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Der Weg zum smarten Zuhause


Heimwerker Praxis - epaper ⋅ Ausgabe 6/2021 vom 15.10.2021

Smart Home

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Was heißt eigentlich „Smart Home“? Allgemein kann man „Smart Home“ als eine große Hausautomatisierung ansehen. Hierbei werden Hausgeräte, Computer, Sicherheitseinrichtungen, Wohnklima und Unterhaltungselektronik zentral gesteuert und können nach jetzigem Stand bequem von überall aus mit dem Smartphone gesteuert bzw. beeinflusst werden. Dabei ist es auch möglich, dass verschiedene Geräte selbstständig agieren, zum Beispiel ein Kühlschrank der automatisch Lebensmittel bestellt oder Klimageräte die aufgrund aktueller Wettervorhersagen Fenster schließen oder einen Sonnenschutz aktivieren und vieles mehr.

Erste Überlegungen Soll ein Objekt mit SmartHome-Technik ausgestattet werden sind ein paar Grundüberlegungen und -entscheidungen zu fällen.

Auf dem Weg zum smarten Zuhause muss grundsätzlich unterschieden werden, ob der Bestand smart nachgerüstet werden, oder gleich smart neu gebaut werden ...

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... soll. Wer zur Miete wohnt, wird an einer technischen Umsetzung interessiert sein, die ohne Umbaumaßnahmen funktioniert. Bei der Planung eines Neubaus sollte vor allem an die Zukunft gedacht werden. Das heißt, ausreichende Stromversorgungen in jedem Raum, Leerrohre um auch nachträglich evtl. Netzwerkkabel und/oder andere Leitungen nachrüsten zu können. Eine sinn-volle Platzierung von genug Steckdosen kann manchmal smarter sein als die tatsächliche SmartHome-Technik.

Die Frage der Wünsche Welche Funktionen sollen in der Wohnung/dem Haus zur Verfügung stehen? Soll das Licht automatisch an-und ausgehen, sollen die Jalousien selbstständig arbeiten, soll der Garten automatisch bewässert werden können …? Geht es darum, Energie zu sparen, um mehr Sicherheit, um Komfort? Welches Bedürfnis steht im Zentrum? Soll das Heim nach und nach immer smarter werden können? Ist es denkbar, erstmal ein wenig smart anzufangen und nach Bedarf, Lust und Begeisterung nach und nach smarter zu werden?

Die Suche nach dem richtigen System An irgendeinem Punkt sollten Sie sich für ein System/einen Anbieter entscheiden – so wie Sie etwa beim Autokauf auch eine Entscheidung für VW oder BMW treffen müssen. So sollte das System/der Anbieter Ihrer Wahl die Funktionen sicher abdecken, die Ihnen wichtig sind. Ist das System mit vielen auf dem Markt verbreiteten Anbietern, Komponenten und Systemen wie z. B. Sonos, Netatmo, Amazon Echo, Google Home, Bewässerungssystemen, Zutrittskontrollsystemen, Netzwerkkameras, Tür und Torantrieben kompatibel? Tipp: Zwei Logos nebeneinander heißen oft leider noch nicht, dass es am Ende auch zusammen funktioniert. Dieser Punkt zeigt am Ende, wie zukunftsfähig ein System ist. Kompatibilität ist ein absolutes K.O.-Kriterium. Arbeitet das System/der Anbieter mit Fachbetrieben zusammen, die für vernetzte Gebäudetechnik zertifiziert sind? Gibt es kompetente Ansprechpartner in der Nähe?

Vorüberlegungen für Lösungen mit Funktechnologie Wer mit dem Gedanken spielt, sein Zuhause mithilfe von Funktechnologie smart zu machen, sollte unbedingt folgende Vorüberlegungen anstellen, um herauszufinden, ob dieser Weg überhaupt für die gegebenen Verhältnisse die richtige Lösung ist: Wie groß ist das Gebäude, in dem der Funk eingesetzt werden soll? Aus welchen Materialien bestehen die Wände? Wie hoch wäre die Funkabdeckung im gesamten Gebäude? Wie „smart“ soll das Zuhause sein? Geht es lediglich um ein paar vereinzelte smarte Funktionen (Gadgets), oder ist geplant langfristig, die gesamte Bandbreite von Smart Home zu nutzen, also viele verschiedene Gewerke einzubinden? Geht es also „nur“ etwa um Lichtsteuerung oder soll auch Beschattung, Bewässerung, Heizung, Sicherheitstechnik, Entertainment und weitere Funktionen, die ein Zuhause barrierefrei machen, wenn die Bewohner altern, erkranken oder einen Unfall erleiden, eingesetzt werden?

