ED 02/17 Die Welt reparieren oder wegwerfen? (S.22-25)

Smart Home

Smart Home

Was im Auto längst Alltag ist, davon sind unsere Häuser noch weit entfernt: Der Zentralcomputer im Auto kennt das Wetter, die Beladung, die Geschwindigkeit, die Motordrehzahl und das Reiseziel. Mehr als 80 Sensoren sind selbst in einfachen Autos verteilt. Diese Informationen werden intelligent genutzt, damit das Auto nicht aus der Kurve fliegt, auch wenn der Fahrer ruckartig lenkt oder  mit unangemessener Geschwindigkeit unterwegs ist: Die Sicherheit hat dadurch deutlich zugenommen.
Von Aribert Peters

(20. März 2014) Rechner gibt es in unseren Häusern viele. Aber keiner dieser Rechner kennt alle wichtigen Daten im Haus oder übernimmt Steuerungsfunktionen. Das ist eigentlich erstaunlich im Zeitalter des Smartphones, wo jedes Handy bestens über seinen Besitzer informiert ist.

1825 Schema Smart Home

Schon 1922 visualisierte Buster Keaton im Kurzfilm „The Electric House“ den Traum eines automatisierten Haushalts: Die Treppe wird per Knopfdruck zur Rolltreppe, die Stühle beim Esstisch bewegen sich per Schalter, und das Essen wird mit einer Spielzeugeisenbahn von der Küche direkt auf den Esstisch serviert. Freilich entwickelt sich durch Fehlfunktionen der Traum bald zum Albtraum. Auch heute noch ist das vollautomatische Haus für Viele eher eine Schreckensvision.

Smarte Küche

Wer ist nicht schon verzweifelt an der Programmierung seines Backofens oder Herds. Wenn Toaster, Wasserkocher, Kühlschrank und Küchenmaschine gegenseitig Daten austauschen und anfangen, selbstständig zu agieren, dann ist das für viele Menschen eine Schreckensvision. Oder wenn die Kühlschranktür verschlossen bleibt, weil die Waage gepetzt hat. Das Smart Home mit vollautomatischer Küche gab es schon 1958 in Jaques Tatis Film „Mein Onkel“.

Smarte Heizung und Lüftung

Die Heizungsregelung ist seit mehr als zwanzig Jahren für die meisten Verbraucher ein Buch mit sieben Siegeln. Selbst viele Fachleute haben längst den Durchblick verloren. Dabei wäre es wirklich sinnvoll und energiesparend, wenn sich die Heizung flexibel und selbstlernend an die Wünsche seiner Bewohner anpasst. Dabei muss natürlich das Wetter, das Haus, die Nutzungsgewohnheiten und die Heizanlage selbst berücksichtigt werden.

Eine solche selbstlernende Heizungsregelung kennen unsere Leser schon aus früheren Heften: Die Tado-Regelung mit App fürs Handy. Sie erhielt im März 2013 den Innovationspreis der Energiedepesche. Wer ein super gut gedämmtes Haus bewohnt, zahlt auch kaum mehr Heizkosten und kann auf die Automatikheizung verzichten.

1825 Nest

Stilvoll designte Nest-Regelung

Ähnliches zu leisten verspricht für Häuser in den USA die Firma Nest, die vor kurzem von Google für viel Geld übernommen wurde. Kostenpunkt für den wunderschön gestylten kreisrunden Thermostat: 250 Dollar! Die Nest-Regelung soll nun auch an Häuser in Europa angepasst werden. Darüber hinaus bietet Nest auch vernetzte Rauchmelder an, die über eine App die Bewohner sogar unterwegs über Rauch oder Feuer informieren.

Es gibt schon seit dreißig Jahren programmierbare Thermostatventile im Elektronikversand und in Baumärkten: Sie steuern die Raumtemperatur nach einem Tages- oder Wochenprogramm. Die Komfortversion programmiert alle Räume des ganzen Hauses an zentraler Stelle, nicht jedoch die Heizung.

Energiedepesche Nr. 7 September 1989, Seite 12/13:

Ein großer Wurf der Mikroelektronik hilft beim Energiesparen:

Das programmierbare Thermostatventil verändert die Raumtemperatur entsprechend den mit Tageszeit und Wochentag schwankenden Bedürfnissen. Für ca. 150 DM kann man selbst annähernd jedes Thermostatventil durch die programmier-bare Version austauschen.

Nachsatz: Dieses programmierbare Thermostatventil bekommt man im Baumarkt heute für etwa 20 Euro und beim Discounter manchmal noch günstiger.

