Zehn Gebote einer guten Smart-Home-Planung

Voraussetzung für einen Teil der neuen Geschäftsmodelle ist die Digitalisierung, also die Erfassung und Bewertung von Verbrauchsdaten, die mit einem Smart Controller erfolgen kann. Foto: Urbansky Digitalisierung, Stadtwerke, Energieversorger
Voraussetzung für einen Teil der neuen Geschäftsmodelle ist die Digitalisierung, also die Erfassung und Bewertung von Verbrauchsdaten, die mit einem Smart Controller erfolgen kann. Foto: Urbansky

Das Mün­che­ner IGT – Insti­tut für Gebäu­de­tech­no­lo­gie gibt monat­lich Tipps heraus, mit denen Mietern, Ver­wal­tern und TGA-Ver­ant­wort­li­chen die Steue­rung der Haus­tech­nik leicht gemacht werden soll. Im Januar des neuen Jahres nun stellen sie zehn Gebote einer guten Smart-Home-Planung auf.

1. Anfor­de­run­gen aus Nut­zer­sicht ermit­teln

Zunächst müssen die Anfor­de­run­gen an die Auto­ma­tion ermit­telt werden.

Sowohl im Smart Home als auch in Büro­räu­men sind diese aus Nut­zer­sicht zu ermit­teln. D.h. die Anfor­de­run­gen müssen so for­mu­liert sein, dass ein „Nicht-Fachmann“ diese ver­steht und ent­schei­den kann, ob das als hilf­reich emp­fun­den wird oder nicht.

Diese Anfor­de­run­gen sind nicht nur als Grund­lage für die nächs­ten Schritte wichtig. Auch bei spä­te­ren Nach­bes­se­run­gen oder vor (erneu­ter) Ein­ar­bei­tung in eine kon­krete Pro­gram­mie­rung ist eine all­ge­meine Anfor­de­rungs­be­schrei­bung extrem hilf­reich.

Als Vorlage emp­feh­len wir unseren „Fra­ge­bo­gen“, dessen Auswahl dann in eine „Check­liste“ in Excel (inkl. Ergän­zung um Kom­men­tare) über­führt werden kann.

2. Kom­po­nen­ten auf Basis der Anfor­de­run­gen ermit­teln

Auf Basis der Anfor­de­run­gen können die Kom­po­nen­ten ermit­telt werden. Wer z.B. Beleuch­tungs­funk­tio­nen wünscht, wird Taster und Schalt-/Dimmaktoren benö­ti­gen.

Wer Ein­bruchs­ver­su­che erken­nen möchte, wird Fens­ter­kon­takte, Prä­senz­mel­der sowie Aktoren zur Alar­mie­rung (z.B. blin­ken­des Licht, Akti­vie­rung der Tür­klin­gel etc.) benö­ti­gen.

Diese Kom­po­nen­ten sollten dann in einen Grund­riss­plan ein­ge­tra­gen und mit einer Adresse ver­se­hen werden.

Par­al­lel kann man diese in einer Excel-Liste auf­neh­men und dort weiter spe­zi­fi­zie­ren.

Diese Adresse sollte dann später auf die Kom­po­nente auf­ge­bracht werden (Adress­auf­kle­ber oder manu­elle Beschrif­tung).

Damit kann man alle Kom­po­nen­ten vor dem Einbau vor­be­rei­ten (oft müssen Kom­po­nen­ten ein­ge­lernt oder in einem Bus-System bekannt gemacht werden – das geht in Werkstatt/Labor ein­fa­cher als nach dem Einbau im Gebäude).

Zum anderen kommen oft funk­ba­sierte Kom­po­nen­ten zum Einsatz, die orts­ver­än­der­lich sind. In solchen Fällen ist es wichtig, die Kom­po­nente iden­ti­fi­zie­ren zu können. Immer­hin ist es möglich, dass ähn­li­che Hand­sen­der in meh­re­ren Räumen vor­kom­men und ver­tauscht werden.

3. Gewähr­leis­tung einer intui­ti­ven Bedie­nung

Stellen Sie sicher, dass die Bedie­nung einfach und intui­tiv ist. So sollten Tas­ten­be­le­gun­gen in unter­schied­li­chen Räumen mög­lichst iden­tisch sein.

