Smart Home –intelligente Haustechnik

Haushaltsgeräte, Sicherheits- und Komforteinrichtungen, Strom- und Wärmeversorgung – all das kann Smart Home (auch Hausautomation genannt) steuern. Vorausgesetzt es kann mit diesen Geräten kommunizieren.

Beim Neubau ist es relativ einfach entsprechende Geräte anzuschaffen, befindet sich doch die gesamte Haustechnik noch in Planung. Wichtig ist, die Einsatzwünsche von Smart Home schon zu Beginn der Hausplanung zu klären.

Smart Home kann auch in einen bestehenden Haushalt eingebaut werden. Als ersten Schritt empfehlen wir ein Planungsgespräch mit einem Smart Home Profi. Welche Funktionen wüschen Sie und was kann umgesetzt werden? Wie hoch sind die Kosten?

Für erste Erfahrungen mit Smart Home ist ein Starterpaket gut geeignet. Es ist kostengünstig aber in den Funktionen eingeschränkt.

Das kann Smart Home

Smart Home erhöht den Wohnkomfort, indem es verschiedene Aufgaben im Haushalt automatisch oder auf Tastendruck erledigen kann. Höhere Sicherheit kann durch Sensoren wie Rauch- oder Wassermelder erreicht werden. Durch entsprechende Programmierung kann das Smart Home System auch sehr gut zum Energiesparen eingesetzt werden.

Wohnkomfort

Heizung, Beleuchtung oder Lüftung werden „smart“ an den persönlichen Bedarf angepasst. Entweder automatisch oder bei Bedarf über ein zentrales Bedienteil oder mit dem Smartphone.

• Heizung und Lüftung können schon auf der Heimfahrt vom Schiurlaub hochgefahren werden.
• Die gewünschte Beleuchtung schaltet sich automatisch ein sobald das Haus betreten wird.
• Ausgewählte Vorhänge/Rollos schließen automatisch bei Dunkelheit.
• Zentrale Bedienung und Kontrolle von Licht oder Raumtemperatur.

Sicherheit

Die Möglichkeiten für höhere Sicherheit reichen von der Zutrittskontrolle bis zum Schutz vor EinbrecherInnen.

• Brandmelder informieren automatisch bei Rauchentwicklung.
• Fingerabdrucksensoren kontrollieren den Zutritt zum Haus.
• Anwesenheitssimulation oder Steuerung der Alarmanlage als Einbruchschutz.
• Videoüberwachung des Hauses im Urlaub möglich.

Energieverbrauch

Heizung, Lüftung und Elektrogeräte können zum optimalen Zeitpunkt betrieben werden. Der tägliche Energieverbrauch wird erfasst und auf Knopfdruck angezeigt.

• Absenken der Raumtemperatur, wenn niemand im Haus ist, z.B. während der Arbeit.
• Geräte wie Waschmaschine oder Geschirrspüler werden bevorzugt mit Strom aus der eigenen PV-Anlage betrieben.
• Über Nacht bzw. bei Abwesenheit kann mit einem Tastendruck das Licht im gesamten Haus ausgeschaltet werden.
• Über das Bedienteil sind das vergessene Licht im Keller, der laufende Fernseher im Kinderzimmer oder das offene Fenster im Bad leichter erkennbar.
• Anzeige des momentanen oder täglichen Stromverbrauchs. Entweder vom gesamten Haus oder von einem bestimmten Gerät.

Ambient Assisted Living (AAL)

Unter Ambient Assisted Living werden altersgerechte Assistenzsysteme verstanden. Smart Home Systeme können helfen, älteren oder körperlich beeinträchtigten Menschen den Alltag zu erleichtern. Aufgaben, die zu beschwerlich werden oder vergessen werden könnten, übernimmt das Smart Home System. Sogar Bewegungsdaten können analysiert und bei Bedarf Alarm gegeben werden. So kann ein Umzug in eine Pflegeeinrichtung vermieden oder verzögert werden. Mehr dazu finden Sie im Internet unter dem Suchbegriff Ambient Assisted Living.