Die Heizungsregelung ist eine komplexe Aufgabe. Denn dabei muss das Haus berücksichtigt werden mit seiner Speichermasse, seiner Aufwärmecharakteristik und seinen Fenstern – je nach Jahreszeit, Orientierung und Bewölkung ein Wärmeloch oder ein Sonnenkollektor. Auch das Heizsystem selbst mit seiner Kesselleistung, Hydraulik, Trägheit, den unterschiedlichen großen Heizkörpern und Verteilleitungen ist wichtig. Das Wetter ist wichtig mit der Tageszeit, der Jahreszeit und der prognostizierten Entwicklung. Und nicht zuletzt auch die Bewohner: Wo halten Sie sich auf, wie warm wollen Sie es haben, wie viel Frischluft brauchen Sie, wie lange sind Sie abwesend? Wo und wann wird wie viel Warmwasser gezapft und mit welcher gewünschten Temperatur?

Alle diese Informationen ändern sich ständig. Einiges davon ändert sich regelmäßig und vorhersehbar, anderes mehr oder weniger zufällig. Auch die Einflussnahme auf die Heizung ist nicht einfach die Vorgabe einer Solltemperatur für den Kessel. Sondern es muss gesteuert werden, wann der Brenner startet, wie lange er brennt, mit welcher Leistung die Heizungspumpe läuft und ob eventuell ein Warmwasserpufferspeicher vorrangig zu erwärmen ist. Alles das kann sehr komplex gestaltet werden und auch unterschiedlich von Haus zu Haus.

1825 Denken an ein Smart Home / Foto: Fotolia.de/Kirill Kedrinski, Magda Fischer; Nest; Alpha Eos

Ob es Heizungsregelungen gibt, die gefüttert mit all diesen Informationen intelligent genug und auch lernfähig sind – ich wage es zu bezweifeln. Sicher ist das eine anspruchsvolle Zukunftsaufgabe. Ob hier mit dem nötigen Einsatz geforscht wird im Vergleich zum Beispiel zur Elektromobilität? Die Einsparmöglichkeiten für den einzelnen Haushalt, für das ganze Land und die Energiewende dürften kaum zu überschätzen sein. Sie sind deutlich höher als die Einsparungen, die sich allein durch Abdrehen der Thermostatventile in den einzelnen Räumen ergeben. In einem sehr gut gedämmten Haus kann es jedoch auch sehr einfach aussehen, wenn mit Qualität und Verstand alles gut aufeinander abgestimmt ist. Hier sparen Heizpausen nur sehr wenig. Einsparmöglichkeiten beschränken sich dann auf Warmwasserbereitung und Belüftung.

Wolf-Heiztechnik hat mit dem Wolf-Regelungs-System einen Einstieg gewagt. Über Smartphone lassen sich bereits heute auch die Heizungsregelungen von Viessmann, Buderus und Junkers ansprechen. Mit der UVR der Technischen Alternative oder der Loxeone-Regelung lassen sich auch ältere Anlagn automatisieren.

1825 Alpha Eos

Alpha Eos-Zentrale

Smarte Elektronik

Die Computer haben in den letzten Jahren Stück für Stück das ganze Gebiet der Unterhaltungselektronik erobert. Hier hat sich viel getan. Die Angebote sind auf dem Markt und halten auch immer stärker Einzug ins Wohnzimmer von jedermann.

Smartes Haus

Beleuchtung, Alarmanlage, Türsprechanlage, Rauchmelder, Fensterjalousien: Alle diese elektrischen  Komponenten haben sich jeder für sich automatisiert auf der Basis von Elektronik und Mikroprozessoren. Es liegt nahe, diese Funktionen zusammenzuführen und zentral mit Intelligenz zu steuern. Es sind schon viele verschiedene Anbieter auf dem Markt. Alle bieten mehr oder weniger das Gleiche an: Steckdosen, Sensoren, Thermostataufsätze, Rauchmelder, Kameras sowie hunderte weitere Komponenten sind über Funk verbunden und lassen sich über PC oder Smartphone verknüpfen und steuern. Ein Massenmarkt ist daraus noch nicht geworden. Es fehlen intuitive Bedienungskonzepte, die einfach sind und die jeder sofort versteht. 

