Smart Home - Was ist das eigentlich?
Heutige Neubauten wie auch modernisierte Altbauten sollen wirtschaftlich, nachhaltig, energieeffizient, komfortabel und langfristig nutzbar sein. Vor diesem Hintergrund etabliert sich allmählich ein stetig wachsender Markt für technikunterstütztes Wohnen. Einzelne Produkte und die Vernetzung von Haustechnik, Haushaltsgeräten und Dienstleistungen werden in den Bereichen Hausautomatisierung und -elektronik sowie Kommunikation zunehmend auch für das private Wohnen angeboten. Diese technischen Lösungen sollen intelligent, intuitiv und sicher zusammenspielen.
Bei Ausschöpfung aller Möglichkeiten wird laut Herstellern der Energieverbrauch gesenkt, das Gebäude wird sicherer, der Komfort steigt und das Haus bietet dadurch für Menschen aller Altersstufen mehr Wohnqualität. Die individuell an Bedürfnisse anpassbare Technik stellt in Aussicht, das Wohnen smart zu machen, also gefällig, pfiffig, clever und intelligent. Beim Neubau, aber auch bei Modernisierungen, fällt deshalb der Begriff des Smart Home immer häufiger.
Der englische Begriff des "Smart Home", der übersetzt "intelligentes Zuhause" bedeutet, ist nicht eindeutig definiert. Er wird sowohl verwendet im Blick auf intelligente Einzellösungen wie Heizungsteuerungen als auch für Systeme aus mehreren vernetzten Produkten. Ebenso wird ein vollständig vernetztes und "intelligentes" Haus insgesamt als Smart Home bezeichnet.
Wie funktioniert ein Smart Home?
Ein Smart Home besteht typischerweise aus mehreren Elementen:
- aus den Endgeräten beziehungsweise den sogenannten Aktuatoren, die in die intelligente Steuerung einbezogen werden sollen. Das können Heizkörperventile, Lichtschalter und Dimmer oder andere elektronische Geräte wie Videosprechanlagen, Fernseher, Stereoanlagen, Waschmaschinen oder Herde sein. Auch Sicherheitstechnik, Rollläden, Jalousien und Belüftung lassen sich intelligent steuern.
- aus einem oder mehreren Eingabegeräten. Das können Touchdisplays, Raumtemperaturregler oder auch Tablet-PCs und Smartphones sein. Mithilfe dieser Schnittstellen vom Menschen zum Smart Home kann auf einfache Art und Weise überprüft werden, ob die Lichter in einem bestimmten Raum erloschen oder die Raumtemperaturen im gewünschten Bereich sind. Ist das nicht der Fall, kann über diese Geräte auch ein direkter Schaltbefehl erfolgen.
- aus Sensoren. Diese werden benötigt, um zum Beispiel die Raumtemperatur zu messen, Öffnungszustände von Fenstern und Türen zu erfassen oder die Helligkeit in Räumen festzustellen.
- aus einer zentralen Steuerungseinheit, dem sogenannten Gateway, auf dem alle Sensordaten eingehen und von dem aus Steuerbefehle etwa an Heizungsstellventile oder andere Aktuatoren ergehen. Das Gateway ermöglicht die Kommunikation der vernetzten Geräte untereinander. Es ist so etwas wie das Gehirn des intelligenten Hauses. Das Gateway kann von den Nutzern über die Eingabegeräte angesteuert werden. Eine direkte Steuerung der einzelnen Geräte ist unabhängig davon aber weiterhin möglich.
- einer Vernetzung, die es ermöglicht, dass Endgeräte und Gateway miteinander in Kontakt treten können. Die Verbindung kann per Kabel oder per Funk erfolgen. Manche Systeme nutzen auch das bereits vorhandene Stromnetz ("Powerline"). Naturgemäß müssen für kabelgebundene Systeme Leitungen verlegt werden, was wiederum eine vorausschauende Haustechnikplanung erfordert. Insbesondere im Altbau sind funkgesteuerte Systeme ohne Eingriffe in die Bausubstanz leichter zu realisieren. Sie bieten sich auch in Mietwohnungen an, da sie problemlos wieder demontiert werden und Umzüge mitmachen können.
Wie bedient man ein Smart Home?
Smart Home-Systeme können auf unterschiedliche Arten bedient werden. Besonders kleine oder stark automatisierte Systeme erfordern so gut wie keine eigene Bedienung: Wer auf einen selbstklebenden Lichtschalter drückt, steuert damit einfach wie gewohnt das Licht. In diesem Fall bleibt unbemerkt, dass eine Smart Home-Installation dahinter steht. Auch hinter der zentralen Stromschaltung in Hotelzimmern mit Keycard verbirgt sich Smart Home-Technologie.