Smart Home Beispiele

Praxisbeispiel 1: Der Sensor in der Garage erkennt, dass Sie gerade heimgekommen sind und teilt das der Steuerzentrale mit. Die Steuerzentrale beleuchtet automatisch Garage, Garderobe und Wohnraum. Sie aktiviert die Lüftungsanlage und schaltet die Stereoanlage ein. Sobald Sie im Wohnraum angekommen sind, können Sie das Licht in Garage und Garderobe mit einem Tastendruck ausschalten.

Praxisbeispiel 2: Ein Sensor im Eingangsbereich ermöglicht, die Haustür per Fingerabdruck zu öffnen. So können die Kinder keinen Schlüssel verlieren oder man muss nicht mit vollen Einkaufstaschen nach dem Schlüssel suchen.

Alexander & Theresia Schulz - stock.adobe.com

So funktioniert Smart Home

Herzstück eines Smart Home Systems ist eine Steuerzentrale. Sie kommuniziert mit allen Komponenten und kann so automatisch oder auf Wunsch Haushaltsgeräte steuern. Die Kommunikation geschieht meist über Funksignale.

Sensoren fungieren als „Ohren“ und „Augen“ der Steuerzentrale. Sie wandeln Helligkeit, Bewegung, Schall und Feuchtigkeit in elektrische Signale um und übermitteln sie an die Steuerzentrale. Zu den Sensoren zählen beispielsweise Wasser-, Bewegungs- und Rauchmelder ebenso wie Fenster- und Türkontakte, die Öffnungs- und Schließvorgänge erkennen.

Auf Befehl der Zentrale steuern Aktoren die Haushaltsgeräte. Sie können automatisch oder auf Wunsch Geräte ein- und ausschalten oder Regelungswerte ändern. Einige Aktoren enthalten auch einen Sensor. Sie können z.B. ein Elektrogerät einschalten und gleichzeitig den Stromverbrauch messen.

Vieles läuft bei Smart Home automatisch ab, jede Funktion kann aber sofort über eine händische Bedienung geändert werden. Zum Beispiel wenn ein Bewohner unerwartet früher nach Hause kommt. Die Bedienung kann mit einem Eingabemodul des Herstellers, mit Smartphone oder Tablet, und über Sprachsteuerung erfolgen.

Der Trend geht zu selbstlernenden Systemen. Durch "Beobachtung" der händischen Bedienung erkennt die Software nach kurzer Zeit die Gewohnheiten der BewohnerInnen und passt die automatischen Abläufe an.

Offene oder geschlossene Systeme

Geschlossene Systeme werden von einem Anbieter entwickelt und angeboten. Sie haben die höchste Datensicherheit. Zudem sind ihre Komponenten perfekt aufeinander abgestimmt, es treten also kaum oder gar keine Verbindungsprobleme auf. Bestimmte Aufgaben können jedoch nicht realisiert werden, wenn es von diesem Anbieter keine technische Lösung dafür gibt.

Offene Systeme arbeiten mit einem für Smart-Home-Lösungen entwickelten Übertragungsstandard. Somit können Produkte von unterschiedlichen Herstellern miteinander kombiniert werden.
Beispiele für Übertragungsstandards sind WLAN, Homematic IP, ZigBee oder Z-Wave. Die Geräte unterstützen auch Sprachassistenten wie Amazon Alexa, Google Assistant oder Siri. Dadurch können sehr viele Geräte in das Smart Home System integriert und gesteuert werden.

Zukunftstrend halb-offene Systeme: Die meisten Hersteller haben ihr Smart Home System für ausgewählte Kooperationspartner geöffnet, um dem Wunsch der NutzerInnen nach mehr Flexibilität entgegen zu kommen. Diese Systeme werden auch hybride Systeme genannt.

Wie smart soll mein Zuhause sein?

Wenn Sie an einer Smart Home Komplettlösung interessiert sind, gibt Ihnen nachfolgende Checkliste einen ersten Überblick über die gängigen Smart Home Funktionen. Sie kann als Grundlage verwendet werden, um zu entscheiden, welche Funktionen Ihnen wichtig sind und welche Sie nicht benötigen.
Als nächsten Schritt empfehlen wir ein Planungsgespräch mit einem Smart Home Profi. Anhand der Liste klären Sie dann gemeinsam was umgesetzt werden kann. und wie hoch die Kosten sind.