1825 Homee Systembox

homee-Systembox

Smarte Lampen

Künftig wird es auch LED-Lampen geben, die sich direkt über Funk ansteuern sowie ein- und ausschalten lassen. Das HUE-System von Philips steuert LED-Leuchtmittel bereits über das Smartphone. Ein HUE-Leuchtmittel kostet ab 60 Euro. Es ist per Funk (ZigBee) über eine Zentrale (Bridge) und ein Ethernet-Kabel mit dem Internet verbunden. Eine Alternative ist das lifx-System.

Wie anfangen?

Stets braucht man fürs Smart Home eine Zentrale und das Zubehör, das allerhand Messdaten sammelt und im Ergebnis dann Licht, Temperatur oder Jalousien steuert. Mit der Entscheidung für eine Zentrale entscheidet man sich auch für das damit steuerbare Zubehör. Für Low-Cost-Einsteiger eignen sich die ELV-Systeme und das FS20-System. Fortgeschrittener ist das HomeMatic-System, das auch die älteren FS20-Komponenten einbinden kann. Teurer und hochwertiger liegt man mit dem homee-System, dem RWE-Smarthome oder dem Telecom Qivicon.

Was ist Fortschritt?

Nicht immer ist es ein Fortschritt, wenn ein Automat statt einem Menschen handelt. Es gibt auch Energieexperten, die zu mehr Handbetrieb raten, um ein Gefühl für die Vorgänge zu behalten. Prof. Matthias Schuler: „Alles über die Technik zu machen ist falsch. Die Leute müssen sich den Energieverbrauch bewusst machen und ein Gefühl dafür behalten“.

Fazit

Die günstige und einfache Lösung für das Smart Home gibt es noch nicht. Aber es gibt schon sehr leistungsfähige und erschwingliche Lösungen, die man sich je nach Bedarf, Geldbeutel und Ambitionen zusammenstellen kann. Für viele ist das Smart Home ein Ersatz für die elektrische Eisenbahn. Trotz der Kosten kann das Smart Home durch eine kluge Heizungssteuerung wesentlich zum Energiesparen beitragen.

Links zum Thema:
Verbindungstechnik

Die Signale müssen zwischen den Smart Home Komponenten und einer Zentrale ständig ausgetauscht werden. Für Autos gibt es seit 1983 mit dem CAN-Bus einen einheitlichen Standard für die Kommunikation aller Teilkomponenten untereinander. Ein solcher Standard hat sich für das intelligente Haus noch nicht durchgesetzt, obwohl man es auch seit dreißig Jahren versucht und sich in Bürogebäuden mehrere Standards etabliert haben.

Für verdrahtete Komponenten gibt es folgende vier Kommunikationsstandards:

  • LON (Local Operation Network) Ein standardisiertes herstellerunabhängiges Bussystem zur Kommunikation unterschiedlicher Komponenten untereinander. Es wurde vorwiegend in der Heizungstechnik verwendet.
  • KNX Etablierter Standard für Gebäudeautomation, Nachfolger des EIB (European Installation Bus). Die KNX-Steuerung kann über 30 Volt-Steuerleitungen, über das Stromnetz (Powerline) oder auch über Funk erfolgen. Siehe www.knx.de
  • BACnet (Building Automation und Control Networks) Ist ein sehr weit verbreitetes Universalprotokoll, das Heizung, Beleuchtung, Lüftung und diverse andere Komponenten verbindet. Da es sich um ein offenes System handelt, setzte sich BACnet sehr erfolgreich gegen die bisherigen proprietären Lösungen durch.
  • Digitalstrom An der ETH Zürich wurde ein System entwickelt, bei dem die Komponenten über das vorhandene Stromnetz miteinander kommunizieren. Dieses sogenannte „Digitalstrom“-System, wir berichteten darüber bereits 2007, ist mittlerweile am Markt verfügbar. Wie auch KNX ist Digitalstrom zwar sehr flexibel und clever, aber verhältnismäßig teuer und konnte sich daher noch nicht im Wohngebäudebereich durchsetzen.

Für die Funkverbindung von Smart-Home-Geräten gibt es ebenfalls unterschiedliche Standards:

  • EnOcean ist ein batterieloses Funkprotokoll, welches die benötigte Energie aus der Umwelt gewinnt.
  • Große Verbreitung haben die Standards FS20 sowie HomeMatic erreichen können.
  • Aber auch bereits bestehende Netze wie WLAN und DECT können für Smart-Home-Technik genutzt werden.
  • Für Spezialanwendungen mit hoher Reichweite haben sich Z-Wave und ZigBee etabliert.

