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Gebäudeautomation: Diese Basics sollte man kennen
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Das smarte Haus verspricht mehr Komfort, Sicherheit und weniger Energieverbrauch. Bei der Beratung, Planung und Systemauswahl sollten Tischler, Schreiner und Innenausbauer aber einiges beachten.

Marian Behaneck

Gleich mehrere aktuelle Entwicklungen sprechen dafür, dass Smart Home, also die Automation und Vernetzung der Haus-, Geräte- und Unterhaltungstechnik, nicht aufzuhalten ist: Die gestiegenen Sicherheitsbedürfnisse, die zunehmende Alterung der Gesellschaft und die Notwendigkeit, Energie einzusparen – für all das verspricht die intelligente Gebäudesteuerung passende Lösungen: Smarte Schließsysteme von Haustüren, Toren oder Fenstern steigern die Sicherheit der Bewohner. Rollladensteuerungen nehmen älteren oder behinderten Bewohnern das anstrengende Öffnen und Schließen ab. Sensorgesteuerte Fensterlüftungen und Rollläden helfen beim Heizenergie-Sparen. Mit einem Marktpotenzial von 19 Milliarden Euro verspricht die technische Aufrüstung von Neu- und Bestandsgebäuden zudem lukrative Geschäfte. Holzhandwerker spezialisieren sich deshalb zunehmend auf die Beratung, Planung und den Einbau smarter Bauelemente (siehe auch Infokasten).

Wie funktioniert Smart-Home?

Um Kunden individuell beraten und das passende System auswählen zu können, sollte man einige „Basics“ kennen: Smart Home basiert auf einem vernetzten Zusammenspiel aus Sensoren, Aktoren, einem Datenübertragungssystem und einer zentralen Steuerung. Sensoren (Temperaturfühler, Bewegungsmelder etc.) geben per Datenleitung oder Funk digitale Signale direkt oder über eine Steuerzentrale an Aktoren (Antriebe, Schalter etc.) weiter. Daraufhin wird die programmierte Aktion (Lampe dimmen, Heizung drosseln, Sonnenschutz herunterfahren) ausgeführt. Die Aktionen können zeit-, temperatur-, wind-, regen-, anwesenheits-, App- oder sprachgesteuert erfolgen. Sensoren und Aktoren können neu programmiert oder zugeordnet werden, sodass die Gebäudesteuerung flexibel an neue Anforderungen angepasst werden kann. Schnittstellen (sogenante Gateways) sorgen über entsprechende Protokolle dafür, dass die einzelnen Ebenen und Geräte eines Smart Home-Systems miteinander kommunizieren können, auch wenn sie von unterschiedlichen Herstellern stammen. Die Übertragung dieser Informationen und Daten erfolgt per Kabel, Funk, das Stromnetz oder kombiniert über entsprechende Bussysteme. Aktuell erhältliche Hausautomationssysteme lassen sich in offene und geschlossene Systeme unterteilen. Offene Systeme bieten eine große Geräteauswahl, ermöglichen Kombinationen unterschiedlicher Produkte und sind damit weniger von einem Hersteller abhängig. Allerdings können Inkompatibilitäten auftreten. Nutzer geschlossener Systeme können zwar zwischen perfekt aufeinander abgestimmten Geräten wählen, allerdings nur eines Herstellers. Bei Störungen müssen Sie sich dafür nicht mit mehreren Ansprechpartnern auseinandersetzen.

Kabel oder Funk?