Auch sind Taster mit 8 Tasten, wie sie gerne in „moder­nen Gebäu­den“ zum Einsatz kommen, ganz furcht­bar imprak­ti­ka­bel und ein Beweis für Mangel an Zeit, Muße und/oder Ein­füh­lungs­ver­mö­gen des Planers.

Emp­feh­lens­wert ist die gra­phi­sche Doku­men­ta­tion der Tas­ten­be­le­gung wie nach­fol­gend abge­bil­det.

Dabei ist zu erken­nen, dass man so auch ganze Sze­na­rien („Panik“) bzw. Mehr­fach­funk­tio­nen (Unter­schei­dung „normale Betä­ti­gung“ vs. „Tas­ten­druck > 3s“) unter­schei­den kann.

Diese Art der Doku­men­ta­tion kann und sollte mit dem Kunden bespro­chen werden – damit kann dieser das so „frei­ge­ben“.

Dies ver­mei­det spätere Miss­ver­ständ­nisse bei der Über­gabe und schützt auch den Sys­tem­in­te­gra­tor vor kos­ten­lo­sen Nach­bes­se­rungs­ver­pflich­tun­gen.

Zusätz­lich sollten Controller-basierte Funk­tio­nen (wie z.B. Zeit­pro­gramme) ebenso text­lich beschrie­ben und ebenso früh­zei­tig mit dem Kunden abge­stimmt werden.

4. Planung der Funk­tio­na­li­tät – inklu­sive Unter­schei­dung „direkt“ und „controller-basiert“

Auf Basis von Anfor­de­run­gen und Kom­po­nen­ten muss ent­schie­den und doku­men­tiert werden, welche Funk­tio­nen über einen Con­trol­ler aus­ge­führt werden und welche Funk­tio­nen auch ohne Server möglich sind.

Hin­ter­grund ist, dass ein­heit­li­che Tech­no­lo­gien wie EnOcean oder KNX Funk­tio­nen auch so umge­setzt werden können, dass ein Sensor direkt auf einen Aktor wirkt.

Das hat den Vorteil, dass diese Funk­tion auch dann aus­ge­führt werden kann, falls der Con­trol­ler einmal aus­fal­len oder aus anderen Gründen nicht zur Ver­fü­gung stehen sollte. Dieses Sze­na­rio ist zum Glück sehr selten – aber nicht ganz unwahr­schein­lich. (Mehr dazu in Punkt 5)

Hier geht es nun um die Not­wen­dig­keit, die Unter­schei­dung zwi­schen direk­ten und con­trol­ler­ba­sier­ten Funk­tio­nen schon in den Pla­nungs­do­ku­men­ten zu hin­ter­le­gen.

Dazu gibt es zwei Emp­feh­lun­gen:

1. Man kann in den bis­he­ri­gen Doku­men­ten ergän­zend beschrei­ben, welche Funk­tio­nen auf jeden Fall auch direkt aus­führ­bar sind. Ent­we­der kann man dies in der Check­liste in der Spalte „Kom­men­tar“ ein­tra­gen oder auch bei den Tas­ten­be­le­gun­gen alle „direk­ten“ Funk­tio­nen in einer geson­der­ten Farbe mar­kie­ren.

2. Eine bessere Vari­ante ist die in Punkt 2 ange­deu­tete Kom­po­nen­ten­liste um eine Spalte „Funk­tio­nen“ zu ergän­zen. Um zu kenn­zeich­nen, dass z.B. ein Taster auf einen Aktor wirkt, wird in diese Spalte sowohl beim Taster als auch beim Aktor eine iden­ti­sche Funk­ti­ons­be­zeich­nung geschrie­ben. Wenn eine Funk­tion über den Con­trol­ler läuft oder vom Con­trol­ler aus­ge­löst wird, wird die Funk­ti­ons­be­zeich­nung beson­ders mar­kiert (z.B. durch Vor­an­stel­len eines ‚#‘).

5. Vor­be­rei­tung auf einen Total­aus­fall des Con­trol­lers

Wie bereits beim vorigen Punkt beschrie­ben, sind Smarthome-Controller grund­sätz­lich zuver­läs­sig. Dabei gibt es Unter­schiede je nach Her­stel­ler. Doch selbst bei „guten“ Her­stel­lern ist es grund­sätz­lich möglich, dass ein Con­trol­ler aus­fällt, „hängen bleibt“ oder ander­wei­tig nicht funk­ti­ons­be­reit ist.