Erste Erfahrungen mit Smart Home können Sie mit einem Starterpaket sammeln. Das ist kostengünstig, arbeitet aber nur in einem speziellen Bereich z.B. als Steuerung der Raumtemperatur.

Checkliste

Allgemeine Funktionen

• Steuerung auch über Smartphone, Tablet (Fernsteuerung) oder Sprachsteuerung.
• Ein- und Ausschalten von bestimmten Geräten mit Fernsteuerung, Zentraltaster, Anwesenheitssensoren oder Zeitschaltprogrammen.
• Automatische Einstellungen auf Knopfdruck z.B. im Nachtmodus die Rollläden herunterfahren, Verbraucher ausschalten und die Einbruchsüberwachung aktivieren.
• Energieverbrauchskontrolle, z.B. automatische Aufzeichnung und Auswertung vom Stromverbrauch eines Gerätes und warnen, wenn Grenzwerte überschritten werden.
• Einzelne Räume spannungsfrei schalten zur Vermeidung von Elektrosmog.

Heizung

• Solltemperatur (Zeitprogramme) für jeden Raum einzeln wählbar.
• Raumheizung nur bei Anwesenheit (Anwesenheitserkennung).
• Automatisches Absenken, sobald ein Fenster im Raum geöffnet ist.
• Wetterprognosen berücksichtigen.

Lüftung

• Lüftung über Zeitprogramme steuerbar.
• Lüftung erfolgt nur bei echter Anwesenheit (Anwesenheitserkennung).
• Automatisches Abschalten, sobald Fenster geöffnet sind.
• Regelung der Lüftung über die tatsächliche Luftqualität, z.B. über den CO2-Gehalt der Raumluft.
• Sommerliche Kühlung der Räume mit Außenluft während der Nachtstunden.

Beleuchtung

• Automatische Beleuchtung nach einem festgelegten Ablauf z.B. bei Einfahrt in die Garage.
• Lichtszenen wie "Abendessen" oder "Fernsehen" per Taster (Fernsteuerung) aufrufbar.
• Komplettabschaltung aller Lichtquellen im Haus auf Knopfdruck.
• Licht ein/ausschalten über Bewegungssensoren.
• Lichtsteuerung über Helligkeitssensoren.

Beschattung

• Automatisches Absenken von Rollläden von Balkon/Terrassentür in bestimmten Situationen verhindern (kein Aussperren).
• Automatische Verschattung nur bei Abwesenheit (Anwesenheitserkennung).
• Verschattung in Abhängigkeit von Außentemperatur und Sonneneinstrahlung.
• Automatisches Einfahren von Markisen bei Sturm.

Sicherheit

• Fernsteuerung oder Zeitprogramm für Anwesenheitssimulation bei Abwesenheit z.B. Licht- bzw. Geräuschprogramme zur Abschreckung von Einbrechern.
• Anzeige, ob alle Türen und Fenster verriegelt sind z.B. zentral oder auf dem Mobiltelefon.
• Vernetzte Brandmelder: Im Brandfall alarmieren alle Brandmelder im Haus bzw. wird automatisch eine Meldung ans Mobiltelefon gesendet.
• Videoüberwachung aus Sicherheitsgründen, z.B. wenn Kinder oder Haustiere alleine im Haus sind.
• Erkennen von Rohrbrüchen oder anderem Wasseraustritt.

Photovoltaik & Solar

• Elektro-Auto vorrangig mit überschüssigem Photovoltaikstrom laden.
• Elektrogeräte z.B. Waschmaschine, Geschirrspüler bevorzugt dann betreiben, wenn genügend Strom von der Photovoltaikanlage geliefert wird.
• Den Ertrag von thermischen Solaranlagen optimieren, mit Waschmaschinen oder Geschirrspülern, die an das Warmwassersystem angeschlossen werden können. Sie werden bevorzugt dann eingeschaltet, wenn ausreichend Warmwasser zur Verfügung steht.
• Pool-Pumpe mit überschüssigem Photovoltaikstrom betreiben.
• Wetterprognosen berücksichtigen.

Die Smart Home Checkliste kann zum Ausdrucken heruntergeladen werden.

