aiMOOC

Smart Home und Gebäudesystemintegration – Szenen und Zeitprogramme sinnvoll gestalten

QR-Code

Smart Home und Gebäudesystemintegration – Szenen und Zeitprogramme sinnvoll gestalten

Einleitung

Zielgruppe: Auszubildende in der Elektrotechnik, Gebäudeautomation und Gebäudesystemintegration

Kurzbeschreibung: Nutzerbedarf erkennen, sinnvolle Szenen und Zeitprogramme entwickeln und automatische Abläufe nachvollziehbar prüfen.

Lernumfang: 5 kurze Lerneinheiten, ein durchgängiger Ausbildungsfall, interaktive Übungen und eine praktische Lernkontrolle.

Dein Lernziel: Du kannst eine Raumautomation planen, simulieren, bewerten und dokumentieren.

Leitfrage: Wann soll ein Gebäude selbstständig handeln – und wann entscheiden die Menschen?

Sicherheitsregel: Alle Übungen verwenden ausschließlich fiktive Daten und eine lokale Simulation oder ausdrücklich autorisierte Schulungsanlage. Du greifst nicht auf fremde Netzwerke, Produktivanlagen, Zugangsdaten oder Kundendaten zu. Es werden keine echten personenbezogenen Daten erhoben oder ungefragt übertragen.

Ausbildungsfall: Der Lernraum A1

Du arbeitest in einem Ausbildungsbetrieb für Gebäudeautomation. Deine Aufgabe ist die Planung einer nachvollziehbaren Automatik für den fiktiven Schulungsraum A1.

Fiktive Ausgangsdaten:

Merkmal	Planungsvorgabe
Raum	Schulungsraum A1, 60 m²
Nutzungszeit	Montag bis Freitag, 08:00–16:00 Uhr
Beleuchtung	Dimmbare LED-Beleuchtung, angenommene elektrische Gesamtleistung 120 W
Fenster	Westfassade mit Jalousien
Sensorik	Präsenz, Helligkeit, Raumtemperatur, CO₂ und Windalarm
Aktorik	Beleuchtung, Jalousie, Raumtemperaturregelung und simulierte Lüftung
Bedienung	Szenentaster und lokale Statusanzeige
Sonderfälle	Ferien, zusätzliche Schulung, Windalarm, Sensorausfall

Nutzerwünsche: Angenehmes Licht, guter Blendschutz, ausreichende Lüftung, einfache Bedienung und keine unnötige Energieverschwendung.

Gebäudemodell und Anlagenschema

Vereinfachtes Gebäudemodell A1:

Westfassade	Schulungsraum A1	Technikbereich
Fenster und Jalousie	Tische und dimmbare LED-Leuchten	Automationscontroller
Helligkeits- und Windinformation	Präsenz- und CO₂-Sensor	Zeitprogramm und Szenenlogik
Sonnen- und Blendschutz	Szenentaster und Raumtemperatur	Aktoren und Statusrückmeldungen

Funktionsschema der Simulation:

 [Präsenz] [Helligkeit] [CO2] [Zeit] [Taster]
      \        |       |     |      /
        [Automationslogik]
                 |
         [Prioritäten]
                 |
       [Szenen und Programme]
          /      |       \
      [Licht] [Jalousie] [HLK]
          \      |       /
          [Rückmeldung]

HLK bedeutet Heizung, Lüftung und Klimatechnik. Das Schema ist herstellerneutral; KNX ist eine mögliche technische Umsetzung.

Planungsregel: Jeder automatische Befehl benötigt einen nachvollziehbaren Auslöser, eine Freigabebedingung, eine Vorrangregel und einen überprüfbaren Zustand.

Lerneinheit 1: Nutzerbedarf verstehen

Dauer: 8 Minuten

Eine gute Hausautomation beginnt nicht mit der Programmierung, sondern mit den Menschen, die den Raum benutzen.