In diesem Fällen ist es wichtig, einen grund­le­gen­den Gebäu­de­be­trieb zu ermög­li­chen. D.h. Licht muss ein-/ausschaltbar sein, Roll­lä­den müssen herauf-/herabgefahren werden können und im Winter muss eine Raum­hei­zung möglich sein.

Sehr hilf­reich ist es, wenn man eine Tech­no­lo­gie ver­wen­det, die auch direkte Ver­knüp­fun­gen zwi­schen Sen­so­ren (u.a. Taster) und Aktoren ermög­licht. Die dadurch umge­setz­ten Funk­tio­nen stehen somit auch bei Ausfall des Con­trol­lers zur Ver­fü­gung.

Ande­rer­seits kann man auch Aktoren mit Hand­be­die­nung ein­set­zen. Oft haben Zwi­schen­ste­cker und Stell­an­triebe die Mög­lich­keit einer manu­el­len Bedie­nung. An Unterputz-Aktoren lassen sich oft binäre Taster zur direk­ten Bedie­nung anschlie­ßen (somit mon­tie­ren und davor­set­zen). Bei Aktoren im Ver­tei­ler­kas­ten sollte man Komponenten/Relais mit Hand­be­die­nung wählen. Bei Stell­an­trie­ben für Heiz­kör­per ohne Hand­be­die­nung ist es ratsam, den einen oder anderen Heiz­kör­per­ther­mo­stat im Haus griff­be­reit zu haben – im Pro­blem­fall kann dann der auto­ma­ti­sierte Antrieb durch den Heiz­kör­per­ther­mo­stat mit wenigen Hand­grif­fen aus­ge­tauscht werden

Man braucht das nicht über­trei­ben und für jeden Aktor einen Hand­be­trieb oder eine Austausch-Möglichkeit vor­se­hen. Es ist aber ratsam, das für die wesent­li­chen Aktoren vor­zu­se­hen, die im Falle eines Controller-Ausfalls für die Nutz­bar­keit des Gebäu­des erfor­der­lich sind.

Wer das igno­riert handelt ähnlich fahr­läs­sig wie beim PC auf Sicher­heits­back­ups zu ver­zich­ten oder beim Auto bewusst ABS, Airbag etc. aus­zu­schal­ten – quasi nach dem Motto „da wird schon nix pas­sie­ren“!

6. Geeig­nete Tech­no­lo­gien aus­wäh­len

Ein wich­ti­ger Aspekt ist die kon­krete Wahl der Tech­no­lo­gie bzw. des kon­kre­ten Her­stel­lers. Gemäß Marketing-Prospekten der Her­stel­ler kann jeder alles. Bei genaue­rem Hin­se­hen offen­ba­ren sich sehr schnell große Unter­schiede. Ein paar Bei­spiele dazu:

Ein­fa­che, App-basierte Systeme haben den Vorteil, dass diese schnell und einfach in Betrieb genom­men werden können. Dabei stößt man sehr schnell an Grenzen, wenn man etwas mehr wie ganz ein­fa­che Anfor­de­run­gen umset­zen möchte. In diesem Fällen sind Con­trol­ler, die über ein Pro­gram­mier­tool am PC pro­gram­miert werden müssen, von Vorteil.

Con­trol­ler, die ledig­lich funk­ba­sierte Kom­po­nen­ten unter­stüt­zen, haben oft ein anspre­chen­des Design und können in der Wohnung einfach ins Regal gelegt oder auf das Side­board gestellt werden. Meist genügt das Ein­ste­cken in die Steck­dose und das Ein­rich­ten einer LAN-/WLAN-Verbindung. Mit stei­gen­den Anfor­de­run­gen kommen aber schnell For­de­run­gen nach Anschluss von binären oder ana­lo­gen Signal­ka­beln von/zu ent­spre­chen­den Kom­po­nen­ten hinzu. Hier sind Con­trol­ler im Vorteil, die ent­spre­chende Ein-/Ausgänge haben. Diese sind aber optisch weniger anspre­chend und werden somit übli­cher­weise in einem Ver­tei­ler­kas­ten etc. posi­tio­niert. Dabei sind diese dort besser geschützt als ein Con­trol­ler, der an belie­bi­ger Stelle in der Wohnung posi­tio­niert ist.

