Smart Home Grundlagen – Was ist Smart Home?

Heute schreibe ich Euch einen Beitrag zum Thema SmartHome, den ich schon sehr lange schreiben wollte. Hier im Blog tauchen wir bei vielen Beiträgen sehr tief in die Materie ein und schreiben Tutorials zu Themen, die eine sehr spezielle Zielgruppe ansprechen – die SmartHome Profis und SemiProfis. Mit solchen tiefgehenden Beiträgen können sehr viele Einsteiger aber nicht wirklich etwas anfangen, wenn sie sich neu an dieses Thema herantasten. Zwar redet jeder von Smart Home und jeder Hersteller schreibt sich auf die Fahne smart zu sein, doch was steckt eigentlich wirklich hinter diesem Begriff „Smart Home“? Ich will Euch, den Einsteigern, die keinen technischen Hintergrund haben diese Welt etwas näher bringen und Euch zeigen, welchen Mehrwert ein smartes Zuhause sein kann.

Viele, die zuvor wenig Kontakt mit diesem Begriff hatten, beschäftigen sich das erst Mal damit, wenn es um den Hauskauf, Hausbau oder den Erwerb eine Eigentumswohnung geht. Mittlerweile ist es ja „en vouge“, dass man sein Zuhause etwas smart macht. Das fängt bei einem kleinen Alexa Dot an – die Spanne der Möglichkeiten ist nach oben hin fast endlos und meist ist das Budget die Begrenzung des möglichen. Doch nicht jeder braucht ein Smart Home der Luxusklasse! Damit Ihr versteht, woher der Trend „Smart Home“ kommt, will ich Euch kurz einen Rückblick geben, wo die Wurzeln liegen.

Wo kommt das Smart Home eigentlich her?

Smart Home ist nichts neues, eigentlich ist das Wort, das soviel bedeutet wie „intelligentes Zuhause“ eine neue Wortschöpfung und ein Anglizismus der Neuzeit. Früher – und hiermit meine ich in den 90er Jahren war das gängige Wort hierfür Hausautomatisierung. Solche Systeme gab es schon in einfacher Form in den 60er Jahren. Dort wurden Störmeldedaten von größeren Wohnhäusern an zentraler Stelle gesammelt und zur Anzeige für die dort arbeitenden Techniker gemacht.

Durch die neuen SPSen (speicherprogrammierbaren Steuerungen) in den 70er Jahren, wurden diese Systeme kostengünstiger und daher auch flächendeckender bei Großimmobilien und öffentlichen Gebäuden eingesetzt. 1987 kam dann der erste Standard (EHS) auf den Markt, später folgte dann EIB/KNX. Diese Standards wurden geschaffen um für den gewerblichen Einsatz genutzt zu werden. Damals gab es sehr wenige private Haushalte, die sich so ein System überhaupt leisten konnten / wollten.

Der eigentliche Hype, der um dieses Thema ausgelöst worden ist, begann mit der Einführung des ersten iPhones. Das mobile Internet begann an Bedeutung und Standards wie Bluetooth wurde immer populärer. Mit der steigenden Rechenleistung, der energieeffizienteren Mikrochips und der zunehmenden Vernetzung wuchs auch der Markt für IoT Produkte rasant an. Jeder Hersteller entwickelte neue Produkte, die oft ohne große Test auf den Markt geworfen worden sind. Standards interessierten zu diesem Zeitpunkt so gut wie niemanden. Hauptsache ein neues „intelligentes“ Produkt schnell auf den Markt werfen um die Welle mitzunehmen – so habe ich dies rückblickend wahrgenommen.

Was in der Industrie und im Gewerbe gut geklappt hat, kann natürlich auch im privaten Funktionieren – und so ist das Thema Smart Home in der Mitte der Gesellschaft angekommen.

Was umfasst Smart Home – Was kann ich damit überhaupt machen?

Es gibt keine genaue Eingrenzung, was sich Smart Home nennen darf und was nicht. Für manch einen ist ein Smart Home dann existent, wenn via Alexa Sprachsteuerung eine Stehlampe eingeschaltet werden kann. Die Ideen und Möglichkeiten sind hier fast grenzenlos. Fangen wir bei den unterschiedlichen Gewerken an, die intelligent bzw. automatisiert werden können. Man muss bei einem SmartHome zwingend zwischen der Hardware und der Software unterscheiden.