Nutzerbedarf	Prüfkriterium
Gute Sicht	Ausreichende Beleuchtung ohne störende Blendung
Einfache Bedienung	Szenentaster ist verständlich beschriftet
Komfort	Manuelle Bedienung bleibt möglich
Energieeffizienz	Unbenutzte Beleuchtung wird ausgeschaltet
Raumluftqualität	Erhöhter CO₂-Wert löst eine geeignete Reaktion aus

Basisaufgabe: Formuliere drei Anforderungen nach dem Muster: „Wenn …, dann …, sofern …“.

Feedback: Eine Anforderung ist gut, wenn Auslöser, gewünschtes Verhalten und Einschränkung erkennbar sind. „Das Licht soll intelligent sein“ ist dagegen nicht ausreichend überprüfbar.

Lerneinheit 2: Szenen sinnvoll gestalten

Dauer: 10 Minuten

Eine Szene ruft mehrere festgelegte Gerätezustände gemeinsam auf. Eine Szene ist nicht automatisch ein Zeitprogramm.

Szenenkonzept A1 – fiktive Planungswerte:

Szene	Beleuchtung	Jalousie	Aktivierung
Unterricht	80 %	Blendschutz nach Bedarf	Taster oder freigegebener Start
Präsentation	30 %	Projektionsgerechte Stellung	Taster
Pause	50 %	Vorherige sichere Stellung	Taster
Raumende	Aus, sofern keine Nutzung mehr vorliegt	Sicherheitsgerechte Stellung	Nach Freigabe durch Belegungsprüfung

Die Werte sind Übungsannahmen, keine allgemein vorgeschriebenen Beleuchtungswerte. Für reale Planungen müssen unter anderem Sehaufgabe, Beleuchtungsstärke, Blendung und Sicherheitsanforderungen geprüft werden.

Ein PIR-Bewegungssensor erkennt Änderungen der Wärmestrahlung bei Bewegung. Keine erkannte Bewegung ist jedoch kein sicherer Beweis dafür, dass ein Raum leer ist.

Video: KNX-Szenen in einer virtuellen Anlage

Anwendungsaufgabe: Plane eine Szene „Prüfung“. Wähle geeignete Licht- und Jalousiezustände und begründe, warum eine automatische Abschaltung während einer ruhigen schriftlichen Prüfung problematisch sein kann.

Feedback: Eine gute Lösung berücksichtigt ruhende Personen, manuelle Bedienung und den Vorrang von Sicherheitsfunktionen.

Lerneinheit 3: Zeitprogramme planen

Dauer: 10 Minuten

Ein Zeitprogramm bestimmt, wann eine Funktion ausgelöst oder freigegeben wird. Entscheidend ist der Unterschied zwischen Nutzungszeit und tatsächlicher Nutzung.

Zeitkonzept für A1:

Zeitpunkt	Vorgesehene Funktion
07:45 Uhr	System für die geplante Nutzung vorbereiten
08:00 Uhr	Nutzungsfreigabe beginnt
Während der Schulung	Szenen nach Bedienwunsch; Lichtautomatik berücksichtigt Präsenz und Tageslicht
16:00 Uhr	Reguläres Nutzungsfenster endet
Nach bestätigtem Verlassen	Beleuchtung nach vereinbartem Nachlauf ausschalten
Wochenende oder Ferien	Reguläre Nutzungsfreigabe gesperrt; genehmigte Sondernutzung bleibt möglich

Wichtige Prüfpunkte: Feiertagskalender, Ferien, Sommer- und Winterzeit, Sonderbelegung, manuelle Übersteuerung und Verhalten nach Stromausfall.

Ein Zeitprogramm darf Personen nicht unerwartet im Dunkeln stehen lassen. Der Nachlauf wird deshalb im Ausbildungsmodell nur nach einem plausiblen Nutzungsende aktiviert.

Video: Dimmen und Parametrierung in KNX Virtual

Basisaufgabe: Ergänze einen Ausbildungsabend am Mittwoch bis 19:00 Uhr. Beschreibe, wie das Zeitprogramm angepasst werden muss.