Die verschiedenen Funkprotokolle und ihre Stärken EnOcean und Z-Wave Sowohl EnOcean als auch Z-Wave sind mit rund 30 Metern Reichweite (im Freifeld ohne Hindernisse wie z. B. Mauern oder Trockenbauwände) die Lösungen, die für ein Smart Home-Haus infrage kommen, da sie mit Routing und Repeating arbeiten: Das Funksignal kann über eine größere Reichweite gesendet werden, da dazwischenliegende „Mittler“ das Signal aufnehmen und weiterleiten können. Dies ermöglicht eine zuverlässige Funkabdeckung bei höheren Reichweiten. Zudem unterstützen zahlreiche unterschiedliche Anbieter von smarten Produkten EnOcean und Z-Wave. Hierdurch ist eine unabhängige Produktvielfalt sichergestellt und man ist offen für eine spätere Erweiterung seines Smart Homes. Die Stärke von EnOcean-Funktastern ist ganz klar, dass sie ohne Batterien betrieben werden können. Das bedeutet einen geringen Wartungsaufwand und Schonung für die Umwelt. Z-Wave besticht dafür mit einem enorm sicheren Funkprotokoll – jede Kommunikation zwischen Sensor und Aktor setzt voraus, dass ein sich ständig erneuernder Sicherheitscode mitgeschickt wird. Stimmt dieser nicht, wird das Signal nicht angenommen. Dies macht Z-Wave Funkprotokolle sehr stark gegen versuchtes Eingreifen von außen.

Bluetooth, WLAN, DECT-ULE und ZigBee Die ebenfalls auf Funk basierenden Protokolle Bluetooth, WLAN und DECT-ULE haben ihre Stärken eher im Bereich der smarten Gadgets – also smarte Einzellösungen wie beispielsweise Zutrittssysteme, bei denen eine geringere Reichweite ausreicht (etwa: Haustür geht auf, wenn ein bestimmtes Smartphone mit eingeschaltetem Bluetooth davorsteht). Deshalb eignen sich Bluetooth und WLAN eher für kleinere Umgebungen (Wohnungen). ZigBee ist momentan stärker in den USA verbreitet als in Europa. Hier lassen sich hauptsächlich Leuchten steuern. Inzwischen hat aber auch Amazon Alexa ZigBee integriert, sodass man mit Alexa auch Zig-Bee-Komponenten steuern kann.

DuoFern Der Hersteller Rademacher bietet mit dem bidirektionalen Funksystem DuoFern ein eigenes Verfahren an, mit dem sich verschiedene Komponenten der Haustechnik automatisieren lassen. Das Funkprotokoll ist passgenau auf die Anforderungen der Smart HomeAnwendungen zugeschnitten: Alle DuoFern-Produkte sind repeaterfähig, das heißt, jedes einzelne kann, wenn erforderlich, die Weiterleitung eines Befehls übernehmen und auch an den Sender zurückmelden, wenn dieser ausgeführt ist. Das gewährleistet die größtmögliche Funktionssicherheit im gesamten System und eine hohe Reichweite auch über größere Entfernungen oder mehrere Stockwerke. DuoFern ist speziell für kleinere bis mittlere Objekte geeignet. Aufgrund des breiten Produktportfolios und einer Vielzahl an Aktoren können nahezu alle zentralen Bereiche eines Smart Home abgedeckt werden (Licht, Heizen, Antriebe und Steuerungen für Rollläden, Raffstoren, Markisen und Tore, Schalten von elektrischen Verbrauchern, smarte Sensoren wie z. B. Bewegungsmelder oder Umweltsensoren). Zusätzlich können z. B. Sicherheitskomponenten durch den Einsatz von Funkpillen mit externem Eingang und Schaltaktoren mit potenzialfreien Ausgängen Geräte anderer Hersteller eingebunden werden.

Energiesparen mit Smart Home Ein Überblick Einführend und grundlegend muss gesagt werden, dass nicht jede Smart-Home-Lösung den Anspruch hat, Energie zu sparen, sondern andere Schwer-punkte, wie Komfort oder Sicherheit haben kann. Deshalb spart ein Smart Home nicht perse Energie. Es ist wichtig, dass die Wahl auf ein System fällt, welches das Thema im Fokus hat und entsprechende Komponenten anbietet. Diese Komponenten sollten den Energieverbrauch überwachen oder Geräte energiesparend steuern können. Zunehmend ist es aber möglich, Systeme, die eigentlich einen anderen Fokus haben, um energiesparende Komponenten zu erweitern. Wie immer gilt auch hier, sich umfassend zu informieren, welche Lösung am besten zu den eigenen Ansprüchen und Anforderungen passt.

