Die Elektroinstallation von Bestandsimmobilien ist oft aus der Zeit gekommen oder passt nicht mehr zur aktuellen Nutzung. Mit einem KNX-Funksystem können sie ohne großen Aufwand zukunftsfit gemacht werden. Auch ein bestehendes kabelgebundenes KNX-System lässt sich so komfortabel erweitern.
Der Komfortanspruch der Nutzer an eine Immobilie steigt unablässig. Die erweiterten technischen Möglichkeiten ziehen auch die Wünsche nach besserer und komfortablerer Haustechnik nach sich. Doch was kann man tun, wenn zwar kabelgebundene KNX-Systeme in Wohn- oder Gewerbegebäuden vorhanden sind, diese aber nicht mehr der aktuellen Nutzung der Räume entsprechen oder um zusätzliche Komponenten aufgerüstet werden sollen? In diesem Fall liegt die Entscheidung für eine Erweiterung des Netzes per Funk nahe, denn man kann ein KNX-basiertes Smart Home-System in Bestandsimmobilien einfach nachrüsten. Schließlich ist ein Großteil des deutschen Gebäudebestands nicht mit umfangreicher Verkabelung für Smart Home-Systeme oder BUS-Installationen ausgerüstet.
Auch der Wunsch nach höherem Wohnkomfort und der Wertsteigerung der Immobilie kann ein Grund sein, ein Wohngebäude nachträglich mit einem Funk-KNX-System auszustatten. Was heute „nice to have“ ist, kann in späteren Jahren die Basis dafür sein, auch im Alter noch in den eigenen vier Wänden wohnen zu können.
Flexibel durch Kompatibilität
Die KNX-Funktechnologie hat gegenüber den geschlossenen Systemen verschiedener Hersteller einen weiteren Vorteil: Die proprietären Smart Home Funk-Lösungen lassen sich meist nicht mit Systemen anderer Hersteller kombinieren. Wenn der Hersteller eines Tages nicht mehr existiert, bleibt der Kunde auf seinem veralteten, nicht erweiterbaren Smart Home System sitzen. Mit einem KNX-basierten Funksystem ist dieser Fall ausgeschlossen, da die Bauteile unabhängig vom Hersteller miteinander kompatibel sind.
Optimale Lösung: Funk-Aktoren
Die optimale Lösung zur Nachrüstung eines Smart Home-Systems oder zur Erweiterung eines bestehenden KNX-Systems bieten KNX-Funk (RF) Aktoren. Bei KNX-RF Aktoren ist durch die Kommunikation per Funk am Installationsort keine Busleitung erforderlich. So lassen sich in Bestandsbauten flexibel erweiterbare Systeme mit zukunftssicherer KNX-Technologie ohne großen Baustellenaufwand nachrüsten. Dabei verbindet der Medienkoppler kabelgebundene mit Funk (RF) Komponenten. Die aktuelle Firmware des Medienkopplers unterstützt die Segmentierung von Linien in der ETS 6 und ermöglicht so die einfache Nachrüstung bestehender Systeme mit RF-Komponenten. Theben UP RF-Aktoren sind unsichtbar in Unterputz-Dosen installierbar und lassen sich mit jedem bekannten Schaltersystem kombinieren. Mittels KNX Secure bieten alle Theben KNX Unterputz Funk Aktoren zudem eine verschlüsselte, manipulationssichere Kommunikation.
Überschaubarere Montageaufwand
Die Installation eines Funk-RF-Systems ist vom Montageaufwand her überschaubar. Umfangreiche bauliche Maßnahmen sind im Normalfall nicht vonnöten. Man kann jedoch sehr verschiedene Situationen und bauliche Gegebenheiten in den Bestandsbauten vorfinden, die einen Einfluss auf die Gestaltung und die Möglichkeiten des Funk-Systems haben. Ein erster Blick gilt der Einbautiefe der Steckdosen. Die Funkaktoren werden in den Steckdosen installiert, doch dort ist nicht immer genug Platz. Die normale Einbautiefe von Steckdosen beträgt 46 mm, ein Aktor benötigt jedoch 66mm. Daher müssen gegebenenfalls die UP-Dosen vor Installation der Aktoren ausgetauscht werden. Einfach ist der Austausch bei Hohlwanddosen, die im Standard 49 mm tief sind. Hier gibt es eine Variante mit 62 mm. Der Austausch ist aufgrund der Trockenbauweise der Wände schnell, sauber und unproblematisch machbar. Möglich wäre es auch, Elektronikdosen einbauen, deren kleiner Installationskasten unterhalb der Dose Platz für die Bauteile bietet. An Platzgründen scheitert der ein Einbau nicht, nur der Aufwand, wenn neue Dosen installiert werden müssen, ist höher. Hilfreich wäre es, wenn künftig mit Blick auf die mögliche Nachrüstung standardmäßig tiefe Dosen im Neubau installiert werden würden.
