Smartes Wohnen: Konzepte und Anwendungsmöglichkeiten von Smart Home Systemen

Der Begriff „Smart Home“ ist heutzutage in aller Munde. Bei jeder Gelegenheit sprechen Hersteller in ihrer Werbung von einem intelligenten Zuhause – sei es eine Kamera, eine Heizung oder einfach nur eine Glühbirne. Der Begriff ist somit sehr weit gefächert, weswegen wir uns heute das smarte Heim genauer anschauen wollen, um euch eine Übersicht über die vielen Anwendungsmöglichkeiten zu geben.

Das intelligente Heim

Auch wenn der Smart Home Bereich sehr vielseitig ist, so hat die Technologie doch eine klare Zielsetzung: den Alltag sicherer, energieeffizienter und komfortabler zu gestalten. Aufgrund der Vielfalt der Geräte kann es natürlich auch Überschneidungen geben. So kann ein Heizsystem gleichzeitig die Energieeffizienz steigern und auch den Komfort erhöhen.

Eines haben alle Lösungen gemeinsam. Ein effektives System besteht aus mehreren Geräten, was natürlich schnell ins Geld gehen kann. Deswegen empfehlen wir euch Ausschau nach Starterkits zu halten, bei denen ein Bundle von Geräten rabattiert zusammengefasst wird. Oft noch wichtiger sind Gutschein-Aktionen, mit denen man in Online-Shops den Preis nochmals senken kann. Manchmal werden diese Gutscheine von den Anbietern prominent beworben, oft geht das Angebot jedoch im schnelllebigen Internet unter. Deswegen haben sich Gutschein-Blogs, bei denen man die verfügbaren Coupons übersichtlich aufgelistet bekommt, etabliert. Praktisch ist beispielsweise das Angebot von Sparwelt. Hier wartet auf uns ein großes Archiv von Gutscheinen, Schnäppchen und Tipps von Reisen über Mode bis hin zur Technikwelt. So finden wir hier beispielsweise den aktuellen Saturn Top-Deal oder einen Hinweis auf die neue Chernobyl Blu-ray, die derzeit günstig vorbestellt werden kann. Heute schauen wir uns jedoch die Smart Home Welt an und wie man bei Starterkits noch einmal ordentlich sparen kann.

So funktioniert ein Smart Home

Bevor wir uns den einzelnen Anwendungsgebieten widmen, ist es wichtig zu verstehen, wie ein Smart Home funktioniert. Das Grundprinzip basiert auf einer Vernetzung von Geräten, die aufgrund vieler Faktoren Aufgaben ausführen. Ähnlich wie bei der Sensor-Technik gibt es einen „Soll-Wert“ und einen „Ist-Zustand“. Anhand von Algorithmen entscheidet die Schaltzentrale, welche Aktionen auszuführen sind, um den gewünschten Zustand zu erreichen. Dabei kann das System auch komplexere Zusammenhänge erfassen. So ist es möglich, dass eine Zentrale anhand der Erfassung unserer Position erkennt, dass wir auf dem Weg nach Hause sind. Als Folge wird die Heizung hochgefahren, bis ein definierter Wert (Temperatur) erreicht wird. Wenn wir in die Tür eintreten, wird das Licht eingeschaltet und die Musik gestartet. Das ist natürlich nur ein Szenario – die Möglichkeiten sind schier unendlich und lassen sich dank Schnittstellen, wie Apples Siri-Shortcuts umfangreich erweitern.

Ob man nun eine Automatisierung anstrebt oder eine Fernsteuerung (beispielsweise über Sprachbefehle), alle teilnehmenden Geräte müssen miteinander vernetzt werden. Hier gibt es verschiedene Funk-Systeme. Ein verbreiteter Standard ist Z-Wave. Dieser wurde speziell für die Anforderungen im Smart Home entwickelt. Der Vorteil ist hier eindeutig der geringe Energieverbrauch und die stabile Datenübertragung. Im Mittelpunkt steht stets eine Basis­vorrichtung, die das Funknetz herstellt. Alle verbundenen Geräte melden sich bei der Zentrale an und warten auf die Befehle und geben im Gegenzug einen Bericht über den aktuellen Zustand ab. Alle netzbetriebenen Geräte sind ständig Funk-aktiv und können daher auch als Router dienen, womit sich das Netz vergrößern lässt.