Welche Funktionen zum Energiesparen gibt es im Smart Home?

Stromverbrauch: Viele denken beim Thema Energiesparen als Erstes an Strom. Hier kann gespart werden, wenn zum Beispiel Lichtquellen automatisch ausgeschaltet werden oder durch gerätegenaue Visualisierung sogenannte Stromfresser identifiziert werden können. So können diese deaktiviert, entfernt oder durch energieeffiziente Produkte ersetzt werden. Bereits jetzt kann durch Photovoltaik-Eigenerzeugung von Strom in Kombination mit intelligenter Steuerung ein erheblicher Teil des eigenen Strombedarfs gedeckt werden. Dies könnte durch eine höhere Verbreitung von Elektroautos, die am eigenen Stromnetz geladen werden sollen, noch relevanter werden.

Wärme: Intelligente Heizungssteuerung birgt ebenfalls erhebliche Einsparungspotenziale – insbesondere, wenn Heizanlagen mithilfe von Wetterprognosen gesteuert werden können. Hier kann etwa eine Überheizung des Hauses vermieden werden, wenn es morgens zwar noch kalt ist, aber die Temperaturen im Tagesverlauf enorm ansteigen. Vor allem in der Übergangszeit lässt sich auf diesem Wege nennenswert Energie einsparen.

Anlagenüberwachung / Fernwartung: Läuft eine Anlage nicht einwandfrei, fällt dies im Normalfall erst mal nicht auf – hier „verpuffen“ unter Umständen viele Euros unentdeckt und unnötig. Vermieden werden kann dies durch einen Wartungsdienst, der automatisiert benachrichtigt wird, sobald bestimmte Werte nicht mehr stimmen und der Verdacht besteht, dass etwas nicht mehr funktioniert. Durch Fernwartung kann die Effizienz der Anlage verbessert und der Fehler ausgemerzt werden. Smarte Komponenten übernehmen hier die Steuerung und Optimierung, da sie untereinander vernetzt sind. Der Hausbesitzer muss sich um nichts kümmern, alle Prozesse laufen automatisiert ab.

Der Weg zum energiesparenden Smart Home Wer sein Zuhause mittels Smart-Home-Komponenten intelligent und energiesparend gestalten will, muss erst einmal eine detaillierte Analyse vornehmen. Im Strombereich sollten die Fragen gestellt werden, wie viel aktuell tatsächlich verbraucht wird, welche Geräte intensiv genutzt werden, welche viel Strom schlucken. Tipp: Hier helfen sogenannte Stromchecks im Internet weiter, z. B. stromspiegel.de Auch im Wärmebereich muss eine Ist- und Bedarfsanalyse erstellt werden: Um welche Gebäudeart handelt es sich, wie hoch ist der aktuelle Energieverbrauch, welche Maßnahmen sind überhaupt vorstellbar und ist bereits etwas konkret geplant, wie z. B. eine Kesselerneuerung? Tipp: Erste Hilfestellung geben hier Heiz- bzw. Modernisierungschecks, z. B. heizspiegel.de, sowie verschiedene Praxistests, in denen Hausbesitzer bei der Umsetzung von Maßnahmen begleitet werden. Hier ergeben sich wertvolle Tipps aus konkreten Anwendungsfällen. Praxistests und Tipps können beispielsweise auch auf dem Info-Portal www.co2- online.de nachgelesen werden. Im privaten Wohngebäude-Bereich empfiehlt es sich, Energieberatungsangebote in Anspruch zu nehmen. Der Staat fördert energiesparende Smart-Home-Systeme im Wärmebereich z. B. im Rahmen des Förderprogramms zur Heizungsoptimierung (BAFA) oder in Programmen der KfW (Energieeffizientes Bauen und Sanieren).