Eine weitere Möglichkeit sind Regeleinrichtungen wie kleine Drehschalter, mit deren Hilfe die Raumtemperatur zentral erhöht oder verringert werden kann. Häufig sind aber auch an der Wand installierte Bedienfelder mit Touchdisplay zu finden. Hier kann die eigene Hausinstallation mit anbieterspezifischen Bedienoberflächen genutzt und gesteuert werden. Oft sind dabei logische Funktionsgruppen zusammengefasst. So gibt es separate Steuerfelder für die Lichtsteuerung, die Heizung und Lüftung oder die Klimaanlage. Aber auch die raumweise Anzeige aller Funktionen ist denkbar. Über virtuelle Schieberegler und Schalter wird dann Einfluss auf die Geräte und Aktuatoren genommen.
Mit der Verbreitung von Smartphones und Tablet-PCs werden zunehmend auch Benutzeroberflächen zur Gebäudesteuerung auf diesen mobilen Geräten zur Verfügung gestellt. Auf diese Weise kann ein Zugriff auf das Smart Home von überall erfolgen.
Welchen Nutzen haben Smart Homes?
Der Nutzen eines Smart Homes hängt von den gewählten Produkten und dem gewählten System ab. Ein Mehrwert entsteht, wenn Energie eingespart, der Komfort erhöht und/oder die Sicherheit verbessert wird. Wird beispielsweise das Haus mit energiesparender Beleuchtung und Bewegungsmeldern ausgestattet, erhöhen sich Komfort und Sicherheit an typischen Stolperstellen im Haus wie Treppenabgängen oder engen Fluren bei gleichzeitiger Reduzierung des Energieverbrauchs. Bewegungsmelder im Außenbereich des Hauses und im Hauszugang verbessern zudem den Einbruchschutz.
Entscheidet man sich statt für einen Haustürschlüssel beispielsweise für eine Keycard, wie sie in Hotels häufig eingesetzt wird, wird durch das automatische Ausschalten aller elektrischen Geräte - mit Ausnahme der absolut notwendigen Geräte im Stand-by- oder Normalbetrieb wie Kühl- und Tiefkühlschrank - dreierlei erreicht:
1. Eine Energieeinsparung,
2. eine Komforterhöhung und
3. die Sicherheit, dass Geräte wie der Herd oder die Kaffeemaschine keine Gefahrenquellen darstellen können.
Verriegelt sich nach Entnahme der Keycard auch die Tür automatisch, gibt es einen weiteren Sicherheitseffekt. Möchte man keine Keycard benutzen, lässt sich die gleiche Wirkung beispielsweise auch durch einen zentralen Ein-/Ausschalter an der Eingangstür, eine Bedienung über das Smartphone oder einen Fingerabdruck-Sensor an der Haustür umzusetzen. In diesem Fall lässt sich schon vor Betreten des Hauses die Heizung hochfahren, die Tür kann per Fingerabdruck geöffnet werden. So können die Kinder auch ohne eigenen Schlüssel nach Hause kommen, mit vollen Einkaufstaschen braucht man nicht nach Schlüssel oder Karte zu suchen und ältere Bewohner müssen nicht erst ihre Brille bemühen.
Von der Haustürsteuerung per Handy (egal, ob über Bluetooth oder über den Umweg des Internets) sollte aufgrund erheblicher Sicherheitsrisiken Abstand genommen werden. Zum einen könnte dies ein interessantes Ziel für Hacker darstellen, zum anderen besteht eine große Missbrauchsgefahr bei Handyverlust oder -Diebstahl.
INDIVIDUELLE SMARTE LÖSUNGEN
Was kostet eine Smart Home-Lösung?
Die Kosten für ein Smart Home variieren stark, je nachdem, für welche Vernetzungstechnik man sich entscheidet und wie viele Endgeräte man einbinden möchte. Einstiegsangebote für vernetzte Technik auf Basis von Funkstandards liegen zum Teil bei mehreren hundert Euro.
Es kann sinnvoll sein, erst eine Grundausstattung zu wählen, die bei Bedarf erweitert werden kann. Hierbei sollte darauf geachtet werden, ein offenes System zu wählen. Ein kabelbasiertes System ist grundsätzlich teurer als ein funkbasiertes. Hier müssen mehrere Tausend Euro investiert werden. Nach oben sind die Kosten eines Smart Homes nicht begrenzt.
Was sind die Unterschiede zwischen offenen und geschlossenen Systemen?
Bei Smart Home gibt es viele verschiedene Techniken. Offene Systeme haben einen von verschiedenen Anbietern für Smart Home-Lösungen unterstützten Standard. Somit können Produkte von verschieden Herstellern miteinander kombiniert werden. Ein Beispiel hierfür ist der EnOcean-Funkstandard, der dafür sorgen soll, dass Produkte verschiedener Hersteller aufgrund desselben Funk-Standards miteinander kommunizieren können.