Feedback: Eine begründete Lösung verwendet eine ausdrückliche Sonderfreigabe, dokumentiert deren Gültigkeit und legt eine sichere Rückkehr zum Normalprogramm fest.

Lerneinheit 4: Prioritäten, Energie und Hygiene

Dauer: 12 Minuten

Nicht jeder Steuerbefehl darf jederzeit ausgeführt werden.

Beispielhafte Prioritäten im Lernmodell:

Vorrang	Funktion	Beispiel
Höchster Vorrang	Sicherheitsfunktion	Windschutz der Jalousie
Danach	Zulässige manuelle Bedienung	Präsentationsszene auswählen
Danach	Automatische Komfortfunktion	Sonnenschutz nach Helligkeit
Danach	Reguläres Zeitprogramm	Standardbetrieb nach Kalender

Diese Reihenfolge ist eine didaktische Projektfestlegung. Bei realen Systemen bestimmen die geltenden Sicherheitsanforderungen, die Funktionsplanung sowie Geräte- und Herstellerangaben die tatsächliche Priorisierung.

Merksatz: Eine Jalousieszene darf eine erforderliche Windschutzfunktion nicht übersteuern.

Energie und Lüftung

CO₂ ist ein wichtiger Indikator für die Luftqualität in belegten Räumen. Das Umweltbundesamt nennt 1.000 ppm als Orientierungswert für gute Raumluft in Unterrichtsräumen.

Ein erhöhter CO₂-Wert ist kein direkter Nachweis einer bestimmten Viruskonzentration.

Bei erhöhtem Wert kann eine geeignete Lüftungsmaßnahme erforderlich sein. Eine automatische Lüftungsregelung muss zu Technik, Raumbelegung und Sicherheitskonzept passen.

Video: Raumtemperatur und HLK-Regelung

Anwendungsaufgabe: Erkläre, warum ein Zeitprogramm allein weder energiesparenden Betrieb noch eine ausreichende Luftqualität garantiert.

Feedback: Gute Antworten verbinden Nutzungszeit, tatsächliche Belegung, Tageslicht, Raumluft und den Zustand der technischen Anlage.

Lerneinheit 5: Diagnose und Funktionsprüfung

Dauer: 10 Minuten

Eine Automatik gilt nicht schon deshalb als funktionsfähig, weil ein Befehl gesendet wurde.

Prüfe die Ereigniskette:

Prüfschritt	Frage
Auslöser	Welches Ereignis hat den Ablauf gestartet?
Freigabe	War die Aktion zu diesem Zeitpunkt erlaubt?
Priorität	Hat eine andere Funktion Vorrang?
Sollzustand	Welcher Zustand wurde angefordert?
Istzustand	Was meldet der Aktor tatsächlich?
Ergebnis	Entspricht das Verhalten dem Nutzerbedarf?

Video: Aufbau und Test einer virtuellen KNX-Anlage

Diagnoseaufgabe: In der Simulation wird um 08:00 Uhr die Unterrichtsszene aufgerufen. Die Beleuchtung bleibt aus. Nenne mindestens drei mögliche Ursachen.

Feedback: Prüfe nacheinander Freigabe, Szenenaufruf, Aktorzuordnung, Sperrbedingungen und Rückmeldung. Nicht jede Abweichung ist ein Gerätefehler.

Sicherheitsgrenze: Diagnose ausschließlich über vorbereitete Simulationsprotokolle oder freigegebene Schulungsgeräte. Keine Netzwerkscans, keine fremden Teilnehmer, keine echten Zugangsdaten und keine ungefragten Änderungen an Produktivanlagen.

Interaktive Ausbildungsfälle

Bearbeite drei Entscheidungen mit fiktiven Simulationsdaten. Die dazugehörigen interaktiven Fragen findest Du am Ende des Quiz.

Fall A: Energieverbrauch

Ausgangslage: Die Beleuchtung benötigt im vereinfachten Rechenmodell konstant 120 W.