Kabelgebundene Bussysteme übertragen Signale über spezielle Bus-Kabel, die in der Regel unter Putz verlegt werden und deshalb Schlitz- und Stemmarbeiten voraussetzen. Das ist bei Neubauten in der Ausbauphase kein Problem, bei Altbauten nur dann, wenn sie grundsaniert und ohnehin in den Rohbauzustand versetzt werden. Zu den genormten, herstellerunabhängigen, kabelgebundenen Bus-Systemen (Binary Unit System) gehören der KNX-, LON- oder der BACnet-Standard. Kabelgebundene Bussysteme sollten bereits in früher Projektphase geplant werden, da die Größe der Steigzone, des Wohnungs- bzw. Geschossverteilers, die Dimensionen der Leerrohre, die Anzahl und Art der Anschlusspunkte und die Anzahl und Typen der Kommunikationskabel bestimmt werden müssen. Die Kunst besteht darin, alles vorausschauend so festzulegen und möglichst geschickt im Haus zu verteilen, dass eine flexible Nutzung über viele Jahre möglich ist. Funksysteme sind einfacher installierbar, preiswerter, flexibler und in der Altbaumodernisierung optimal, weil Schlitz- und Stemmarbeiten entfallen. Zu den wichtigsten Funk-Standards zählen Bluetooth, EnOcean, WLAN, ZigBee oder Z-Wave, die sich vor allem in der Reichweite (ca. 10 bis 100 m) unterscheiden. Auch auf das aktuelle Marktangebot an passenden Systemkomponenten und Geräten, auf die Möglichkeit, bestehende Deckenlampen etc. einzubinden und die Kosten sollte man achten. Nachteilig nahezu bei allen Funksystemen ist, dass irgendwann die Batterien gewechselt werden müssen. Lediglich batterielose Schalter des Herstellers EnOcean sind praktisch wartungsfrei. Eine weitere Nachrüst-Alternative ist die Powerline- oder Powernet-Technik, die zur Signalübertragung das vorhandene Stromnetz nutzt. Allerdings sind die dafür notwendigen Bauteile und Komponenten teuer und das alte Stromnetz muss intakt sein. Darüber hinaus kann es von außen durch Dimmer, Mehrfachsteckdosen, Elektrogeräte etc. zu Störeinflüssen kommen. Wichtige Powerline-Standards sind DigitalStrom oder LCN.

Lokal oder global?

Je nachdem, wie Steuerungs- und Sensordaten verarbeitet und gespeichert werden, unterscheidet man zwischen lokalen und cloudbasierten Smart Home-Systemen. Weil letztere die Daten zunächst online an einen externen Server senden, dort verarbeiten und zurück an den lokalen Aktor senden, haben sie eine Sicherheitsschwachstelle. Was dabei nämlich mit den Daten passiert, entzieht sich jeder Kontrolle. Schlimmstenfalls können das Nutzerverhalten der Bewohner ausgespäht und für Manipulationen genutzt werden. Funktioniert das cloudbasierte Smart Home-System nur mit Internetverbindung, können zudem eigene Verbindungsprobleme oder technische Störungen beim Internetprovider Smart Home-Funktionen beeinträchtigen oder ganz lahmlegen. Deshalb sollte eine App-Steuerung oder die Ausführung programmierter Funktionen auch offline möglich sein. Prinzipiell sicherer in Bezug auf die Daten- und Ausfallsicherheit sind lokale Inselsysteme, bei denen die Sensordaten ausschließlich im hauseigenen Server oder Steuergerät gespeichert und verarbeitet werden. Das ist zwar mit einigen Funktions- und Komforteinbußen verbunden (kein Fernzugriff, keine Push-Nachrichten, kein Sprachassistent). Dafür sind lokale Systeme sicher vor Hackerangriffen und funktionieren in vollem Umfang auch offline.

