Was gilt es zu berücksichtigen, wenn ein Haus auch zukünftigen Anforderungen noch gerecht werden soll? Soll man sich mit der IT-Vernetzung des Hauses befassen? Was man mit EIB und der Verbindung von Sensoren und Aktoren an Wirtschaftlichkeit, Energieeffizienz, Sicherheit und zusätzlichem Komfort alles erreichen kann, habe ich bei meinem eigenen Haus umfassend in die Praxis umgesetzt.
Aber weder der Besuch von Hausausstellungen noch die Meinung von Bauexperten haben zur Entscheidungsfindung beigetragen. Aktuelle Hausausstellungen behandeln das Thema »Smart Home« überhaupt nicht. Trotzdem habe ich mich beim Bau meines Hauses 2008 für die übergreifende Vernetzung aller Gewerke mittels EIB/KNX-Technik entschieden. Von der Planung, Realisierung und Umsetzung in der Praxis handelt dieses Buch. Es beschreibt positive und negative Erfahrungen, die ich beim Bau meines Hauses als »Smart Home« gemacht habe.
Zur Sprache kommen die Zusammenarbeit mit einem kreativen Architekten und die Arbeit mit den an der Baurealisierung beteiligten Gewerken. Auch der große Anteil an Eigenarbeit bei der Vorbereitung und Realisierung von EIB/KNX-Technik und die Kosten, die entstanden sind, werden im Buch beschrieben.
Meine Erwartungen bezüglich niedriger Energiekosten und eines stets angenehmen Raumklimas wurden erfüllt. Maßgeblich sind hier die Nutzung erdnaher Wärme mittels Wärmepumpe in Verbindung mit der Regelung der Temperatur der Einzelräume, einer Raumbelüftung und der Steuerung der Jalousien über externe Signale und die hauseigene Wetterstation.
Da ein Homeserver im Zusammenspiel mit einem Touchscreen samt Visualisierung die Steuerung übernimmt, kann ich auch per Internet und iPhone auf alle Funktionen des Hauses zugreifen.
Ich wünsche Ihnen viel Erfolg bei der Planung Ihres »Smart Home« und Freude daran, darin zu wohnen!
Frank Völkel
Dieses Buch ersetzt nicht den Profi-Elektriker! Der Umgang mit Strom ist gefährlich, viele Standards und Vorschriften, deren Darstellung den Umfang dieses Buches sprengen würden, müssen eingehalten werden. Eigenleistung ist möglich, aber lassen Sie sich unbedingt von einem Profi über die Schulter schauen!
Frank Völkel ist Geschäftsführer der New Times Corporate Communications GmbH in München und Hamburg. Der Diplomingenieur beschäftigt sich seit dem C64 mit Computertechnik und errichtete die in diesem Buch beschriebene EIB/KNX-Vernetzung selbst. Der »Stern« berichtete in der Ausgabe 42/2009 mit einem zweiseitigen Artikel über »Haus V«. In der Süddeutschen Zeitung erschienen im Jahr 2010 mehrere Artikel über das Haus. Die Bayerische Architektenkammer wertete das Gebäude zu den Architektouren 2010 als »Musterbeispiel geglückter Baukunst«.
Weitere Informationen finden Sie unter www.energiespar24.de.
Mein Dank geht an meinen Vater, Dr. Hans-Georg Völkel, der wesentlich zur Lesbarkeit dieses Buches beigetragen hat. Ich danke auch meiner Frau Annette, die sich an vielen Wochenenden und Urlaubstagen mit dem Thema auseinandergesetzt hat. Mein Cousin Jens-Uwe Zeller hat mit dafür gesorgt, dass dieses Buch stets auf dem aktuellsten Stand bleibt.