Ohne Automatik bleibt sie nach dem Verlassen noch zwei Stunden eingeschaltet. Mit Automatik beträgt die Restlaufzeit 15 Minuten.

Deine Aufgabe: Berechne die eingesparte elektrische Energie. Vergleiche dazu beide Laufzeiten.

Hilfe 1: Rechne die Leistung in Kilowatt um.

Hilfe 2: Energie ergibt sich aus Leistung mal Zeit. Für diese Modellrechnung werden Standby-Verbrauch und Dimmverluste nicht berücksichtigt.

Interaktive Entscheidung: Quizfrage 8.

Fall B: Raumluft und Hygiene

Ausgangslage: Im belegten Schulungsraum zeigt der fiktive CO₂-Sensor 1.400 ppm.

Das reguläre Zeitprogramm sieht keine zusätzliche Lüftungsaktion vor.

Deine Aufgabe: Entscheide, wie das System auf den gemeldeten Lüftungsbedarf reagieren soll.

Hilfe 1: Vergleiche den Messwert mit dem UBA-Orientierungswert.

Hilfe 2: Unterscheide zwischen einer festgelegten Uhrzeit und einer bedarfsabhängigen Lüftungsmaßnahme.

Interaktive Entscheidung: Quizfrage 9.

Fall C: Störungsdiagnose

Ausgangslage: Um 15:00 Uhr soll die Präsentationsszene die Jalousie verstellen. Der Simulationsstatus meldet gleichzeitig einen aktiven Windalarm.

Die Jalousie führt den Szenenbefehl nicht aus.

Deine Aufgabe: Entscheide, ob dieses Verhalten ein Fehler sein muss.

Hilfe 1: Prüfe die Prioritätentabelle.

Hilfe 2: Unterscheide zwischen einem unterdrückten Szenenbefehl und einem defekten Aktor.

Interaktive Entscheidung: Quizfrage 10.

Gestufte Hilfen

Nutze die Hilfen erst, wenn Du eine eigene Lösung versucht hast.

Stufe	Leitfrage	Beispiel
Hilfe 1 – Orientierung	Was soll erreicht werden?	Nutzer sollen den Raum komfortabel und sicher verwenden
Hilfe 2 – Struktur	Welche Signale und Bedingungen wirken zusammen?	Uhrzeit, Präsenz, Szenentaster und Windschutz
Hilfe 3 – Lösungskontrolle	Woran erkennst Du einen korrekten Ablauf?	Ereignis, Entscheidung und tatsächliche Rückmeldung stimmen mit der Planung überein

Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste Dein Wissen

1. Was kennzeichnet eine Szene? (Mehrere festgelegte Gerätezustände werden gemeinsam aufgerufen) (!Eine Szene ersetzt alle Schutzfunktionen) (!Eine Szene ist immer an eine feste Uhrzeit gebunden) (!Eine Szene speichert ausschließlich Messwerte)

Feedback: Szenen bündeln definierte Zustände. Auslösung, Zeitsteuerung und Sicherheitsfunktionen werden gesondert geplant.

2. Welche Aufgabe übernimmt ein Zeitprogramm? (Es löst Funktionen zu bestimmten Zeiten aus oder gibt sie frei) (!Es misst die Raumtemperatur ohne Sensor) (!Es ersetzt jeden manuellen Taster) (!Es verhindert grundsätzlich alle Störungen)

Feedback: Zeitprogramme strukturieren Abläufe. Für bedarfsgerechtes Verhalten sind häufig weitere Bedingungen notwendig.

3. Was sollte vor der Parametrierung erfolgen? (Nutzungsabläufe und Bedienwünsche klären) (!Alle Sensoren ohne Funktionsplanung verbinden) (!Sämtliche Automatikfunktionen dauerhaft aktivieren) (!Alle Funktionen ausschließlich nach der Uhrzeit steuern)

Feedback: Der Nutzerbedarf ist der Maßstab für eine sinnvolle Automationsfunktion.

