Smart Home

Smart Home – das Haus denkt mit

Natürlich kann kein Haus wirklich denken, aber es ist doch erstaunlich, in welchem Maße die moderne Technik dem Menschen eigene Überlegungen abnehmen kann. Unter den Begriff Smart Home, auch eHome, Smart Living oder intelligentes Wohnen, sind technische Verfahren und Systeme zu verstehen, die in Wohnräumen und -häusern zum Einsatz kommen. Sie steuern Abläufe automatisch um das Leben zu erleichtern und vor allen Dingen, um Energie effizienter zu nutzen.

Was intelligentes Wohnen bedeutet

Viele Abläufe im Haus erfordern nicht das Eingreifen der Bewohner, eine ausgeklügelte Technik kann dieses oft besser erledigen. Ein einfaches Beispiel ist eine Außenlampe mit Helligkeits- und Bewegungssensor, die heute als selbstverständlich angesehen wird. Die Lampe entscheidet selbstständig, ob es so dunkel ist, das Kunstlicht erforderlich ist und erkennt, wenn sich jemand nähert, der einen beleuchteten Weg benötigt.

Das Beispiel zeigt die wesentlichen Komponenten der Technik. Sie erkennt sowohl die Notwendigkeit als auch den Bedarf. Über Sensoren ermitteln die Systeme Temperaturen und Lichtverhältnisse um zu entscheiden ob Wärme oder elektrische Beleuchtung erforderlich sind beziehungsweise dass die Rollläden geöffnet oder geschlossen werden müssen. Weitere Sensoren oder eine Zeitsteuerung meldet dem System, dass Bewohner Bedarf haben. Die Heizung stellt sich rechtzeitig an, damit das Haus beim Betreten schon warm ist und das Licht geht an, sobald jemand einen Raum betritt.

Sinn ist nicht nur Energie zu sparen, in dem die Technik Verbraucher ausschaltet, die nicht benötigt werden, sondern auch eine Steigerung des Wohnkomforts und der Sicherheit. Ein Rollladen schließt sich, wenn zu viel UV-Licht in das Haus eindringt, um Teppiche und Möbel zu schonen. Er verhindert automatisch ein Aufheizen des Hauses durch die Sonne im Sommer und sorgt dafür, dass die Kraft der Sonne im Winter mitheizen kann. Die Raumheizung erkennt, dass Wärme von außen zugeführt wird. Sie schaltet entsprechend herab.

Sensoren messen dem Sauerstoffgehalt und die Luftfeuchtigkeit der Raumluft, um rechtzeitig für eine ausreichende Lüftung zu sorgen. So verhindert Smart Home Schimmelbildung und ungesunde Raumluft.

Viele der Techniken sind seit Jahrzehnten bekannt und im Einsatz. Neu ist, das Vernetzen der Geräte untereinander, ein zentraler Computer erfasst die Daten der Sensoren und steuert verschiedene Funktionen der unterschiedlichsten Einrichtungen. Die Automatisation der einzelnen Einheiten kann ohne das zentrale Gehirn zu Fehlfunktionen führen. Eine Heizung, die das Absinken der Raumtemperatur erkennt aber nicht weiß, dass dies durch das Lüften des Raumes geschieht, beginnt den Raum stärker zu heizen. Wenn Sie weiß, dass der Raum gerade gelüftet wird, stellt sie sich dagegen ab und heizt erst anschließend den Raum wieder auf.

Smart Home macht das Leben komfortabler, denn die Technik reagiert automatisch auf Aktionen der Bewohner. Außerdem lässt sich das System aus der Ferne beeinflussen. Die programmierbare Steuereinheit hat eine Schnittstelle, die sich über das Internet und Apps ansteuern lässt. So können die Bewohner dem Haus mitteilen, dass sie früher oder später nach Hause kommen. Vielfach nutzen sie auch diese Option, um vom Urlaubsort aus ein bewohntes Haus vorzutäuschen, damit Einbrecher die Abwesenheit der Besitzer nicht bemerken.