Signal muss ungehindert passieren können
Eine der häufigsten Fragen zu RF-Systemen ist die nach der Reichweite der Komponenten. Die normale Standardangabe gibt 30 Meter an, doch die tatsächliche Reichweite hängt von vielen individuellen Faktoren im Gebäude ab. Unter guten Bedingungen hingegen kann die Reichweite innerhalb von Gebäuden bis zu 30 m betragen, in ungünstigen Fällen jedoch auch nur wenige Meter. Im freien Feld sind Reichweiten bis zu 100 m möglich. Bei der Planung sollte daher die Funk-Reichweite konservativ betrachtet werden, um die Funktionssicherheit zu gewährleisten. Eine Vielzahl an Faktoren beeinflusst die Reichweite des Signals. Zunächst seien die Taster erwähnt: Massive Rahmen und Wippen schwächen das Signal gleich an seinem Ausgangsort. Durch Edelstahltaster zum Beispiel kann das Funksignal gebremst werden. Glas ist nicht so kritisch zu sehen, weil meist nur die Rahmen aus Glas sind und die Taster in Kunststoff gefertigt werden.
Erheblichen Einfluss auf die Reichweite haben Decken, Wände und Mobiliar. So ist e entscheidend, wie viele dieser Hürden sich zwischen den Geräten befinden, die sich unterhalten sollen. Bei der Funkübertragung entstehen dabei folgende negative Effekte:
- Dämpfung/Absorption: Signal wird verschluckt
- Reflexion: Signal wird zurückgeworfen
- Brechung: Signal wird in eine andere Richtung umgelenkt
- Streuung: Signalvervielfältigung
Während Materialien wie Holz, Gips und Glas das Signal nur wenig dämpfen, sind massive Mauern ein größeres Hindernis für die Funkwellen. Auch große Wasserbassins wie Aquarien schlucken und reflektieren einen Teil der Funkwellen.
Schwierig wird es bei massiven Wänden aus Stahlbeton, mit Metall beschichteten Gläsern oder Trockenbauwänden mit Metallgittern. Aufzugsschächte oder Brandschutztüren sind hingegen nahezu ein Garant dafür, dass kein Signal mehr passieren kann. Die Dämpfung ist darüber hinaus maßgeblich beeinflusst von der Materialdicke.
Signal mit Repeatern verstärken
Sind zwei Geräte viel zu weit voneinander entfernt positioniert, um direkte Kommunikation zu führen, gibt es einen Ausweg: Gegebenenfalls kann man jedes Gerät auch als Repeater verwenden. Diese Repeater-Funktion kann in der ETS in den Eigenschaften des Gerätes unter Einstellungen aktiviert werden. Das Einrichten der Repeater erfordert manchmal ein wenig Ausprobieren, doch die Erfahrung hilft bei der richtigen Einschätzung, da die Erreichbarkeit untereinander von so vielen Faktoren im Gebäude abhängt. So spielen die Lage zueinander und der Winkel, in dem die Funksignale durch die Wand gehen, eine wichtige Rolle: rechtwinkliger Durchgang bedeutet den kürzesten Weg und somit auch den geringsten Signalverlust. Flache diagonale Winkel verlängern den Weg durch das Hindernis und schlucken auf diesem längeren Weg einen Teil des Signals. In den meisten Fällen hilft hier nur eines: die Gegebenheiten vor Ort ansehen und einzeln austesten, für welche Verbindungen Repeater notwendig sind. Auf keinen Fall jedoch sollte man alle Aktoren zu Repeatern machen, um ein besonders starkes Netzwerk zu bauen. Mit diesem Vorgehen erreicht man genau das Gegenteil, da sich zu viel Funkverkehr untereinander stört.