4. Welche Funktion hat im festgelegten Lernmodell bei einem Windalarm Vorrang? (Die Windschutzfunktion) (!Die Präsentationsszene) (!Das gewöhnliche Zeitprogramm) (!Die Komfortfunktion der Beschattung)

Feedback: Die projektierte Sicherheitsfunktion darf nicht durch eine gewöhnliche Szene aufgehoben werden.

5. Wie sollte eine zulässige manuelle Übersteuerung gestaltet werden? (Sie ist erkennbar und besitzt eine vereinbarte Rückkehrregel) (!Sie wird immer nach einer Sekunde aufgehoben) (!Sie deaktiviert grundsätzlich alle Sicherheitsfunktionen) (!Sie wird gegenüber den Nutzern verborgen)

Feedback: Bedienbarkeit benötigt Transparenz und eine nachvollziehbare Rückkehr in den Automatikbetrieb.

6. Welche Aussage über eine CO2 Messung ist zutreffend? (Sie liefert einen Hinweis auf den Lüftungsbedarf) (!Sie bestimmt exakt die Zahl infektiöser Viren) (!Sie ersetzt die vollständige Prüfung der Lüftungsanlage) (!Sie macht jede weitere Raumluftbewertung überflüssig)

Feedback: CO₂ ist ein hilfreicher Raumluftindikator, aber kein vollständiger Nachweis sämtlicher Luftschadstoffe.

7. Welche Dokumentation unterstützt die Funktionsdiagnose am besten? (Auslöser Freigabe Priorität Sollzustand und Istzustand) (!Nur die Uhrzeit des letzten Tastendrucks) (!Nur die Artikelnummer des Controllers) (!Nur die gewünschte Raumtemperatur)

Feedback: Eine nachvollziehbare Ereigniskette erleichtert die systematische Fehlersuche und Abnahme.

8. Wie viel elektrische Energie spart Fall A nach den festgelegten Modellannahmen? (0,21 kWh) (!0,03 kWh) (!0,24 kWh) (!2,1 kWh)

Feedback: Ohne Automatik werden 0,24 kWh benötigt, mit 15 Minuten Restlaufzeit 0,03 kWh. Die Differenz beträgt 0,21 kWh. Das Ergebnis gilt nur für diese Modellannahmen.

9. Welche Reaktion ist im belegten Raum bei 1400 ppm CO2 am sinnvollsten? (Lüftungsbedarf melden und eine geeignete Lüftungsmaßnahme veranlassen) (!Den Messwert als exakten Nachweis einer Virusbelastung verwenden) (!Die Lüftung ungeachtet der Raumluft bis 16 Uhr sperren) (!Den Messwert grundsätzlich ohne Prüfung ignorieren)

Feedback: Die bedarfsorientierte Reaktion verbindet Raumluftqualität mit dem tatsächlichen Zustand des Raums. Die Durchführung muss sicher und technisch geeignet sein.

10. Was sollte bei ausbleibender Jalousiebewegung und aktivem Windalarm zuerst geprüft werden? (Der Vorrang des Windschutzes und die zugehörige Statusrückmeldung) (!Der Windalarm sollte im laufenden Betrieb abgeschaltet werden) (!Eine fremde Gebäudeanlage sollte zur Gegenprobe angesteuert werden) (!Die Störung sollte ohne Prüfung dem Nutzer zugeschrieben werden)

Feedback: Ein unterdrückter Szenenbefehl kann bei aktivem Windschutz korrektes Systemverhalten sein. Die Diagnose erfolgt ausschließlich in der autorisierten Simulation.

Memory

Ordne die zusammengehörenden Begriffe und Funktionen zu.