Verschiedene Teilbereiche der Haussteuerung

Fachleute betrachten im Zusammenhang mit dem intelligenten Wohnen verschiedene Teilbereiche. Einige sind heute schon weit verbreitet, andere stecken noch in den Kinderschuhen oder haben sich nicht durchgesetzt. Die Bereiche sind Hausautomation, Smart Metering, Haushaltsgeräte-Automation, vernetzte Unterhaltungselektronik und Sicherheit.

Unter Hausautomation ist das Steuern beziehungsweise Überwachen von Einrichtungen zu verstehen, die üblicherweise mit dem Haus verbunden sind. Es geht um Rollläden, Lüftung. Heizung, Beleuchtung und Alarmanlagen. Diese Techniken setzen sich mit zunehmender Geschwindigkeit durch. Zumindest bei einem Neubau oder einer Modernisierung des Hauses verzichtet heute kaum noch ein Hausbesitzer auf die Möglichkeit, Licht und Heizung nach dem eigenen Bedarf gezielt zu steuern. Besonders der Aspekt, das Haus via Internet “fernzusteuern“ überzeugt die meisten Hausbesitzer.

Smart Metering ist noch wenig verbreitet. Der “intelligente“ Zähler (Smart Meter) ist für Haushalte erst seit etwa 2010 möglich und setzt sich schwer durch. Er ermöglicht, den Verbrauch zu bestimmten Tageszeiten zu ermitteln. Dies bietet den besonders Elektrizitätswerken die Option den Abnehmern billigen Strom anzubieten, wenn im Netz zu viel Strom vorhanden ist. Sie können also über den Preis den Verbrauch im Verlauf des Tages steuern. Die Haushalte wiederum können starke Verbraucher zu diesen Zeiten kostengünstig betreiben. Da in der Vergangenheit Anstrengungen unternommen wurden, hohe Verbraucher abzuschaffen, sehen die meisten Verbraucher in dieser Technik wenig nutzen. Generell stehen viele Menschen Strom skeptisch gegenüber, da sie ihn mit Atomkraft und Kraftwerken, die fossile Energien verbrennen, in Verbindung bringen. Dies wird sich sicher ändern, denn da die Stromerzeugung zunehmend umweltschonend erfolgt und immer häufiger zeitweilige Stromüberschüsse entstehen. Wind weht beispielsweise nicht nur, wenn man Strom braucht. Mit zunehmender sauberer Stromerzeugung und einer weiteren Verbreitung von Infrarotraumheizungen gewinnt dieser Aspekt des Smart Homes zunehmend an Bedeutung.

Programmierbare, vernetzte oder ferngesteuerte Haushaltsgeräte stehen bei den wenigsten Menschen oben auf der Wunschliste. Backöfen und Grills, die sich nach dem Backen automatisch abstellen und Waschmaschinen, die mit Zeitverzögerung starten, sind trotzdem in den meisten Haushalten schon vorhanden. Internetfähige Kühlschränke, über die der Verbraucher Lebensmittel im Netz kaufen kann, interessieren dagegen kaum. Im Zusammenhang mit Smart Metering werden allerdings Waschmaschinen, Spülmaschinen und Herde interessant, die über eine Steuerung automatisch zu den Zeiten laufen, wenn der Strom günstig ist.

Das intelligente Wohnen ist weitgehend bei der Unterhaltungselektronik angekommen und wird in diesem Bereich auch begeistert genutzt. Gefragt ist das zentrale Speichern von Bildern, Filmen und Musikdateien, die überall im Haus abspielbar sind. Moderne Geräte aus diesem Bereich sind in der Regel WLAN-fähig und lassen sich daher gut über Funk vernetzen. Allerdings zählt das Vernetzen von reiner Unterhaltungselektronik nicht zum Smart Home. Diese Netze sind aber oft die Basis um weitere Einrichtungen, beispielsweise eine Türsprechanlage mit Türöffner zu bedienen.

Zur Sicherheitselektronik zählen nicht nur Alarmanlagen, die auch zur Hausautomation gehören oder automatische Lüftungseinrichtungen, die ebenfalls gleichzeitig dazugehören. Sensoren, die einen Wasseraustritt aus der Waschmaschine im Keller melden oder Rauchmelder sind ebenfalls ein Teilaspekt des Smart Home.

Häufig greifen viele Module aus den verschiedenen Teilbereichen ineinander. Die vernetzte Unterhaltungselektronik, die gleichzeitig als Türsprechanlage und Öffner dient, ist damit Teil der Haustechnik und der Sicherheit.