Kosten und Nutzen von Smart Home

Die Mehrkosten gegenüber konventioneller Installation sind abhängig von der verwendeten Technik und den Ansprüchen. Bus-Systeme kosten etwa 30 % mehr, je nach eingesetzter Technik und Ausbaustufe. Einstiegsangebote auf Basis von Funkstandards beginnen bei mehreren hundert Euro, wobei es sinnvoll ist, zunächst eine Grundausstattung auf Basis eines offenen Systems zu wählen, die bei Bedarf erweitert werden kann. Eine Vollverkabelung eines durchschnittlichen Mehrfamilienhauses mit Licht-, Heizungs- und Verschattungssteuerung kostet ab etwa 5000 Euro pro Wohneinheit.
Bei der Konzeption und Auswahl von Technik und Produkten sollte man neben den technischen Möglichkeiten und den Mehrkosten für smarte Endgeräte auch auf die Praxistauglichkeit, Unempfindlichkeit der Anlage gegenüber Störsignalen, die Wartungshäufigkeit und vor allem die Sicherheit achten. Bedenken sollte man bei Kosten-Nutzen-Rechnungen auch, dass Smart-Home zwar das Energiesparen unterstützt, selbst aber auch Strom kostet. Jedes funkgesteuerte Systembauteil (Steckdose, Lampe, Heizkörperventil etc.), jedes smarte Gerät im Standby-Modus braucht eine Batterie oder bedient sich aus dem Netz, was den Energieeinspareffekt mindert. Einer vom Bundesumweltministerium unterstützten Bund-Studie zufolge sorgt der Trend zur Heimautomatisierung insgesamt sogar für einen Anstieg des Stromverbrauchs. Danach erhöht sich der Verbrauch von Energie und Ressourcen mit der zunehmenden Verbreitung vernetzter Geräte im Haushalt deutlich – nicht nur aufgrund der Geräte-Herstellungsprozesse, sondern auch durch deren laufenden Betrieb.

Chancen, aber auch Herausforderungen

Es muss nicht immer gleich Smart-Home sein. Häufig reicht auch schon ein Zeitschalter, ein Temperatur-, Regen- oder Windsensor. Sollen aber möglichst viele Haustechnik-Komponenten miteinander vernetzt werden, sind Gebäudeautomationssysteme gefordert. Die smarte Technik muss aber störunempfindlich und manipulationssicher sein sowie aktuelle Sicherheitsstandards erfüllen. Experten warnen immer wieder vor Risiken, die von unzureichend verschlüsselten, veralteten Funkprotokollen ausgehen und teilweise noch immer in Systeme verbaut werden. Problematisch ist auch die in jedem smarten Gerät integrierte Betriebssoftware (Firmware), die selten oder überhaupt nicht aktualisiert wird und dadurch zunehmend anfälliger für Schadsoftware und Hackerangriffe wird. Zudem lassen sich mechanische oder elektronische Manipulationen beispielsweise bei Keyless-Haustürsystemen nicht ausschließen, was zum Teil auch an unzureichenden Sicherheitsstandards liegt.
Dennoch sollten Holzhandwerker die Chancen des wachsenden Smart-Home-Markts nutzen. Die Themen Komfort und Sicherheit werden aufgrund des demografischen Wandels und des Sicherheitsbedürfnisses vor allem älterer Bevölkerungskreise zunehmend wichtiger. Komfort und Sicherheit steigern zudem den Marktwert von Immobilien. Allerdings sollte man bei der Auswahl bewährte, einfach zu installierende und bedienbare Systeme von namhaften Anbietern favorisieren und wichtige Grundregeln bei der Montage beachten (siehe Infokasten).


Zusatz-Info

Das können Holzwerker tun

Haustüren/Tore: … lassen sich über smarte Schlösser per App, Smart-Watch, Zahlencode oder Fingerabdruck-Scanner öffnen. Lokale Bluetooth-Lösungen beschränken sich auf Türfunktionen, Cloud-Lösungen können in Smart Home-Konzepte eingebunden werden. Beachten sollte man Sicherheitsstandards, Wartungs-/Batteriewechselzyklen sowie Notfallszenarien.

Fenster: Automatische Fensterlüftungen können das Raumklima regulieren, Schimmelbildung vorbeugen und Heizenergie einsparen. Das automatische Schließen gekippter Fenster bei Abwesenheit der Bewohner beugt zudem Einbrüchen vor.