Szenenaufruf	Gemeinsame Aktivierung definierter Zielzustände
Zeitfenster	Kalendermäßig begrenzte Automatikfreigabe
Präsenzsignal	Hinweis auf erkannte Raumnutzung
Statusrückmeldung	Vom Aktor gemeldeter Istzustand
Windschutz	Sicherheitsfunktion für die Jalousie
CO2-Messung	Indikator für den Lüftungsbedarf

Drag and Drop

Ordne jeder Komponente die passende Funktion zu.

Ordne die richtigen Begriffe zu.	Funktion
Zeitprogramm	Zeitabhängige Funktionsfreigabe
Szenensteuerung	Gemeinsamer Aufruf festgelegter Gerätezustände
Präsenzmelder	Erfassung von Hinweisen auf Raumnutzung
Wetterstation	Bereitstellung von Windinformationen
Aktorstatus	Rückmeldung des tatsächlichen Schaltzustands

Kreuzworträtsel

Löse die Fachbegriffe zur Gebäudeautomation.

SZENE	Wie heißt der gemeinsame Aufruf mehrerer definierter Gerätezustände?
ZEITPLAN	Was legt fest, wann eine automatische Funktion ausgelöst werden soll?
SENSOR	Welches Bauteil erfasst physikalische Größen oder Zustände?
AKTOR	Welches Bauteil setzt Steuerbefehle in technische Aktionen um?
FREIGABE	Welche Bedingung muss vor einem erlaubten Automatikablauf erfüllt sein?
DIAGNOSE	Wie heißt die systematische Untersuchung von Funktionsabweichungen?

LearningApps

Weitere Zuordnungs- und Wiederholungsaufgaben zum Thema:

Lückentext

Eine

fasst mehrere festgelegte Gerätezustände zu einem gemeinsamen Aufruf zusammen.

Ein

legt fest, wann automatische Aktionen stattfinden oder freigegeben werden.

Bei einer nutzerorientierten Planung stehen die

der Menschen im Mittelpunkt.

Ein

erfasst physikalische Größen oder Zustände.

Ein

setzt Steuerbefehle in technische Aktionen um.

Die erkannte

kann zur Freigabe von Komfortfunktionen verwendet werden.

Ein aktiver

kann eine gewöhnliche Jalousieszene übersteuern.

Eine manuelle

muss nachvollziehbar und mit einer Rückkehrregel geplant werden.

Ein erhöhter

kann auf Lüftungsbedarf hinweisen.

Zur Berechnung elektrischer Energie wird die Leistung mit der

multipliziert.

Ein Vergleich zwischen Sollzustand und

gehört zur Funktionsprüfung.

Die systematische Untersuchung einer Funktionsabweichung bezeichnet man als

.

Ein

kann verhindern, dass reguläre Programme während unterrichtsfreier Zeiten aktiviert werden.

Die

hält Auslöser, Bedingungen und Ergebnisse einer Prüfung nachvollziehbar fest.

Offene Aufgaben

Bearbeite die Aufgaben ausschließlich mit dem fiktiven Ausbildungsfall und einer lokalen Simulation. Die Feedbackhinweise dienen der begründeten Selbst- und Partnerkontrolle.

Leicht – Basis

Nutzerbedarf: Erstelle für Raum A1 drei Nutzungsprofile, beispielsweise Unterricht, Präsentation und Pause. Feedback: Prüfe, ob für jedes Profil ein konkreter Bedarf und mindestens ein überprüfbares Kriterium genannt ist.
Szenensteuerung: Zeichne drei Szenentaster mit Beschriftungen und passenden Symbolen. Feedback: Eine andere Person sollte die Funktion ohne zusätzliche Erklärung verstehen können.
Zeitsteuerung: Zeichne einen Wochenkalender mit regulären Nutzungs- und Ruhezeiten. Feedback: Arbeitstage, Wochenende und Sondernutzung müssen eindeutig unterscheidbar sein.
Sensor: Erstelle eine beschriftete Skizze von Sensoren, Automationslogik und Aktoren im Raum A1. Feedback: Zu jedem Eingang muss eine fachlich passende Verarbeitung oder Funktion erkennbar sein.