Es gibt noch viele weitere bewährte Funkstandards, wie ZigBee, EnOcean oder DECT ULE. Die Installation ist bei allen Systemen recht einfach gehalten. Die Schaltzentrale wird nur an die Steckdose angeschlossen. Die Automatisierung und Steuerung der einzelnen Smart Home Geräte erfolgt dann zumeist über eine App am Smartphone oder Tablet.

Das Wichtigste bei einem Heim, das mit Hilfe der Technik gesteuert und überwacht werden kann, ist natürlich die Absicherung des Systems. Wer wichtige Schutzmaßnahmen vernachlässigt, läuft Gefahr, dass sich ungewollte Personen Zugriff auf persönliche Daten und Geräte verschaffen. Glücklicherweise haben Hersteller diese Notwendigkeit erkannt und setzen Sicherheitslösungen ein, die einen fremden Zugriff verhindern sollen. Hierfür werden kryptografische Verfahren eingesetzt, die einen Einbruch in das System verhindern. Die Verschlüsselung wird in der Regel werkseitig von den Smart Home Standards aktiviert. Nutzer können darüber hinaus dafür sorgen, dass das System bestmöglich abgesichert ist. Beispielsweise ist es wichtig, dass Passwörter für den Zugriff komplex gehalten werden. Weiterhin sollten regelmäßig Software-Updates vorgenommen werden, die mögliche Sicherheitslücken beheben.

Anwendungsgebiete

Nachdem wir nun aufgeklärt sind, womit wir es bei einem Smart Home eigentlich zu tun haben, muss man natürlich auch wissen, was man in seinen eigenen vier Wänden smarter machen möchte. Wir erinnern uns – die Technik bietet: Sicherheit, Energie und Komfort.

Sicherheit

Sicherheit gehört zweifelsohne zu den wichtigsten Kategorien. Mit Kameras, Sensoren und Alarmsystemen lassen sich schnell ein effektives Überwachungssystem aufbauen. Insbesondere in der Urlaubszeit macht sich eine solche Einrichtung bezahlt.

Empfehlenswert sind Tür- und Fensterkontakte, die informieren, ob während der Abwesenheit ein Fenster oder die Tür geöffnet wird. Die Kontakte können natürlich auch für bestimmte Aktionen genutzt werden. So lässt sich unter anderem festlegen, dass die Heizung ausgeschaltet wird, wenn ein nahegelegenes Fenster geöffnet wird. Bewegungsmelder warnen zudem, wenn ein überwachter Bereich betreten wird. Dabei wird in der Regel ein Raum in einem Winkel von bis zu 90 Grad und bis zu einem Abstand von ca. 10 Meter erfasst.

Eine Kamera kann ebenfalls Bewegungen erfassen und gibt dabei einen Einblick in das Geschehen. Diese Lösung ist jedoch weitaus kostenintensiver, besonders wenn man mehrere Bereiche absichern will. Zu einem guten Überwachungssystem gehört natürlich auch eine Alarmsirene. Mit deren Hilfe kann die Schaltzentrale, neben der Meldung an ein Smartphone, auch ein eindrucksvolles akustisches Feedback geben.

Energie

Mit einem Smart Home lässt sich auch Energie sparen. Insbesondere die Automatisierung einer Heizungssteuerung birgt ein großes Einsparpotenzial. Im Alltag gehört die Nachlässigkeit zu den größten Faktoren von Energieverschwendung. Offene Fenster bei laufender Heizung, überhitzte Räume oder eine ineffiziente Bedienung sind hier die größten Übeltäter. Dieser Nachlässigkeit lässt sich einfach mit einem Smart Home entgegenwirken. Laut einer Forschungsstudie des Cologne Institute for Renewable Energy (CIRE) der TH Köln und der Kölner Energieversorger lässt sich mit einem modernen Smart Home System der Gasverbrauch um bis zu 30 Prozent reduzieren.

Grundsätzlich benötigt man für die Vernetzung von smarten Heizungskomponenten nicht viel. Natürlich muss jeder Heizkörper über ein Thermostat verfügen, welches mit der Basisstation zusammenarbeitet. Die Station bestimmt auch hier wieder den gewünschten „Soll-Wert“. Die Thermostate fahren anhand der Vorgabe und der aktuellen Temperatur die Leistung der einzelnen Heizkörper nun individuell hoch oder herunter, um die gewünschte Temperatur in den Räumen zu erreichen. Dabei geben Sensoren eine Rückmeldung über die momentane Zimmertemperatur („Ist-Zustand“), mit der die Zentrale die Regelung bestimmen kann. Wie bereits bei den Sicherheitssystemen erwähnt, lassen sich Tür- und Fensterkontakte sehr gut mit der Heizungssteuerung kombinieren, indem das Programm ein Heizen bei einem offenen Fenster verbietet.

