden. Daher sind Mischsysteme möglich, um Ausbauten zu erleichtern.

Zu den Daten, die den KNX-Bus nicht verlassen sollten, gehören:

  • Verbrauchsdaten von Heizung, Klima und Licht, weil sie Rückschlüsse über An- und Abwesenheit zulassen,
  • der kommunikative Verkehr der Alarmtechnik,
  • die physischen Adressen von Alarmanlagen und Bewegungsmeldern,
  • Signalmeldungen von Türschlössern,
  • Codes und Abgleiche von Fingerabdrücken bei Zutrittssystemen,
  • Zugangsdaten zu Steuergeräten.

Der KNX-Standard ist längst Teil des globalen Internets der Dinge. Mit dem KNX IoT city setzt die KNX Association auf neue Wege in der Bedienung und Visualisierung von KNX-Systemen im Internet und von KNX Secure im Internet der Dinge.

Die KNX Association empfiehlt in einem Positionspapier zu Datensicherheit und Datenschutz an ihre Partner, dass sich Elektriker und Installateure möglichst früh mit verfügbaren Sicherheitsvorkehrungen vertraut machen und diese in bestehenden und künftigen KNX-Installationen umsetzen sollten, um langfristig sicher zu gehen. So sollten Leitungsenden des KNX Twisted Pair Kabels nicht sichtbar sein oder aus der Wand herausragen, weder innerhalb noch außerhalb des Gebäudes. Im Außenbereich sollte der Zugang zu Busleitungen physisch erschwert werden.

KNXnet IP-Meldungen sollten dem Papier zufolge nicht ungeschützt übers Internet, sondern über eine VPN-Verbindung, also über ein virtuelles, privates Netzwerk, via Router mit VPN-Funktionalität oder einen Router + VPN Server laufen. Das betrifft vor allem Fernzugriffe. Der Bus könne „selbstverständlich“ jederzeit überwacht, ungewöhnlicher Verkehr aufgezeichnet und Security Angriffe auf die KNX-Anlage dadurch jederzeit erkannt werden.

Zukunft: Smart Home

Elektrotechnik pur war gestern. Wer sein Privatleben in Hinsicht auf die Annehmlichkeiten des weltweiten Netzes genießen will, kommt um eine ausbaufähige Haussystemtechnik mit vernetzungsfähigen Geräten und zugehörigen Dienstleistungen nicht herum.

Intelligente Smart Homes sind auf dem Weg dahin, eine Zukunftsbranche zu werden, welche die Privatsphären ähnlich stark verändern wird wie Smartphones das mobile Leben. Intelligente Vernetzungen der Elektroinstallationen im Zuhause, seiner Geräte und „Gewerke“, also seiner Gebäude-Systeme, sollen nicht nur für Wohlfühlszenarien sorgen, sondern zu Hütern des Hauses werden. Sie unterstützen Eltern dabei, ihre Kinder in einer geschützten, auf die kindliche Neugierde vorsorglich reagierenden Umgebung groß werden zu lassen. Und sie können es älteren und pflegebedürftigen Menschen ermöglichen, länger in den eigenen vier Wänden zu leben.

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