Geschlossene Systeme hingegen sind nicht kompatibel mit den Geräten anderer Anbieter. Wenn es von einem Anbieter keine technische Lösung für eine bestimmte Aufgabe gibt, kann nicht auf die Technik eines anderen Herstellers zurückgegriffen werden.
Kabel oder Funk?
Die Installation von kabelgebundenen Systemen bietet sich nur bei einer ohnehin anstehenden Renovierung oder dem Neubau an. Zu jeder Verbrauchsstelle, auf die zugegriffen werden soll, muss eigens eine Leitung gelegt werden. Dies trägt auch zu den zum Teil erheblichen Kosten eines solchen Systems bei. Dafür ist die Datenübertragung sehr schnell und die Störanfälligkeit sehr gering.
Auf Funk basierende Systeme können im Vergleich zu kabelgebundenen Systemen einfacher installiert werden, auch wenn der Aufwand, je nach Automatisierungsgrad, sehr unterschiedlich ausfallen kann. Funksysteme können aber anfälliger für Störungen sein.
Es gibt auch Systeme, die die im Haus liegenden Stromleitungen zur Datenübertragung nutzen. Dann ist auch häufig von "Powerline" die Rede. Stromleitungen können allerdings weniger Daten übertragen als speziell verlegte Kabel und sind störanfälliger. Daher ist dieses System für eine Datenübertragung über weite Distanzen nicht geeignet.
Es besteht auch die Möglichkeit, die Systeme miteinander zu verbinden und so auf eine kombinierte Kabel-Funk-Installation zu setzen.
Systeme selbst installieren oder installieren lassen?
Einige einfache Systeme sind mit etwas Geschick und handwerklichem Können selbst zu installieren. Kabelgebundene Systeme machen jedoch eine Planung und Installation durch Fachhandwerker erforderlich. Auch bei komplexeren Funklösungen empfiehlt es sich, Fachleute hinzuzuziehen.
Ist eine Programmierung erforderlich, sollte in jedem Fall ein Installateur beziehungsweise Gebäudesystemintegrator die Erstprogrammierung vornehmen. Inzwischen bietet der Markt auch Systeme, die fertig programmiert geliefert werden, dem Nutzer aber trotzdem die Möglichkeit zu Veränderungen bieten.
Sind meine Daten sicher?
Grundsätzlich ist es möglich, dass die in Zusammenhang mit der Haussteuerung stehenden Daten missbräuchlich verwendet werden. Sie lassen zum Beispiel Rückschlüsse auf Tagesabläufe zu, etwa in Form der üblichen An- und Abwesenheitszeiten der Bewohner.
Das sich daraus ergebende Risiko hängt dabei stark davon ab, welche Art der Hausautomatisierung gewählt wurde: Je mehr Geräte vernetzt und per WLAN oder App gesteuert werden, desto größer ist auch die Gefahr eines Missbrauchs.
Beim Anbieter sollte nachgefragt werden, inwiefern er Daten speichert und auswertet. Auch welche Sicherungssysteme ein Anbieter verwendet und ob diese regelmäßig aktualisiert werden, sollten Interessenten in Erfahrung bringen. Bisher gibt es keine gesetzlich vorgeschriebenen Sicherheitsstandards. Allerdings prüft der VDE (Verband der Elektrotechnik) die Sicherheit von Smart Homes und vergibt das Zeichen "VDE Informationssicherheit geprüft".
Jedes System, dass über das Internet gesteuert wird, ist auch der Gefahr durch Hacker ausgesetzt. Kann der Nutzer durch eine App seines Smartphones auf sein Smart Home zugreifen, besteht die Gefahr, dass Hacker Daten auslesen oder selbst die Steuerung des Smart Homes übernehmen. Der Verlust des Smartphones kann ebenfalls dazu führen, dass die Haustechnik vorübergehend fremdgesteuert wird. Auch eine Steuerung über das hausinterne W-LAN bietet eine potentielle Angriffsfläche für Hacker. Am sichersten ist es daher, wenn sensible Daten in der eigenen Wohnung bleiben und alle Systeme von dort aus und nicht über das Internet gesteuert werden. Manche Einzellösungen benötigen auch gar keine Vernetzung und sind somit gar nicht von außen angreifbar.
Werden Smart Homes mit externen Dienstleistern vernetzt, etwa mit Sicherheits- oder Pflegediensten, sollten sich die Nutzer ebenfalls erkundigen, wie diese die Datensicherheit gewährleisten, und vertraglich sicherstellen, dass eine Weitergabe der Daten an Dritte ausgeschlossen wird.
Worin besteht der Zusammenhang zwischen einem Smart Home und Smart Meter?