RF-System nicht zu groß planen
Bei der Planung eines RF-Systems sind der Funktionalität des Netzes gewisse Grenzen gesetzt. Die ETS gibt zwar kein spezielles Limit vor, aber Funk ist typischerweise zur Nachrüstung konzipiert. Im EFH-Bereich kommt in diesem Fall das RF-basierte System LuxorLiving zum Einsatz, zum Beispiel, um im Wohn-Ess-Bereich die Rollläden anzusteuern. In Gewerbeimmobilien kann ein Einsatzfall beispielsweise eine Nutzungsänderung in einem Büro sein. Wird ein Einzelbüro zum Besprechungsraum, braucht der Raum eine Aufrüstung der technischen Ausstattung: plötzlich braucht man dimmbare Wandlampen, andere Lichtszenarien, elektrische Antriebe oder Raumklimatisierung. All das ist mit einem RF-basierten KNX-System schnell realisierbar. An seine Grenzen kommen RF-System jedoch, wenn es um die Nachrüstung großer Gebäude komplett auf Funkbasis geht, wie zum Beispiel bei der Nachrüstung einer geräumigen Villa, in der 160 Funkaktoren verbaut werden sollten. Systeme dieser Größenordnung funktionieren nicht, da auf diese Masse von Aktoren die Systeme nicht ausgelegt sind. Ein funkbasiertes System bleibt also immer eine Ergänzung.
Vermeidung von Telegrammkollisionen
Könnte es nun rein theoretisch sein, dass zwei Funktelegramm zur exakt selben Zeit gesendet werden und sich gegenseitig stören? Nein, denn selbst für diesen unwahrscheinlichen Fall der Kollision ist vorgesorgt: Die Bauteile agieren nach dem LBT-Modus (listen before talk). Bevor sie auslösen, „lauschen“ sie in den Raum, ob gerade Funkverkehr unterwegs ist und, wenn der Kanal belegt ist, verzögern das Signal entsprechend. Da es sich um Millisekunden handelt, bekommt der Nutzer davon nichts mit.
Werden mehrere Aktoren gleichzeitig angesteuert, zum Beispiel wenn alle Jalousien gleichzeitig runtergehen sollen, wird dies über die Gruppenkommunikation ausgelöst. Dahinter verbirgt sich eine Adresse, die festlegt, welche Geräte sich untereinander unterhalten sollen. Geht ein Signal an diese Adresse, gibt sie es an alle gelisteten Adressaten weiter und die Aktoren lösen aus. Diese Konfiguration werden in der ETS programmiert.
Medienkoppler als Brücke
Um an ein bestehendes kabelgebundenes Netzwerk per Funk anzudocken, kommt ein Medienkoppler zum Einsatz, der sowohl mit dem Draht als auch per Funk kommunizieren kann und entsprechende Telegramme von einen ins andere System weiterleitet. Die Wahl der Platzierung des Medienkopplers ist entscheidend für die Funktionsfähigkeit des Systems und die Erreichbarkeit der Aktoren. Es ist deshalb zwingend nötig, die räumliche Anordnung der Geräte zu kennen und die Funktion „Retransmitter“ gezielt einzusetzen. Auch der Medienkoppler kann als Retransmitter parametriert werden. Dies kann sinnvoll sein, wenn der Medienkoppler zentral platziert ist und RF-Geräte Telegramme von anderen Geräten, die auf der gegenüberliegenden Seite des Medienkopplers platziert sind, empfangen müssen.
Fact-Box:
Folgende Punkte müssen bei der Planung von KNX RF-Anlagen bezüglich der
Montageorte beachtet werden:
- Bei ortsfesten Installationen alle RF-Geräte gleich ausrichten, identische Polarisation der Antenne
- Bauliche Gegebenheiten bezüglich Abschattung, Reflexionen, Dämpfung,
- Absorption, Brechung und Streuung beachten
- Möglichst weite Abstände zu größeren Metallflächen halten z. B. Türen,
- Zargen, Verteilerschränke, Aluminium-Rollläden …
- Wände und Decken auf möglichst kurzem Weg durchdringen (Luftlinie)
- Möglichst große Abstände zu folgenden Geräten halten: Elektronische
- Trafos, EVG’s, Mikrowellen, Motoren, schnurlose Telefone, WLAN-Geräte…
- RF-Geräte möglichst nicht in Bodennähe installieren
- RF-Geräte nicht in metallische Gehäuse z. B. Schaltschränke einbauen