Pro­prie­täre Systeme, also Systeme, bei denen Con­trol­ler, Aktoren und Sen­so­ren nur von einem Her­stel­ler ange­bo­ten werden, haben den Nach­teil, dass man auf diesen Her­stel­ler ange­wie­sen ist. D.h. auch bei einem Nach­kauf in fünf oder zehn Jahren ist es erfor­der­lich, dass dieser Her­stelle dann auch immer noch exis­tiert und dieses System weiter pflegt und unter­stützt. Im sich derzeit sehr schnell ver­än­dern­den Markt der Smarthome-Systeme ist das keine Selbst­ver­ständ­lich­keit. Bei Wahl einer stan­dar­di­sier­ten Tech­no­lo­gie ist die Wahr­schein­lich­keit höher, dass diese auch in einigen Jahren noch ver­füg­bar ist. Das ist deshalb wichtig, da die Kosten für die Sen­so­ren und Aktoren im Gebäude meist deut­lich höher sind, als die Kosten eines Con­trol­lers. Sollte ein Con­trol­ler in einigen Jahren aus­fal­len und nicht mehr ersetzt werden können, ist es von Vorteil, die exis­ten­ten Sen­so­ren und Aktoren an einen anderen Con­trol­ler anbin­den zu können.

In Bezug auf die umsetz­ba­ren Anfor­de­run­gen gibt es bei pro­prie­tä­ren Sys­te­men ele­men­tare Unter­schiede. Viele Smarthome-Systeme bieten z.B. keinen Außen-Bewegungsmelder an – ein „Muss“ bei Anspruch an Einbruchsvermeidung/ ‑erken­nung. Oder auch die Anbin­dung von Fußbodenheizungs-Stellantrieben fehlt oft bei pro­prie­tä­ren Sys­te­men –für Nutzer einer ent­spre­chen­den Immo­bi­lie somit ein Aus­schluss­kri­te­rium. Daher muss man sich vor der Wahl des Systems/Herstellers ver­ge­wis­sern, ob ALLE gewünsch­ten Anfor­de­run­gen (siehe Schritt 1) vom ent­spre­chen­den System unter­stützt werden.
Dazu ein Tipp: Eine ein­fa­che Bewer­tung von Smarthome-Systemen kann über unser kos­ten­lo­ses Online-Tool unter durch­ge­führt werden.

7. Unau­to­ri­sierte Fern­zu­griffe ver­mei­den (Schutz vor Hacking)

Ein Fern­zu­griff ist für viele eine kom­for­ta­ble Sache. Dabei sollte man im Blick haben: Wenn Sie einen Fern­zu­griff haben, haben das andere womög­lich auch.

Somit sollte zunächst geklärt werden, ob ein Fern­zu­griff tat­säch­lich erfor­der­lich ist. Idea­ler­weise ist das Haus schlau genug, selber zu wissen, wann es was wann machen soll. Ein echtes Smart Home braucht keinen Fern­zu­griff. Im Falle einer Alar­mie­rung etc. kann auch in solchen Fällen vom Smart Home eine Nach­richt ver­sandt werden.

Sollte doch ein Fern­zu­griff gewünscht sein, muss dieser sicher ein­ge­rich­tet werden. Kom­plett fahr­läs­sig ist die ver­meint­lich ein­fa­che Vari­ante über Ein­rich­tung einer DynDNS-Adresse samt Port For­war­ding beim Router (für Details dazu wird auf ein­schlä­gige Web­sei­ten ver­wie­sen). In dieser Vari­ante ist der Con­trol­ler unge­schützt IT-Angriffen aus­ge­setzt.

Besser ist die Ein­rich­tung einer ver­schlüs­sel­ten Ver­bin­dung zu einem Cloud-Dienst. Viele Her­stel­ler von Smarthome-Systemen bieten dies inzwi­schen an. Über diese Vari­an­ten erfolgt die Legi­ti­mie­rung beim Cloud-Dienst. Dieser läuft auf Servern, die IT-Attacken erken­nen und unter­bin­den. Erst über diesen Cloud-Dienst erfolgt der Zugriff auf den hei­mi­schen Con­trol­ler.

