Gebäudeautomation mit KNX, BACnet & Co. – offene Bussysteme im Vergleich

Im Smart Building geht es um mehr Benutzerfreundlichkeit, weniger Betriebskosten und erhöhte Energieeffizienz. Und damit die Interaktion zwischen verschiedenen Automationssystemen funktioniert, müssen technische Schnittstellen aufeinander abgestimmt sein. Wir verraten, was es mit den offenen Bussystemen KNX, BACnet, DALI und LonWorks auf sich hat.

Was ist Gebäudeautomation? 

Das Ziel der Gebäudeautomation ist die selbstständige Steuerung von mechanischen und elektrischen Systemen. Dabei sind die eingebetteten Geräte als Sensoren und Aktoren in einem Netzwerk verbunden, um Informationen und Daten auszutauschen. Zu den Kernanwendungen gehört das Regeln der Beleuchtung, Heizung, Klimatisierung und Lüftung. 

Und damit sich alle Geräte „unterhalten“ können, werden standardisierte Automationsprotokolle eingesetzt. Generell wird zwischen proprietären (also herstellereigenen) und offenen Systemen unterschieden. Der Vorteil von Letzteren liegt in der Standardisierung: Sie sind „interoperabel“ und werden von zahlreichen Geräteherstellern unterstützt, weshalb man bei einer kostenintensiven Entscheidung auch nicht in die Abhängigkeitsfalle tappt. Und so kommen für die Gebäudeautomation in erster Linie die offenen Systeme KNX, BACnet, DALI und LON in Frage.

Raumautomation mit KNX steuern

KNX heißt der internationale Standard, der den europäischen und internationalen Normen EN 50090 (ESHG) und ISO/IEC 14543 (HES) entspricht. 

Zum Gesamtsystem gehören Sensoren, Aktoren und eine Busleitung, die alle Geräte miteinander vernetzt. Zur Programmierung wird eine spezielle Software genutzt. Von der Hausautomation über Sicherheitssysteme bis hin zu Audio/Video-Systemen ist eine komplette Vernetzung möglich ¬– und zwar über verschiedenste Hersteller hinweg, wenn die Geräte eine Zertifizierung durch die KNX Association besitzen. Stichwort: ausgezeichnete Interoperabilität. Und handelte es sich früher noch um einen Zweidrahtbus, wurde KNX mittlerweile um die Übertragungsmedien Ethernet/Internet Protokoll (IP), Powerline und Funk ergänzt.

Neben einem höheren Wohnkomfort und mehr Flexibilität soll KNX vor allem für Energieeinsparungen und damit weniger Betriebskosten sorgen. Es handelt sich um eine zukunftssichere Technologie und ein sicheres System, das einfach und zeitsparend zu installieren ist. 

Gebäudeautomation mit BACnet 

BACnet steht für „Building Automation and Control networks“ - ein führendes Netzwerkprotokoll für die professionelle Gebäudeautomation, das für die Kommunikation mehrerer Geräte über verschiedene Systeme hinweg genutzt wird. Wie auch KNX ist es herstellerunabhängig. 

Da BACnet hauptsächlich in der Management- und Automationsebene eingesetzt wird, setzt es auf vorhandene Techniken auf und nutzt in der Regel das Ethernet/Internet Protokoll (IP) als Übertragungsmedium, wodurch es auch problemlos über das Internet kommunizieren kann. So schafft das BACnet-Protokoll dank der einheitlichen Sichtweise aller Beteiligten ¬eine wichtige Voraussetzung für eine transparente und damit kostensparende Planung der Gebäudeautomation. 

Beleuchtung mit DALI steuern 

Neben dem universellen KNX-Standard ist das Schnittstellenprotokoll DALI (Digital Adressable Lighting Interface) eine gute Basis, um speziell das Lichtmanagement in modernen Gebäuden flexibel zu steuern. Mit der aktuellen Version DALI 2.0 ist es möglich, Sensoren in das Netzwerk zu integrieren, um die Beleuchtung abhängig von äußeren Umwelteinflüssen automatisch anzupassen.

Wenn alle Beleuchtungskomponenten über eine DALI Schnittstelle verfügen, lassen sich mit der Grundausführung bis zu 64 verschiedene Adressen, 16 Gruppen und 16 Szenen zentral verwalten. Der Datenaustausch erfolgt über ein Steuerkabel, das üblicherweise galvanisch getrennt in das Stromkabel integriert wird. 
Der Vorteil von DALI liegt auch darin, dass sich das Protokoll einfach mit anderen Systemen kombinieren lässt. Sollen z. B. neben der Lichtsteuerung auch Jalousiesysteme in die Gebäudeautomation integriert werden, ist das möglich: Räumlich aufgeteilt und per übergeordnete Steuerung lassen sich DALI-basierte Anwendungen über ein gemeinsames KNX-Gateway vernetzen.

LonWorks für dezentral verteilte Intelligenz

LonWorks ist ein Netzwerkprotokoll, das für Anwendungen in der Gebäudeautomatisierung mit geringer Bandbreite, die Vernetzung von Geräten über Stromleitungen, Glasfaser und andere Medien nützlich ist. LON bedeutet Local Operating Network. Da alle in einem Netzwerk integrierten Sensoren und Aktoren (auch Knoten genannt) über einen frei programmierbaren Chip verfügen, erlaubt es LON, die Intelligenz in großen Systemen auf dezentrale Komponenten zu verteilen. Kommuniziert wird dabei über das Protokoll LonTalk. Die Übertragung erfolgt über Zweidrahtleitung, Funk, Lichtwellenleiter oder Powerline.

Auch bei LonWorks erlaubt die standardisierte Offenheit, das LonTalk universell implementierbar ist und sich Sensoren, Aktoren und Steuerungen verschiedenster Gerätehersteller integrieren lassen. So ermöglicht das Local Operating Network die Gewerke-übergreifende Vernetzung und Steuerung von z. B. Heizung, Klima, Lüftung, Sonnenschutz, Fluchtwegsystemen, Beleuchtung, Zutrittskontrolle, Brand-/Rauchmeldung und vieles mehr.  

Fazit: Richtig ist, was seinen Zweck erfüllt

Jedes Projekt in der Gebäudeautomation ist unterschiedlich. Daher ist es unmöglich, sich ohne genaue Kenntnisse auf ein Bussystem festzulegen. Hinzu kommt, dass sie auch noch kombinierbar sind. Und nicht nur technische, sondern auch monetäre Faktoren spielen bei der Wahl eine Rolle. In jedem Fall sollten sich Bauherren, Architekten und Planer an einen erfahrenen Systemintegrator wenden, um die optimale Lösung auszuarbeiten. Dann ist das nächste Smart Building bald Realität. Und was den Zutritt ins intelligente Gebäude angeht: #weknowhow.