Rollladen/Markisen: Ob zuhause per Knopfdruck oder unterwegs per App – Rollläden oder Markisen lassen sich automatisch steuern. Das ist bequem und erleichtert älteren oder behinderten Bewohnern den Alltag. Temperatur-, tageszeit-, wind- oder regensensor-gesteuerte Systeme sparen Energie und vermeiden Schäden.

Einbruchschutz: Vernetzte Fenster- und Haustürsensoren, Glasbruch-, Bewegungs- und Rauchmelder oder eine Anwesenheitssimulation bieten ebenso Schutz vor Einbrüchen, wie das selbständige Schließen von Haustüren und Fenstern, wenn Bewohner das Gebäude verlassen. Im Alarmfall werden Sirenen aktiviert, Nachrichten versandt oder Wachdienste alarmiert.


Zusatz-Info

Das sollten Holzwerker beachten

  • Kabelgebundene Bussysteme bevorzugen, da sie störunempfindlich, einfacher und kostengünstiger im Betrieb sind.
  • Bei funkbasierenden Systemen auf Reichweite, Störsicherheit und Wartungszyklen (Batterieverbrauch) achten.
  • Da Aktoren viel Energie benötigen, müssen an smarten Bauelementen stets Elektroanschlüsse vorhanden sein.
  • Eine 24-V-Spannungsversorgung ermöglicht eine einfache Montage auch ohne Elektrofachkraft und minimiert Leitungsquerschnitte.
  • Elekr. Bauteile stets so einbauen, dass sie vor Feuchtigkeit, extremer Temperatur oder mechanischer Belastung geschützt sind.
  • Anlagensicherheit beachten: verschlüsselte Funkprotokolle, aktuelle Sicherheitsstandards, sichere Webzugänge und Datenübertragungen etc.
  • Frühzeitig mit Architekt, Elektrofachplaner und Hersteller Details wie Leitungsführung, Übergabepunkte etc. abstimmen.
  • Andere Gewerke mit einbeziehen, um Licht, Heizung, Kühlung und Lüftung in das Smart-Home-Konzept einzubinden.
  • Smarte Bauelemente mit elektrischem Antrieb unterliegen gemäß Maschinenrichtlinie speziellen Sicherheitsanforderungen. Dazu ift-Fachinformation „Smart Home mit modernen Bauelementen“ beachten.

www.ift-rosenheim.de


Zusatz-Info

Wer darf was?

Eigenheimbesitzern oder Bauherren sind bei der technischen Aufrüstung ihrer Immobilie keine Grenzen gesetzt. Von drahtlosen Nachrüstsystemen im Altbau, bis zur fest verbauten Kabel-Komplettlösung im Neubau ist technisch alles möglich. Etwas eingeschränkter sind Wohnungseigentümer. So zählen Eingangstüren, Außenfenster, meist auch Heizkörper und -ventile zum Gemeinschaftseigentum. Technische Veränderungen setzen dann eine Zustimmung der Eigentümergemeinschaft voraus. Da Veränderungen an der Wohnung beim Auszug wieder rückgängig gemacht werden müssen, sollten sich Mieter auf einfache, rückbaufähige Smart-Home-Lösungen beschränken, beispielsweise Zeitschaltuhren für Rollläden oder eine Beleuchtungssteuerung.

Weitere Infos

www.baunetzwissen.de

Rubrik „Elektro“

www.gebaeudedigital.de

B2B Gebäudetechnik-Magazin

www.intelligenteswohnen.com

Initiative Intelligentes Wohnen

www.smarthomes.de

B2C Gebäudetechnik-Magazin

www.wikipedia.de

Suche: „Raum-/Gebäudeautomation“ etc.


Der Autor

Dipl.-Ing. Marian Behaneck ist freier Journalist mit den Schwerpunkten Software, Hardware und IT im Baubereich.

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