In einem vollständig aufgerüsteten Smart Home reagiert die Heizung automatisch auf das aktuelle oder sogar das angesagte Wetter. Bei einer höheren Außentemperatur kann automatisch die Heizungsleistung vorzeitig gesenkt werden. Besonders in der Übergangszeit zwischen den Jahreszeiten ist das sehr praktisch. Weiterhin könnten die Rollläden auf das Wetter reagieren und die Wärme der Sonne nutzen, indem diese bei Sonnenschein hochgefahren werden. Wie wir bereits bemerkt haben – ein Smart Home bietet viele Möglichkeiten.

Komfort

Kommen wir jetzt zur schönsten Kategorie unseres Smart Home Ausflugs. Dank der smarten Elektronikgeräte lassen sich einige tägliche Routinen vereinfachen und sogar neue Möglichkeiten schaffen.

Neben den bereits erwähnten Einsatzgebieten findet wahrscheinlich die smarte Steckdose am häufigsten eine Verwendung im modernen Haushalt. Diese werden wie gewöhnliche Steckdosen angeschlossen und versorgen elektronische Geräte mit Energie. Über eine Funkverbindung sind die Steckdosen wieder mit der Zentrale verbunden und erhalten Befehle für den Schaltzustand, der auch anhand eines Zeitplans erfolgen kann. Mittlerweile haben sich auch Steckdosen auf den Markt etabliert, die keine lokale Zentrale benötigen. Diese Kandidaten verbinden sich meist über WLAN mit dem Internet und werden über einen externen Server gesteuert, der über eine App mit den Benutzereingaben versorgt wird. Hier lohnt sich, die Geräte miteinander zu vergleichen. Meist benötigen die WLAN-Kandidaten einen höheren Stromverbrauch für den Betrieb, als andere Funk-Lösungen wie Z-Wave. Dies trifft auch bei den smarten Glühbirnen zu, die ebenfalls sehr beliebt sind.

Während die Steckdosen in einem Preissegment von 15 bis 25 Euro unterwegs sind, muss man für eine Smart Home Beleuchtung rund 20 bis 40 Euro pro Lampe einplanen. Je nach Hersteller können die Preise stark variieren. Bei der Beleuchtung gibt Platzhirsch Philips Hue den Takt an. Schon früh wusste das Unternehmen mit seiner Neuinterpretation von „Ambilight“ zu begeistern. Heute wird das Farbenspiel von vielen Herstellern angeboten und dementsprechend kann man auch schnell ein Schnäppchen schießen.

Die smarte Zukunft

Es gibt noch viele weitere Möglichkeiten für ein angenehmes Smart Home. Die wohl komfortabelste Entwicklung im Smart Home Bereich sei jedoch zum Abschluss unseres Ausfluges noch einmal gesondert erwähnt. Mit Siri, Alexa und Co. können wir dem Smart Home komfortabel und auch effektiv unsere Wünsche äußern. Die Sprachassistenten sind mittlerweile so weit entwickelt, dass die Sprachbefehle akkurat erkannt und interpretiert werden. Ob wir in unser iPhone sprechen oder einen der zahlreichen Amazon Echos ansprechen – das Smart Home wartet nur auf einen Befehl. Den Trend hat auch Apple erkannt. So vermuten Analysten, dass der iPhone-Hersteller derzeit an einem Siri-Betriebssystem arbeitet, was die Sprachbedienung vielseitiger gestalten soll.

Der Voice-Markt hat ein großes Wachstumspotential, wie der aktuelle „Voice Tech Report“ zeigt. Schon 2025 soll der Markt an Sprachassistenten und Sprachtechnologien eine Billion US-Dollar schwer sein. In dem Zusammenhang könnten sich auch einige interessante Möglichkeiten für Apples eigene HomeKit Plattform entwickeln. Es bleibt somit spannend, denn die Hersteller haben definitiv Gefallen an der smarten Zukunft gefunden.