Noch smarter kann ein Smart Home werden, wenn die elektrischen Geräte nicht nur untereinander vernetzt sind, sondern zusätzlich auf Informationen des Strommarktes reagieren können. Sprich: Wenn die Strompreise gerade am Markt günstig sind, könnten Versorger diese Information an die Haushalte weitergeben, so dass stromintensive Geräte genau in diesen Zeitfenstern genutzt werden können. Abgerechnet würde dann über einen sogenannten Smart Meter, einen intelligenten Zähler, der verschiedene Tarife zu verschiedenen Zeiten erfassen kann. Einige Hersteller von Elektrogeräten und weißer Ware bieten bereits Geräte an, die einen "Smart Grid Ready"-Standard ("Smart Grid" = englisch für "intelligentes Netz") aufweisen. Allerdings ist im Moment noch nicht abzusehen, wann Energielieferanten Strommarktimpulse auch an Endkunden weitergeben werden. Ebenso wie beim Smart Home besteht auch beim Smart Meter die grundsätzliche Möglichkeit, dass Energieverbrauchsdaten erfasst und diese missbräuchlich verwendet werden, indem zum Beispiel Rückschlüsse auf die Lebensgewohnheiten gezogen werden. Hinsichtlich des Datenschutzes beim Thema Smart Meter sind noch viele Fragen offen. Daher arbeitet der Gesetzgeber gerade an mehreren Rechtsverordnungen dazu.
MIT SMART HOME ENERGIE SPAREN?
Kann man mit einem Smart Home Energie einsparen?
Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, mit einem Smart Home Energie einzusparen. Wie hoch die Einsparung ausfällt, lässt sich nicht pauschal beziffern. Dies hängt unter anderem vom individuellen Nutzungsverhalten, der Bausubstanz, der Größe des Gebäudes und der gewählten Smart Home-Ausstattung ab.
Die Steuerung der Heizung bietet ein hohes Energieeinsparpotential, vor allem dann, wenn die Thermostate bisher manuell wenig geregelt werden. Die Angaben von Herstellern zur maximalen Energieersparnis sind allerdings kritisch zu sehen und können teils überzogen sein.
Auch die zentrale Steuerung elektrischer Geräte kann Energie sparen. Allerdings fällt hier die Ersparnis eher gering aus. Sinnvoll ist es, bei der Anschaffung der Smart Home-Geräte auf deren geringen Energieverbrauch zu achten. Manche Hersteller produzieren beispielsweise Schalter, die den Druck beim Betätigen dieses Schalters zur Energieerzeugung nutzen, und so gar keine zusätzliche Energie verbrauchen. Stattet man allerdings jeden Raum eines Haushalts mit einem eigenen Touchpad zur Bedienung aus, kann sich der Gesamtenergieverbrauch durch diese Bedienelemente sogar erhöhen.
Seniorengerechtes Wohnen im Smart Home: Ambient Assisted Living. Ein Sondergebiet im Bereich Smart Home ist das sogenannte „Ambient Assisted Living“ (AAL). Intelligente Lösungen sollen Senioren dabei helfen, so lange wie möglich alleine zu wohnen.
Beispielsweise blinkt das Licht, wenn es an der Tür klingelt. Ein solches Signal kann den Senior auch daran erinnern, seine Medikamente einzunehmen. Herdplatten lassen sich so programmieren, dass sie sich selbst abschalten, sobald kein Topf oder keine Pfanne mehr auf ihnen steht. Auch eine Sprachassistenz ist in manchen Systemen vorhanden: So kann mit dem Smart Home auch kommuniziert werden, ohne ein Smartphone, Tablet oder Wandterminal bedienen zu müssen. Bei einem Sturz lässt sich dann über Zuruf auch ein Krankenwagen alarmieren.
„Ein AAL-System kann vor allem Senioren den Alltag erleichtern. Kann ein älterer Mensch den Rollladen zum Beispiel nicht mehr alleine herunter lassen, erledigt das das automatische System für ihn“, erklärt Doktor Steffen Wendzel vom Fraunhofer Institut für Kommunikation, Informationsverarbeitung und Ergonomie (FKIE) in Bonn. „Der Nachteil an solchen Systemen: Die Kosten sind meistens recht hoch.“ An wen kann ich mich wenden, wenn ich Smart Home-Produkte bei mir installieren lassen möchte?
Bei einem Neubau wie auch bei umfangreicheren Maßnahmen im Altbau ist es sinnvoll, sich von einem Architekten beraten zu lassen, der schon Erfahrung mit der Planung von Smart Homes hat, oder ein entsprechend erfahrenes Haustechnikbüro einzuschalten. Bei kleineren Maßnahmen ist das Elektrohandwerk ein geeigneter Ansprechpartner, wobei darauf zu achten ist, dass der Elektriker eine Schulung für Smart Home absolviert hat. Solche Qualifizierungsmaßnahmen bieten unter anderem Branchenverbände, spezielle Schulungseinrichtungen und die Handwerkskammern an.