Die meisten Komponentenhersteller nutzen einen oder mehrere dieser Funkstandards, um sich mit der Zentrale oder den anderen Komponenten auszutauschen. Es gibt auch Smart-Home-Anbieter, die keinen dieser Standards nutzen und mit selbst entwickelten Systemen arbeiten.

Preislich am günstigsten und daher besonders weit verbreitet sind FS20-Komponenten, die zudem an den weiter entwickelten HomeMatic-Basen verwendet werden können. Auch für Z-Wave gibt es ein brauchbares Angebot an Komponenten, das preislich über den HomeMatic-Angeboten angesiedelt ist. Für ZigBee gibt es nur vereinzelt Komponenten für Bastler zu kaufen.

Systeme auf dem Markt (Auswahl)

AVM Wer fürs Telefonieren oder den Internetzugang eine Fritzbox nutzt, der kann mit einem Zwischenstecker auch Steckdosen über Funk (DECT-Standard) mit seinem PC oder Smartphone schalten. Im Laptop kann man auch ein Tages- und Wochenprogramm festlegen. Kostenpunkt des nicht gerade schön anzuschauenden FritzDect 200: 45 Euro. Dafür misst der Zwischenstecker auch gleich den Stromverbrauch. Dies lässt sich dann zentral auswerten. Bis zu zehn Steckdosen lassen sich so verwalten und messen.

Belkin WeMo Das System besteht aus einem Bewegungsmelder und einer per Funk steuerbaren Steckdose. Über das Funknetz des heimischen WLAN kann man dies über Smartphone steuern. Der elegante Switch kostet 50 Euro. Es gibt auch eine WLAN-Kamera mit Nachtsicht-Fähigkeit (120 Euro) und ein Babyphone (100 Euro).

EQ-3 ist eine Ausgründung von ELV. Das HomeMatic System ist sehr ausgefeilt und dennoch preisgünstig. Es bietet eine sehr große Vielfalt an Komponenten, ist aber nicht ganz einfach zu bedienen. EQ-3 nutzt einen firmeneigenen Funkstandard. Im Internet gibt es einen umfangreichen Meinungsaustausch von Nutzern und sogar regionale Treffen von Nutzern.

ELV bietet verschiedene Systeme: Home Easy schaltet Licht und Geräte komfortabel und günstig: Die schaltbare Steckdose kostet 30 Euro, die schaltbare E27-Lampenfassung 15 Euro. Es gibt auch Bewegungsmelder und einen USB-Stick für die PC-Programmierung.

Wer nur seine Thermostatventile steuern und programmieren will, ist mit dem einfachen MAX!-System gut bedient. Dieses System nutzt das WLAN und lässt sich über Smartphone und PC bedienen und programmieren.

RWE smart Home Nutzt ein eigenes, nicht kompatibles EQ-3-System. Das System bietet einen relativ günstigen Einstieg mit einem großen Startpaket.

Smart Home von Telekom Unter dem Namen Qivicon hat die Telekom eine Allianz führender Industrieunternehmen zusammengeführt und ein Basisgerät entwickelt. Es beherrscht den EQ-3 HomeMatic-Standard und auch Zigbee. Seit Herbst 2013 wird online und in allen Telekom-Läden ein Starterpaket für 300 Euro angeboten mit einer Basiseinheit, zwei programmierbaren und fernsteuerbaren Thermostatventilen, einem schaltbaren Zwischenstecker und einem Rauchmelder. Das System ist vielfältig erweiterbar und hat wegen der vielen Partnerschaften eine große Zukunft.

Homepilot von Rademacher Eignet sich besonders für Neubauten und gehört preislich in die Luxusklasse.

Telefunken Joonior ist ein High-End-Produkt zum Nachrüsten. Es verwendet EnOcean-Sensoren, die ohne Batteriestrom messen und senden. Starterpaket für 1200 Euro.

Alpha Eos arbeitet ebenfalls mit EnOcean Sensoren. Das Starterpaket für die Temperaturregelung in einem Raum kostet 419 Euro und arbeitet mit einer Wetterprognose.

Homee ist ein sympathischer Startup aus Stuttgart. Die Smart-Box gibt es dort schon für 100 Euro als Beta-Version. Sie kann zwar nur WLAN. Allerdings lässt sie sich aufrüsten mit Z-Wave, ZigBee und EnOcean, jeweils für rund 60 Euro. Geplant ist auch ein HomeMatic-Modul. Mit jedem dieser Standards öffnet sich dann ein ganzes Sortiment von Zubehörteilen, die über das System gesteuert werden können.

letzte Änderung: 28.03.2024