Standard – Anwendung

Anlagenschema: Entwickle ein vollständigeres Funktionsschema für Licht, Jalousie und Lüftung. Feedback: Signalfluss, Freigaben, Sicherheitsvorrang und Rückmeldung müssen nachvollziehbar sein.
Lichtsteuerung: Vergleiche in einer Tabellenkalkulation zwei Beleuchtungsprogramme mit fiktiven Leistungen und Laufzeiten. Feedback: Kontrolliere Einheiten, Annahmen, Rechenweg und den Vergleichswert.
Raumluftqualität: Erstelle aus fiktiven CO₂-Messwerten ein Diagramm mit einer begründeten Lüftungsentscheidung. Feedback: Messwerte, Orientierungswert und Grenzen der Aussagekraft müssen erkennbar sein.
Fehlersuche: Analysiere ein vorbereitetes Ereignisprotokoll mit einer blockierten Jalousieszene. Feedback: Unterscheide zwischen korrekter Schutzfunktion, fehlender Freigabe und tatsächlichem Defekt.

Schwer – Transfer

Gebäudesystemintegration: Plane die Erweiterung der Raumautomation auf zwei Schulungsräume mit unterschiedlichen Nutzungszeiten. Feedback: Gemeinsame Funktionen dürfen individuelle Nutzungsbedürfnisse nicht unbegründet einschränken.
Gebäudeautomation: Entwickle ein Simulationsmodell für Ferienbetrieb, Abendveranstaltung und Netzausfall. Feedback: Dokumentiere die Übergänge, Prioritäten und definierten sicheren Zustände.
Energiemanagement: Bewerte zwei alternative Automatisierungsstrategien nach Komfort, Energiebedarf, Bedienbarkeit und Wartungsaufwand. Feedback: Jede Bewertung benötigt transparente Kriterien und begründete Zielkonflikte.
Technische Dokumentation: Produziere ein kurzes Erklärvideo oder eine digitale Präsentation zur sicheren Szenen- und Zeitprogrammplanung. Feedback: Zeige an einem fiktiven Beispiel Nutzerbedarf, Funktionsschema, Simulationsnachweis und Grenzen der Automatik.

Praktische Lernkontrolle

Die folgenden fünf Prüfungsaufgaben konzentrieren sich auf Zusammenhänge und Transferleistungen.

Anforderungsanalyse: Zwei Auszubildende wünschen unterschiedliche Lichtverhältnisse bei gleicher Tätigkeit. Entwickle ein Bedienkonzept, das beide Bedürfnisse berücksichtigt, und begründe die Entscheidung.
Szenensteuerung: Ein Zeitprogramm ruft während einer laufenden Präsentation eine Standardszene auf. Entwirf eine Konfliktlösung mit klarer manueller Übersteuerung und Rückkehrregel.
Energieeffizienz: Eine Beleuchtungsautomatik reduziert die Laufzeit, verursacht aber häufig unerwünschtes Ausschalten. Entwickle eine Verbesserung und bewerte sowohl Komfort als auch Energiebedarf.
Raumlufttechnik: Ein Raum wird außerhalb des üblichen Zeitfensters genutzt. Zeige, wie die Luftqualität trotzdem berücksichtigt werden kann, ohne die gesamte Anlage dauerhaft im Komfortbetrieb zu betreiben.
Diagnose: Zwei Aktoren reagieren auf denselben Szenenaufruf unterschiedlich. Entwirf einen sicheren Diagnoseablauf mit Prüfreihenfolge, fiktivem Ereignisprotokoll und Bewertung der Ergebnisse.

Bewertungsmaßstab: Eine gute Lösung benennt den Nutzerbedarf, macht die Entscheidungslogik nachvollziehbar, beachtet Sicherheitsvorgaben, überprüft das Ergebnis und begründet mögliche Zielkonflikte.