Einstieg in die Sprachsteuerung Die Mainplayer sind Alexa von Amazon, GoogleHome von Google und Siri von Apple. Wer Sprachsteuerung ausprobieren möchte, muss sich eines dieser Produkte anschaffen. Davor gibt es aber einiges zu bedenken. Die verschiedenen Sprachsteuerungen sind nicht kompatibel bzw. interoperabel untereinander. Jedes der Systeme ist eine eigene Lösung. Der Konsument muss darauf achten, welches Sprachsteuersystem die Komponenten unterstützen, die er gerne per Sprache steuern möchte. Denn wichtig ist es zu verstehen: Es reicht nicht, ein Sprachsteuersystem zu Hause stehen zu haben. Damit dieses auch Handlungen für uns per Sprachbefehl steuern kann, müssen die entsprechenden Produkte mit dem System verbunden werden. Je komplexer das gewünschte Szenario, umso mehr muss integriert werden. Auch hier ist es also wichtig im Vorhinein festzulegen wofür die Sprachsteuerung genutzt werden soll, vielleicht nicht für sofort, aber perspektivisch. Die Erfahrung zeigt, dass die meisten Nutzer nach dem Einstieg zunehmend Gefallen an der smarten Steuerung finden und gegebenenfalls sogar entgegen anfänglicher Skepsis gerne bald über eine Erweiterung der Funktionen nachdenken. Dann sollte sichergestellt sein, dass das gewählte System die entsprechenden Komponenten auch unterstützt.

Welche Mehrwerte liefert Sprachsteuerung? Diese Frage soll mit einigen potenziellen Szenarien beantwortet werden: Stellen Sie sich vor, Sie kommen nach dem Einkauf voll beladen mit den Tragetaschen in den Händen nach Hause und haben keine Hand frei, um das Licht einzuschalten. Sie sagen: „Alexa, schalte das Licht in der Diele ein“, und Sie können Ihre Einkäufe unbeschadet und sicher abstellen. Sie verlassen Ihr Zuhause. Oft laufen wir noch mal alle Räume ab und prüfen, ob alle Geräte ausgeschaltet sind. Oder wir vergessen es und verbrauchen unnötig Strom in unserer Abwesenheit. Mit dem kurzen Satz „Siri, schalte alle Geräte aus“ können Sie sich unnötigen Stromverbrauch und extra Wege durch Ihr Zuhause sparen. Auch das Zubettgehen kann dank Sprachsteuerung komfortabler verlaufen. Auf den Sprachbefehl „Gute Nacht“ hin können zum Beispiel alle Lichter gelöscht werden, außer das im Treppenhaus und im Badezimmer, denn da wollen Sie ja jetzt noch hin. Außerdem werden parallel alle Rollläden geschlossen und die Haustechnik in den Nachtmodus überführt, gegebenenfalls wird das Sicherheitssystem für die Nacht scharf gestellt. Wichtig ist im Bereich Sprachsteuerung, auch an die Unterstützung von älteren oder erkrankten Menschen zu denken. Wer nicht mehr aufstehen kann oder gelähmt ist, profitiert enorm davon, wenn sich beispielsweise das Licht auf Zuruf einschalten lässt – oder denken Sie an das Absetzen von Hilferufen. Sinnvoll eingesetzt, kann ein smartes Zuhause vor allem auch in Kombination mit Sprachsteuerung dafür sorgen, dass Menschen in Alter oder Krankheit länger selbst bestimmt in ihren eigenen vier Wänden leben können.

Wichtiger Aspekt: Sprachsteuersysteme und der Datenschutz Wenn über Sprachsteuerung gesprochen wird, darf das Thema Datenschutz auf keinen Fall unter den Tisch gekehrt werden. Hier gibt es einige Fakten, über die sich der potenzielle Nutzer bewusst sein muss, ehe die Entscheidung pro oder contra Sprachsteuerung fallen sollte. Alle Sprachsysteme müssen vom Nutzer mit einem Schlüsselwort geweckt werden – etwa „Hey Google“, „Hey Siri“, oder „Alexa“. Erkennen sie Ihren Weckbefehl, schalten sich die Geräte ein und gehen online – hören also von da ab zu und übertragen Daten. Das ist soweit akzeptabel. Wie sich das Gerät nach dem nächsten Update verhält, welches jederzeit unbewusst im Hintergrund stattfinden kann, können wir allerdings nicht beantworten.“ Man sollte jedoch auch bedenken das es relativ häufig vorkommt, dass die Geräte das Schlüsselwort fälschlicherweise „erkennen“. Dann gehen sie für eine Zeit online und übermitteln alles, ohne dass dies vom Nutzer überhaupt gewünscht war.“

Fazit Smart Home ist eine zeitgemäße Anwendung, die dem Anwender das Leben deutlich erleichtern kann. Gerade Funksysteme können heute von jedem, der über ein gewisses Grundmaß an technischem Verständnis verfügt selbst eingebaut, konfiguriert und betrieben werden. Wichtig ist nur, wer einmal begonnen hat, sollte sein System immer aktuell halten um sicherzustellen, dass niemand anderes in die Funktionen „einbrechen“ kann.

Dipl.-Ing. Olaf Thelen