Moderne Heizungsanlagen als Teil des eHome

Das Heizen ohne jegliche Elektronik bedeutete ein ständiges Eingreifen des Menschen. Meist geschah dies immer dann, wenn es entweder zu kühl oder zu warm im Heim wurde. Dies ist unbequem und verbraucht viel Energie. Günstiger ist, eine konstante Mindesttemperatur einzuhalten. Dies gilt nicht nur für das Heizen über Einzelöfen, sondern auch bei Zentralheizungen.

Die ersten Ventile an den Heizkörpern waren nicht oder kaum regelbar. Erst Thermostatventile boten eine Abhilfe des Problems. Mit ihnen war es möglich, eine voreingestellte Temperatur zu halten. Diese berücksichtigten sogar automatisch, wenn es im Raum durch Sonneneinstrahlung oder andere Objekte wärmer wurde. Sie gehören aber noch nicht zum intelligenten Wohnen.

Das System erkennt auch, wenn durch Lüften die Temperatur kurzfristig schnell absinkt. Sie heizt nicht während des Lüftens weiter.

Aufbau einer idealen Heizungssteuerung

Die moderne clevere Lösung reagiert nicht auf eingetretene Veränderungen, sondern weiß, was eintreten wird und sorgt vor. Klingt utopischer als es ist. Die optimale Lösung sieht so aus:

  • Punktgenaues Heizen ist möglich. Angenommen im Wohnzimmer sollen ab 17 Uhr Temperaturen von 22 Grad Celsius herrschen. Die Heizung weiß aus den Erfahrungen vorhergehender Tage, wie lange es braucht, bis diese Temperatur erreicht wird. Sie stellt sich genau zu dem Zeitpunkt an, damit zur gewünschten Zeit in dem Raum die eingestellte Temperatur erreicht wird.

  • Das System lässt sich für bestimmte Situationen programmieren, beispielsweise, wenn viele Gäste im Haus sind, es leer steht oder wenn, am Wochenende länger geschlafen wird. Für jeden Raum stellen die Bewohner eine gewünschte Temperatur ein.

  • Die Heizung erfasst über Sensoren die Außentemperatur und die Temperatur in den Räumen. Über Sensoren weiß das System, in welcher Stellung der Jalousien stehen, ob Fenster geöffnet sind und sogar ob Menschen in den Räumen sind. Es nutzt diese Daten, um einzelne Heizkörper zu regeln.
  • Die Heizung nutzt aktiv die Wärme der Sonne, in dem Sie die Beschattung erst herablässt, wenn die gewünschte Temperatur erreicht ist.

  • Sie berücksichtigt ferner ob gerade gelüftet wird oder sich in einem Raum niemand aufhält.

  • Es verhindert paradoxe Situationen. Diese kommen besonders in klimatisierten Räumen vor, wenn Heizung und Kühlung nicht vernetzt sind. Sinkende Außentemperaturen setzen die Heizung in Gang und in den Räumen wird es warm. Dies ist ohne entsprechende Vernetzung oft das Signal für die Klimaanlage, den Raum zu kühlen.
  • Ganz wesentlich ist der Aspekt, der bedarfsgerechten Wärmeanforderung. Der Server des Systems steuert die Pumpe der Heizung, den Puffer und die Vorlauf-/Mischregelung. Mit anderen Worten, die Heizung produziert so viel Wärme wie benötigt wird und nicht mehr oder weniger.

  • Die Lüftung steuert das System über Feuchtigkeits- und CO2-Sensoren. Damit stellt die intelligente Lösung sicher, dass die Räume ausreichend aber nicht zu lange gelüftet werden.