Lernnachweis

Für einen erfolgreichen Lernnachweis dokumentierst Du:

Bedarf: Mindestens drei nachvollziehbare Nutzeranforderungen mit überprüfbaren Kriterien.
Gebäudemodell: Ein beschriftetes Raum- und Funktionsschema mit Sensoren, Aktoren und Steuerung.
Szenenkonzept: Mindestens drei nutzerorientierte Szenen mit definierten Zielzuständen.
Zeitprogramm: Ein Wochenprogramm mit Sondernutzung, manueller Übersteuerung und Rückkehrregel.
Sicherheitskonzept: Eine begründete Prioritätentabelle für relevante Betriebs- und Schutzfunktionen.
Simulation: Reproduzierbare Testfälle für Normalbetrieb, Energie, Raumluft und Funktionsabweichungen.
Diagnose: Mindestens ein protokollierter Soll-Ist-Vergleich mit begründetem Ergebnis.
Reflexion: Eine Bewertung der Planung nach Komfort, Energieeffizienz, Bedienbarkeit und Nachvollziehbarkeit.

Abgabe: Ein kompaktes digitales Projektportfolio mit Gebäudemodell, Szenentabelle, Wochenkalender, Simulationsprotokollen und begründetem Fazit.

Datenschutz: Verwende nur fiktive Raum-, Personen- und Ereignisdaten. Reale Kundendaten, Zugangsdaten und Produktionsprotokolle gehören nicht in den Lernnachweis.

OERs zum Thema

Wikipedia: Gebäudeautomation

Weiterführende Lernressourcen:

KNX Association – KNX Virtual: Offizielle virtuelle Trainingsumgebung für Szenen, Schalten, Dimmen, Jalousien und HLK.
KNX Association – Szenen-Steuermodul: Fachinformationen zu Szenenobjekten und Rückmeldungen.
DIN EN ISO 52120-1:2025-02: Fachnorm zum Beitrag der Gebäudeautomation zur Energieeffizienz. Der Normvolltext ist nicht frei verfügbar.
Umweltbundesamt – Richtig lüften in Schulen: Empfehlungen zur Lüftung und Einordnung von CO₂-Werten.
BSI – Smart Home sicher einrichten: Sicherheitshinweise zu Updates, lokaler Nutzung und Netzwerksegmentierung.

Medienrechte und Nachweise:

Die folgenden Wikimedia-Commons-Dateien wurden anhand ihrer Dateibeschreibungen und Lizenzangaben ausgewählt. Die jeweiligen Nutzungsbedingungen und erforderlichen Namensnennungen sind bei einer Weiterverwendung einzuhalten.

Eingebundenes Bild	Urheber und Lizenz
Smart Home Model	Adrian Alexandru Stanciu – CC BY-SA 4.0
KNX-EIB-Schema	Juergen151 – CC BY-SA 4.0
Intelligent Building	PanzerMaus – Public Domain
PIR-Sensor	Sjilla – CC BY-SA 4.0
Zeitschaltuhr	KVDP – Public Domain
Jalousie und Verschattung	Angelo DeSantis – CC BY 2.0
CO₂-Monitor	Morn – CC BY-SA 4.0
Thermostat-Regelungsverhalten	SchmiAlf – CC0 1.0

Lizenzinformationen:

CC BY-SA 4.0 · CC BY 2.0 · CC0 1.0

YouTube-Videos: Die vier eingebundenen Schulungsvideos stammen vom offiziellen Kanal der KNX Association. Sie dienen der fachlichen Veranschaulichung. Sie sind nicht als frei lizenzierte OER ausgewiesen; eine Einbettung oder Verlinkung bedeutet keine Freigabe zur eigenständigen Weiterverbreitung oder Bearbeitung. Für die Videos gelten die jeweiligen Plattform- und Rechtebedingungen.

Fachlicher Hinweis: Die Zahlen, Prioritätsregeln und Raumdaten des Ausbildungsfalls sind didaktische Modellannahmen. Sie ersetzen keine anlagenspezifische Planung, keine Sicherheitsprüfung und keine verbindliche technische Norm.