Wenn wir später über Lichtszenen oder komplexere, automatisierte Ablaufe sprechen, dann kann dies nur realisiert werden, wenn die nötige Hardware vorgerüstet ist. Sollen später z.B. alle Lichter angeschaltet werden, wenn der Rauchmelder Alarm schlägt, dann müssen natürlich alle Lichter einzeln ansteuerbar sein, damit solche Funktionen umgesetzt werden können. Daher ist es sehr essentiell, dass man sich im vorhinein schon grob überlegt, ob Licht, Rollos oder auch die Heizung integriert werden soll.

Ein sehr essentieller Bestandteil eines SmartHomes ist die Lichtsteuerung. Über eine intelligente Lichtsteuerung ist es möglich, jede einzelne Lampe separat zu steuern. Auf Wunsch können verschiedene Lichter auch gedimmt werden. Ist die nötige Hardware vorhanden und kann jede Lampe separat angesteuert werden können hier z.B. vordefinierte Lichtszenen abgerufen werden. So eine Lichtszene kann z.B. sein, dass bei betreten des Hauses (draußen ist es dunkel) automatisch das Licht im Flur angeht. Eine weitere Möglichkeit wäre aber auch, dass bei einem nächtlichen Toilettengang das Licht nur sehr gedimmt eingeschaltet wird – dies kann natürlich in Kombination mit einem Bewegungsmelder geschehen.

Ein weiteres Gewerk wäre die Rollo- / Jalousiensteuerung. Hiermit können intelligente Beschattungsprogramme realisiert werden. Ein einfaches Beispiel ist das Herunterfahren der Rollos oder Jalousien bei Einbruch der Dunkelheit. Dieser Zeitpunkt ist in Deutschland je nach Jahreszeit sehr unterschiedlich. Über einen zusätzlichen Helligkeitssensor kann so ein Ablauf intelligent getriggert werden. Auch komplexere Programme wie z.B. eine intelligente je nach Sonnenstand ist denkbar. Wie auch bei der Lichtsteuerung ist es wichtig, dass alle Jalousien oder Rollläden einzeln über einen Aktor angesteuert werden können.

Ein weiteres Gewerk wäre die Heizungssteuerung – hier scheiden sich die Geister. Bei einem Neubau mit Lüftungssystem kann dieses Gewerk vernachlässigt werden, da ein Eingriff in das bestehende System wenig Sinn macht. Bei einem Altbau, der mit konventionellen Heizkörper erwärmt wird, kann hier die Implementierung einer Heizungssteuerung enorme Einsparungspotentiale ergeben. Hier muss aber jeder Einzelfall betrachtet werden und es gibt keine pauschalen Aussagen.

Das SmartHome kann auch auf ein Alarmsystem ausgeweitet werden – neben der „normalen“ Alarmierung können so z.B. weitere Funktionen im Haus ausgelöst werden. Rauchmelder können z.B. als Innensirene genutzt werden, die Beleuchtung kann in jedem Raum angeschaltet werden und Rollos können hoch / heruntergefahren werden. Auch können Meldungen per Push auf mobile Geräte gesendet werden.

Auch Randthemen wie Gartenbewässerung, smarte Klingel oder die Poolsteuerung können integriert werden. Umso tiefer man in die Welten von Smart Home eintaucht, umso größer wird auch das Feld, was eingebunden werden kann. So kann z.B. der Rasenmähroboter gezielt dann losgeschickt werden, wenn keiner mehr auf der Terrasse sitzt oder ein Regenschauer nicht in Sicht ist. Eine smarte Klingelanlage ermöglicht es z.B. dem Paketboten für einen bestimmten Zeitraum die Tür oder das Tor der Garage zu öffnen um dort die Lieferung zu hinterlegen. Es gibt so viele weitere Beispiele, die genannt werden können.

Bei all den genannten Funktionen kommt es neben der Hardware auch auf eine ausgeklügelte Programmierung an. Wir haben z.B. aus der Vielzahl der Kunden, die wir in den letzten Jahren betreut hatten „Typicals“ entwickelt, die verschiedene Themengebiete abdecken. So fangen wir nicht bei jedem Kunden neu an sondern können verschiedene Programmierungen anbieten, die sich in der Vergangenheit bewährt haben. Solltet Ihr Euch dazu entscheiden die Programmierung selber vorzunehmen, fangt bei einfachen Funktionen an, diese können dann im späteren Verlauf weiter ausgebaut und verfeinert werden. Sofort eine 100% Lösung anzustreben kann gerade bei einem Neubau sehr ernüchternd sein, da viele Abläufe, die man sich vorher am Schreibtisch überlegt hat im nachhinein nicht so umgesetzt oder genutzt werden können.