Einfache Technik bieten viele Firmen an

Viele Unternehmen aus den unterschiedlichsten Branchen bieten heute Technik an, um ein Haus smarter zu machen. Viele Anbieter nutzen die Technik von ELV. Das Unternehmen bietet verschiedene Steuerungen für Rollläden und Heizkörperthermostate an. Eine zentrale Vernetzung fehlt und auch eine Steuerung der Heizungsanlage ist nicht möglich. Aber über eine Zentrale lassen sich alle Heizkörperventile bequem über Funk einstellen. Mobilfunkanbieter haben in der Regel diese oder eine ähnliche Technik im Angebot.

mobilcom-debitel GmbH/Teltarif: Diese Unternehmen betreiben seit Jahren Mobilfunknetze und nutzen die Erfahrungen in dieser Technik, um im Markt Fuß zu fassen. Sie bieten Elemente an, um Heizungen über das Internet zu steuern, die über Fensterkontakt erfassen, ob gerade gelüftet wird. Das Angebot umfasst üblicherweise nur eine Steuerung der Raumthermostate, nicht der Heizungsanlage. Meist werden die Geräte zur Miete angeboten. Der Kunde zahlt monatlich eine Gebühr für die Nutzung.

Telekom: Auch dieses Unternehmen kommt über die Mobilfunk- und Telefonbranche in den Markt. Es bietet allerdings ganzheitliche Konzepte an, die auch den Stromverbrauch senken. Aber auch die Anlagen der Telekom greifen nicht direkt in die Heizungssteuerung ein.

RWE: Die Stromerzeuger und Netzinhaber bietet ebenfalls eine Steuerung über Heizkörperthermostate an, die zusätzlich Informationen von Fenster- und Türkontakten erhalten.

Honeywell: Der traditionelle Hersteller von Regelungstechnik bietet ebenfalls diese Lösungen an.

Die Systeme haben einen nicht zu unterschätzenden Vorteil. Sie lassen sich leicht auch in Mietwohnungen einbauen, da sie nicht in die Heizungsanlage eingreifen. Außerdem sind sie jederzeit demontierbar. Dafür ist die Steuerung nicht optimal, da es keinen Einheit gibt, die den gesamten Komplex überwacht.

Smart Home der gehobenen Klasse

Wirklich intelligente Lösungen bieten Unternehmen, die auch eine zentrale Steuerung der Heizung und weitere Daten wie den Einfall des Sonnenlichts mit berücksichtigen. Diese Anlagen sind allerdings nur für Haushalt geeignet, die Zugriff auf den Heizkessel haben oder an ein Fernwärmenetz angeschlossen sind.

Die Systeme lernen das Haus kennen. So wissen die Steuerungen nach einiger Zeit, wann sie eine Heizung hochfahren müssen oder ob eine Lüftung erforderlich ist. Sie werten sogar Wetterdaten aus, um ein Haus optimal zu erwärmen.

Loxone: Das Unternehmen ist ein typischer Vertreter der Firmen, die über die Elektronik in den Markt einstiegen. Es wurde 2009 gegründet und machte durch den grünen Miniserver rasch auf sich aufmerksam. Hier steht die Entwicklung des Gehirns der neuen Technik klar im Mittelpunkt.

Tado° GmbH: Das Start-up-Unternehmen wurde 2011 in München gegründet und hat sich darauf spezialisiert Komplettlösungen zu finden, welche die Heiztechnik im gesamten Haus optimiert. Auch hier ist ein Gehirn am werk, das die einzelnen Komponenten verbindet.

Intelligente Lösungen traditioneller Heizungsbauer

Die Heizungshersteller bieten zwar hochwertige Elektronik an, um eine Heizungsanlage zu steuern, haben aber meist keine kompletten Smart Home-Anlagen im Angebot.

Buderus bietet beispielsweise das Control Center Connect an, das aber nur mit einer Heizung des Unternehmens funktioniert die über die System-Bedieneinheit RC300 gesteuert wird. Das System optimiert und überwacht die Heizung und wertet Verbrauchsdaten aus. Es kann aber die Raumtemperatur nicht steuern.

Junkers, das zur Boschgruppe gehört, bietet Steuerungstechnik an, die Thermostate in verschiedenen Räumen bedient und auch Licht und Rollläden steuert. Eine Zentralsteuerung aller Elemente erfolgt jedoch nicht.

Viessmann bietet mit der Hauszentrale Vitocomfort 200 fast die gleichen Steuerungsmöglichkeiten, wie sie die Spezialisten Tado° oder Loxone im Programm haben. Allerdings kann die Anlage nicht direkt den Heizkreislauf steuern. Sie regelt auch nicht die Lüftung der Räume.

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