Datenübertragung

Die Datenübertragung zwischen Steuerzentrale, Sensoren und Aktoren ist entweder kabelgebunden oder geschieht über Funksignale.

Die kabelgebundene Datenübertragung ist häufig Im Neubau anzutreffen. Die Geräte können relativ kostengünstig mit einem eigenen Steuerkabel während der Elektroinstallation verbunden werden. Dieses System garantiert eine sichere Verbindung. Eine nachträgliche Änderung ist jedoch schwierig, eine gute Planung ist wichtig.

Bei bestehenden Gebäuden wäre eine kabelgebundene Installation aufwändiger. Hier werden die Daten häufig mit Funksignalen übertragen. Das System ist einfach zu installieren und kann bei einem Wohnungswechsel mitgenommen werden. Ein Nachteil der Funktechnik liegt in der Nutzung der lizenzfreien ISM-Bänder (434 MHz oder 2,4 GHz). Diese Frequenzen werden von vielen Einrichtungen verwendet, so kann es zu Übertragungsstörungen kommen. Die Sensoren und Aktoren werden oft mit Batterien betrieben. Sie sind jedoch nur wenige Sekunden pro Stunde aktiv. Ein Batterietausch ist daher selten und die Funkbelastung liegt deutlich unter der von daueraktiven WLAN-Netzen oder Schnurlos- bzw. Mobiltelefonen.

Datensicherheit

Die umfassende Vernetzung und die sicherheitstechnischen Funktionen von Smart Home machen den Schutz von persönlichen Daten und die Datensicherheit besonders wichtig. Im Smart-Home-Netzwerk werden viele sensible, persönliche Daten erfasst. Beispielsweise die Anzahl der BewohnerInnen, Zeiten von An- und Abwesenheit, das Nutzerverhalten und häufig auch Kamerabilder, auf denen Personen zu sehen sind.

Wenn Sie Ihr Smart Home mit dem Internet verbinden, sollte Ihr WLAN-Netzwerk keine Sicherheitslücken aufweisen. Dasselbe betrifft die Funktechnik zur Datenübertragung.

Den Schutz der sensiblen, personenbezogenen Daten sollten Sie vorab mit Ihrem Installateur/Ihrer Installateurin besprechen und nach Möglichkeit auch vertraglich absichern.

Empfehlungen für Datensicherheit:

• Datenschutz mit InstallateurIn besprechen
• Datenschutz vertraglich absichern
• Sicherheitseinstellungen beim Zugriff auf das Netzwerk aktivieren
• Sichere Passwörter verwenden
• Gesichertes Funknetzwerk z.B. nach der WPA2 Verschlüsselungsmetode, die heute für WLAN-Netzwerke häufig eingesetzt wird.
• Regelmäßige (automatische) Sicherheitsupdates

Kosten

Die Kosten eines Smart Home Systems sind stark davon abhängig wie umfassend das System den Haushalt automatisiert und überwacht. Viele Funktionen benötigen eine hohe Anzahl von Schaltern, Sensoren und Aktoren, die installiert werden müssen.

Starterpakete arbeiten meist mit Funk und ermöglichen den kostengünstigen Einstieg in Smart Home. Um 200 – 300 Euro erhalten Sie z.B. digitale Heizkörperthermostate, Fensterkontakte, Bewegungsmelder und Schalt-Aktoren. Damit können Sie eine einfache Heizungs- oder Lichtsteuerung umsetzen.

Ein Komplettsystem für eine Wohnung oder ein Haus kostet meist mehrere tausend Euro. Wie bereits erwähnt ist das stark von der Ausstattung abhängig. Für kabelgebundene Smart Home Systeme findet man im Internet häufig Kostenangaben von (weit) über 5.000 Euro.

Der Smart Home-Anbieter Loxone gibt für die Investitionsplanung eine einfache Faustformel an:

• 1 % der gesamten Baukosten für eine Grundausstattung
• 4 % der gesamten Baukosten, wenn das System im mittleren Ausstattungsbereich liegt
• 7 % der gesamten Baukosten für eine Vollausstattung von Musiksteuerung bis Hausüberwachung

Ein wichtiger Punkt bei den Kosten sind die laufenden Supportleistungen des Herstellers. Für die Sicherheit des Systems muss die Software regelmäßig auf den neuesten Stand gebracht werden. Wie lange ist die Garantie für technische Ausfälle? Klären Sie auch diese Fragen mit dem Anbieter.