Den Überblick bewahren – Welche Technik Funk oder wired?

Diese Frage ist eine der Kernfragen – die ich von jedem Kunden, den wir über die smartfabrik betreuen, gestellt bekomme. Die Antwort auf diese Frage ist so vielschichtig, wie die Ansprüche der unterschiedlichen Kunden selbst. Als Beispiel nehmen wir hier das Neubauprojekt. Ein Haus wird in Deutschland für die „Ewigkeit“ gebaut. Um Ewigkeit etwas besser fassen zu können, nehmen wir hier 100 Jahre an. Ein smarthome-Produkt wird diese Zeitspanne nicht überdauern können. Daher sollte man sich schon bei der Errichtung so eines System darüber bewußt sein, dass es zu einem späteren Zeitpunkt erneuert oder ausgetauscht werden muss. Die hier verbauten elektronischen Komponenten unterliegen einer natürlichen Alterung und fallen nach einer Zeit aus.

Die Lebensdauer und der grundlegende Aufbau des Systems ist entscheidend! Gehen wir von einem hochwertigen KNX-System aus, mit Komponenten von renommierten Herstellern, dann überdauern diese Komponenten ca. 20 Jahre. Das ist auch der Wert, der für eine konventionelle Elektroinstallation angesetzt wird. Das bedeutet, dass die smarten Komponenten zusammen mit der vorhandenen Installation modernisiert werden können. Das bedeutet natürlich nicht, dass es auch Installationen geben kann, die diesen Zeitraum überdauern. Wer nun aber ein Smart Home mit Komponenten aufbaut, die aus Fernost für günstiges Geld erworben worden sind, kann davon ausgehen, dass die Haltbarkeit keine 20 Jahre ist. Das sollte man bei so einem vorhaben zumindest im Hinterkopf haben. Wenn nun die nötige Verkabelung speziell auf so ein System aufgebaut worden ist und die Komponenten nach 20 Jahren nicht mehr verfügbar sind, schaut man in die Röhre. Daher sollte dieser Punkt schon bei der Planung berücksichtigt werden.

Eine smarte Installation kann auf einer konventionellen Installation aufsetzen. Gerade für eine Bestandsimmobilie kann dies sehr interessant sein. Die vorhandene Infrastruktur kann genutzt werden und es müssen nur die bereits verbauten Schalter gegen smarte Komponenten getauscht werden. Hier kommen dann Funksysteme zum Einsatz. Bei einem Neubau kann dies aus Kostengründen ebenfalls gemacht werden – in den meisten Fällen setzt man aber auf eine verdrahtete Variante. Ob dies nun ein Bus, der durch das Haus verläuft sein muss oder eine sternförmige Verdrahtung, kommt stark auf das System an. Hier sollte man aber auch dringend darauf achten, dass man das System im späteren Lebenszyklus des Hauses wieder verwenden kann (Stichwort Lebensdauer der Komponenten).

Smart Home vorrüsten – ein sinvolles Vorgehen?

Ein Hausbau ist teuer und es gibt hunderte Baustellen neben der Elektroinstallation, die beachtet werden müssen. Sollte das Geld für ein vollwertiges Smart Home am Anfang nicht vorhanden sein, kann es trotzdem sinnvoll sein, bereits Vorkehrungen zu treffen um dieses später nachzurüsten. Dadurch kann man sich hohe Kosten für Renovierungsarbeiten im späteren Zeitverlauf sparen. Welche Vorkehrungen können hier getroffen werden? Für ein spätes Bussystem können z.B. Busleitungen zu den einzelnen Schalter vorgelegt werden oder zumindest Leerrohre für eine spätere Verlegung.

Ein größerer Schaltschrank, der später die Aktoren aufnehmen kann, eine sternförmige Verkabelung der Verbraucher um diese später separat schaltbar zu machen oder aber einfach der Platz an der Wand, der für einen größeren Schaltschrank genutzt werden kann. Wer anfänglich diese Kosten scheut, kann auch über die Nachrüstung mittels Funksystem nachdenken. Hier müssen nicht viele Vorkehrungen getroffen werden. Entscheidend ist meist, dass in jeder Schalterdose, die smart gemacht werden soll ein Neutralleiter „N“ vorhanden ist.