1 Einleitung
2 Funktionsbeispiele fürs intelligente Haus
2.1 Zentralfunktionen: Coming Home und Leaving Home
2.2 Beleuchtung und Lichtszenen: Abendessen, Fernsehen, Schlafen
2.3 Automatische Beschattung: abhängig von Sonnenstand und Wetter
2.4 Perfektes Wohnklima: kontrollierte Heizung und Lüftung
2.5 Sicherheit: Fenster, Türen und Umfeld
2.6 Steuerung elektrischer Geräte: Herd, Waschmaschine, Geschirrspülgerät
2.7 Permanente Verbrauchsermittlung: Strom, Wasser und Wärme
2.8 Kommunikation und Unterhaltung: Internet, Telefon, Musik, Video
2.9 Lebensgewohnheiten: Tagesablauf, Urlaub/Anwesenheitssimulation
2.10 Bedienkonzepte: Taster, Fernbedienung, Touchscreen, vollautomatisch
3 Planung und Bedarfsanalyse
3.1 Zehn wichtige Praxistipps für die KNX-Vernetzung
3.1.1 Zentraler Technik-Steigschacht
3.1.2 Nur komplett mit KNX vernetzen
3.1.3 Ausreichend viele Leerrohre
3.1.4 Leerrohre: Gute Qualität, ausreichender Querschnitt
3.1.5 Unterputzdosen genau planen: Weniger ist besser
3.1.6 Gebäude mit viel Glas: Bodentanks einsetzen
3.1.7 Stromkabel: Mindestens 5 × 1,5 mm2 verwenden
3.1.8 Schalter genau planen: Weniger ist mehr
3.1.9 Fenster- und Türkontakte immer mitbestellen
3.1.10 Außenbereich nicht vergessen
3.1.11 Zukunft: Die KNX-Anlage entwickelt sich weiter
3.2 Installationsplan für die Verkabelung
3.3 Kosten für die Grundausstattung des Elektroschaltschranks
3.4 Kosten für die Leerrohre
3.5 Kosten für die Grundausstattung mit Kabeln und Leitungen
3.6 KNX-Materialliste und Kosten
4 Verlegung Leerrohre und Kabeleinzug
4.1 Einlegeplan für Leerrohre
4.2 Sternförmige Verlegung: Radien, Abstände, Beschriftung
4.3 Einzug der Kabel: gleichzeitig mit Gleitfett
5 Hier läuft alles zusammen: Elektroverteilungsschrank
5.1 Verteilerschrank: Wie viele Teilungseinheiten brauche ich?
5.2 Die Installation auf der Hutschiene
6 Der erste Testaufbau: Lichtschaltung
6.1 Komponenten für Versuchsaufbau
6.2 USB-Schnittstelle: Verbindung Notebook mit KNX-Anlage
6.3 Spannungsversorgung
6.4 Busankoppler
6.5 Tastsensor mit Raumtemperaturregler und Display
6.6 Schalt-/Dimmaktor
6.7 Notwendige Werkzeuge
6.8 Schrittweiser Aufbau der kleinen KNX-Anlage
6.9 Umgang mit EIB/KNX-Kabeln
7 ETS-Software – virtuelles Haus am PC
7.1 Installation ETS Software
7.2 USB-Schnittstelle mit EIB/KNX-Bus
7.3 Anlegen eines Projekts
7.4 Anlegen der Struktur: Gebäude, Etagen und Räume
7.5 Herunterladen der Produktdatenbanken (PDB)
7.6 Import der Produktdatenbanken (PDB)
7.7 Einfügen der Komponenten: Aktoren und Sensoren
7.8 Beschreibung und Bezeichnung der Komponenten
7.9 Parametereingabe Komponenten: Schaltaktoren
7.10 Parametereingabe Komponenten: Heizungsaktoren
7.11 Parametereingabe Komponenten: Jalousieaktoren
7.12 Parametereingabe Dimmaktoren (EVG)
7.13 Parametereingabe Universaldimmaktoren
7.14 Parametereingabe bei Binäreingängen
7.15 Parametereingabe Binärausgänge
7.16 Parametereingabe Wetterstation
7.17 Parametereingabe Präsenzmelder
7.18 Parametereingabe Raumtemperaturregler mit Display
7.19 Anlegen der Gruppenadressen – virtuelle Leitungen
7.20 Übersicht der Schaltfunktionen im Haus V
7.21 Verknüpfen der Gruppenadressen – virtuelle Verkabelung
7.22 Vergabe der physikalischen Adressen – eindeutige Zuordnung
7.23 Programmierung der physikalischen Adressen
7.24 Programmierung der Anwendungen
8 Beleuchtung: Schalten, Dimmen, Szenen
8.1 Installation Busankoppler und Schalter (Tastsensoren)
8.2 Einfache Schaltfunktionen
8.3 Ansteuerung der Status-LEDs
8.4 Dimmen von Leuchtstofflampen
8.5 Zwei-Tasten-Dimmen vs. Ein-Tasten-Dimmen
8.6 Zeitsteuerung und Treppenlicht-Funktion
8.7 Beleuchtung in Abhängigkeit von Tageszeit und Außenhelligkeit
8.8 Lichtszenen: Kopplung mehrerer Aktionen
9 Klimatisierung/Heizung und Lüftungsanlage
9.1 Thermoelektrische Stellantriebe im Heizkreisverteiler
9.2 Einstellungen Heizungsaktor: Konstante Klimatisierung
9.3 Raumtemperaturregler: Ist-/Sollwerte und Wertübernahme
9.4 Heizungsregelung bei Tür- oder Fensteröffnung
9.5 Tag-/Nacht-/Urlaubsregelung, Sonderfunktionen
9.6 Kontrollierte Lüftung mit Wärmeenergie-Rückgewinnung
10 Automatische Verschattung: Jalousien und Markisen
10.1 Wetterstation – ohne geht gar nichts
10.2 Einfache Jalousiensteuerung
10.3 Automatischer Blickschutz bei Dämmerung
10.4 Sonnenschutz für Verglasung und Fenster
10.5 Windalarm: Hochfahren der Jalousien
10.6 Schutz der Jalousien bei Eisbildung und niedrigen Temperaturen
10.7 Priorität: Wetteralarm, Handbedienung und Sonnenschutz
11 Sicherheit: Türen und Fenster
11.1 Kontakte in Fenstern und Türen
11.2 Abfrage Tür- und Fensterkontakte
11.3 Ansteuerung Alarm-/Außensirene
12 Noch mehr Komfort: Funktionen
12.1 Multifunktionale Fernbedienung
12.2 Homeserver mit EIB/KNX-Anbindung
12.3 Steuerung und Visualisierung per Touchscreen
12.4 Visualisierung und Steuerung per Smartphone (iPhone)
12.5 Automatische Abdunkelung der Verglasung
12.6 IP-Kamera sorgt für Überblick
Index
Beim Neubau eines Einfamilienhauses oder der Modernisierung eines bestehenden Objekts ist die Ausstattung mit KNX-Bustechnik und IT-Komponenten unverzichtbar. Ohne diese Technik lassen sich wesentliche Komfort- und Sicherheitsfunktionen und vor allem eine hohe Energieeffizienz gar nicht realisieren.