Wegen der vielen technischen Geräte durch die Automation können erhöhte Stromkosten anfallen. Die Standby-Verluste von neuen Anlagen liegen meist bei 1 Watt oder darunter. Bei einer durchschnittlichen Hausanwendung kann das System dennoch leicht Stromkosten von € 50,- € pro Jahr verursachen.

Ist die Technik zu smart?

Technische Produkte sollen unser Leben vereinfachen oder verbessern. Bei Befragungen zum Smart Home wurden auch Bedenken geäußert. Die folgenden Aspekte werden am häufigsten angesprochen.

Erhöhtes Sicherheitsrisiko?

Bei Befragungen werden sehr oft Bedenken zum Thema Sicherheit genannt. Wird durch Smart Home das Haus wirklich sicherer? Viele sehen in der Weitergabe ihrer persönlichen Daten in internetfähige Systeme eher eine erhöhte Gefahr. Eine Hackerin oder ein Hacker könnte ins System eindringen und kennt dann unsere Gewohnheiten und damit auch die Zeiten, in denen niemand zuhause ist. In der Folge könnte diese Person sogar die Kontrolle unseres Smart Home Systems übernehmen.

Unsicherheit

Es ist eine lange Liste von Vorteilen, mit der Smart Home Anbieter ihr Produkt bewerben. Es klingt gut, wenn sich verschiedenste Aufgaben im Haushalt automatisch oder auf Tastendruck erledigen. Es hat aber auch Nachteile:

• Smart Home bedeutet mehr Technik im Haus - und das ist teuer.
• Aufwändige Technik erschwert die Reparatur und erhöht damit auch die Reparaturkosten.
  Waschmaschine, Beleuchtung und Kaffeemaschine sind mit Kommunikationsmodulen und Funksendern ausgestattet. Wo suchen Sie den Fehler, wenn die Beleuchtung auf Ihren Sprachbefehl nicht reagiert?
• Smart Home kann zum Energiesparen eigesetzt werden. Wissenschaftler des Cologne Institute for Renewable Energy (CIRE) der TH Köln haben nachgewiesen, dass es auch anders sein kann. Von 2016 bis 2018 wurden 120 Haushalte mit marktüblichen Smart Home-Systemen ausgestattet und beobachtet. Das Ergebnis: Bei 43 Prozent der Haushalte stieg der Energieverbrauch im Testzeitraum an, 57 Prozent der Haushalte verbrauchten weniger Energie. Die Wissenschaftler führen diese Tatsache auf das Verhalten der BewohnerInnen zurück. Wer Interesse am Energiesparen im Allgemeinen hatte, nutzte auch die energiesparenden Möglichkeiten des Smart Home Systems mehr.

Haushaltsgeräte

Viele unserer Haushaltsgeräte sind bereits mit Funktionen ausgestattet, die Smart Home anbietet. So gibt es z.B. die automatische Verdunkelung oder die Heizungssteuerung per Smartphone. Lüftungsanlagen arbeiten sowieso vollautomatisch. Sind nun die Einzelsteuerungen oder ist das vernetzte Smart Home die bessere Variante? Diese Frage ist sehr subjektiv und kann nur individuell beantwortet werden.

Bedenken werden auch zum Nachkauf von Haushaltsgeräten geäußert. Angenommen, Ihre alte Waschmaschine ist nach 10 Jahren nicht mehr einsatzfähig. Gibt es dann überhaupt noch ein Gerät am Markt, das mit Ihrem Smart Home System kommunizieren kann?

Wartung des Smart Home Systems

Ein weiteres Problem sehen befragte Personen bei der langfristigen Unterstützung der Hersteller für das Smart Home System selbst. Wenn jemand mehrere tausend Euro investiert, wird auch ein entsprechend langer Gerätesupport durch den Hersteller erwartet. 20 Jahre sollten hier schon verlangt werden. Bei Billigprodukten wird das eigentlich nie garantiert. Als Grund ist hier der unaufhaltsame technische Fortschritt zu nennen.