Dieses Buch liefert die notwendigen Kenntnisse und schafft damit die Voraussetzung, ein modernes Haus im Stil eines Smart Homes bauen zu können.
In vielen Veröffentlichungen zum Hausbau wird ein wesentlicher Bereich außer Acht gelassen: die übergreifende Vernetzung sämtlicher Gewerke mittels EIB/KNX-Technik. Umso erstaunlicher erscheint es, dass Themen wie Fernsteuerung oder Automatisierung nicht mit einer Silbe erwähnt werden, obwohl gerade im Hinblick auf zukünftig immer weiter steigende Energiepreise die Energieeffizienz im Vordergrund steht. Es werden alternative Heiztechniken mittels Wärmepumpe beworben, eine Betrachtung im Zusammenhang (Erfassung Türen/Fenster/Anwesenheit) erfolgt jedoch nicht. Die Ausstattung mit IT und moderner Elektrotechnik bleibt in über 95 % der aktuell gebauten Einfamilienhäuser außen vor. Dabei wird oftmals mit Schlagworten wie »hoher Ausstattungsgrad« und »Fußbodenheizung« geworben. Gemeint ist damit nichts anderes als eine gefällige Ausstattung. Viel Geld wird in Produkte wie Badfliesen, Parkettböden und Küchenausstattung investiert, anstatt sich mit aktueller Haustechnik auseinanderzusetzen.
Im Jahr 2012 bietet so gut wie kein Bauunternehmen/Elektroinstallateur intelligente Haustechnik an – nicht einmal optional oder als Demonstration vor Ort. Somit kommen interessierte Bauherren beim Besuch von Musterhäusern kaum mit wirklich aktueller Technik in Berührung, sodass letztendlich auch keine Nachfrage nach Vernetzung entsteht.
Wenn man ein Smart Home mit EIB/KNX-Bussystem als Steuerung bauen will, kommt die Anschaffung über einen Bauträger nicht in Betracht. Vielmehr ist die Zusammenarbeit mit einem kreativen und flexiblen Architekten wichtig, damit man den Anteil an Eigenarbeit für Technik und Verkabelung jederzeit anpassen kann.
Im Ergebnis steht ein Haus mit hohem Bedienkomfort und gutem Handling, wobei die Technik perfekt in die Architektur integriert werden kann. Schließlich steigen die technischen Ansprüche an die Wohnraumausstattung.
Gleichzeitig verschärft der Gesetzgeber die Rahmenbedingungen. Moderne Häuser sollen deutlich weniger Energie für Beheizung und Beleuchtung verbrauchen. Erst durch die Vernetzung sämtlicher Gewerke und die teilweise Automatisierung wird eine intelligente Energienutzung möglich, die individuelle Anforderungen der Bewohner und aktuelle Wetterbedingungen berücksichtigt.
Dabei reicht das Spektrum von der Wärme- und Raumklimaregelung über die bedarfsgerechte Steuerung von Beleuchtungsanlagen im Innen- und Außenbereich bis hin zur Jalousie- und Rollladensteuerung. Die Qualität moderner Architektur muss sich auch daran messen lassen, ob sie die Möglichkeiten vernetzter Haustechnik nutzt. Auch für die Wertbeständigkeit einer Immobilie wird dies ein wesentlicher Faktor sein.
Bustechnik bringt den Vorteil, dass einmal festgelegte Schaltfunktionen sich jederzeit verändern oder anpassen lassen. Ebenso lassen sich neue Funktionen – beispielsweise wenn nachträglich eine Jalousie angebracht wird – quasi mit wenigen Mausklicks integrieren. Der Prozess geht weiter: Nach der erfolgreichen Installation der EIB/KNX-Anlage wird der geneigte Leser Lust auf mehr haben. Jetzt könnte ein sogenannter Homeserver in die EIB-Vernetzung integriert werden. Damit lassen sich dann komplexe Funktionen verwirklichen und wahlweise über einen Touchscreen mit Visualisierung oder per iPhone steuern.