Die beste Vari­ante ist die, eine eigene Fire­wall zu betrei­ben. Dabei ist das ein Stück Hard­ware zwi­schen Router und den Swit­chen. Idea­ler­weise sind das dann „managed“ Switche, die auch das Ein­rich­ten von VLAN (vir­tu­el­len LAN’s) ermög­li­chen. Bei VLAN’s kann genau vor­ge­ge­ben werden, welcher Netz­werk­teil­neh­mer mit welchem anderen Teil­neh­mer wie kom­mu­ni­zie­ren kann und welche Art der Kom­mu­ni­ka­tion nicht gesperrt ist.

In allen Fällen sollte geprüft werden, ob unge­nutzte Ports am Con­trol­ler geschlos­sen werden können. Sollte z.B. kein unver­schlüs­sel­ter http-Verkehr zuge­las­sen werden, sollte der Port 80 geschlos­sen werden. Dabei sorg­fäl­tig vor­ge­hen – sonst sperrt man sich selber aus!

8. Nach­be­treu­ung ver­ein­ba­ren

Jedes Smart Home braucht Nach­be­treu­ung. So genial ein Smart Home auch ist – es ist unüb­lich, dass es über Jahre feh­ler­frei läuft. Somit muss zwi­schen Kunde und Sys­tem­in­te­gra­tor ver­ein­bart werden, wie eine Nach­be­treu­ung aus­sieht.

Diese Nach­be­treu­ung sollte zum einen Not­ruf­num­mern sowie eine Ver­ein­ba­rung zu Reak­ti­ons­zei­ten umfas­sen. Par­al­lel sollten Not­fall­sze­na­rien für die wich­tigs­ten Funk­tio­nen zusam­men­ge­stellt werden, damit der Notfall kein Notfall mehr ist: Der Kunde hockt nicht auf glü­hen­den Kohlen und der Ser­vice­tech­ni­ker kann den Ser­vice­ter­min stress­freier planen.

Aber auch ohne sicht­li­chen Fehler ist es sinn­voll, z.B. wich­tige Funk­tio­nen regel­mä­ßig zu prüfen. Wenn der Ausfall einer Wet­ter­sta­tion nicht bemerkt wird, fahren im Sturm­fall womög­lich die Jalou­sien nicht ein und werden beschä­digt. Und wenn Leckage-Sensoren oder Fens­ter­kon­takte defekt sind, wird im Falle von Rohr­bruch oder Ein­bruch keine Alar­mie­rung aus­ge­löst. Somit sollten ins­be­son­dere sicher­heits­re­le­vante Funk­tio­nen in regel­mä­ßi­gen Abstän­den geprüft werden.

Wenn das beid­sei­tig ver­stan­den wird, ist ein Kunde bereit, dafür einen Ser­vice­ver­trag abzu­schlie­ßen und der Sys­tem­in­te­gra­tor hat eine kon­stante Ein­nah­me­quelle.

9. Zukünf­tige Erwei­ter­bar­keit vor­be­rei­ten

Der Appetit kommt beim Essen.“ Oft fangen Kunden zunächst mit einen gerin­gen Umfang an Smarthome-Anforderungen an. Wenn das stabil und zuver­läs­sig läuft und somit „gar nicht so kom­pli­ziert“ ist, kommen schnell Erwei­te­rungs­wün­sche auf.

Sinn­voll ist es somit, Erwei­te­rungs­mög­lich­kei­ten von vorn­her­ein zu berück­sich­ti­gen – sowohl bei der Auswahl der Tech­no­lo­gie als im Fall von Ver­ka­be­lungs­ar­bei­ten.

In Bezug auf Ver­ka­be­lungs­ar­bei­ten: In unserem Tipp des Monats „Smart Home Ready“ vom August 2018 hatten wir wesent­li­che Anfor­de­run­gen auf­ge­nom­men, die grund­sätz­lich bei einer Reno­vie­rung berück­sich­tigt werden sollten. Je mehr davon beach­tet wird, desto mehr ist die Instal­la­tion „Expan­sion Ready“.
10. Kein funk­ba­sier­tes System ohne Reich­wei­ten­pla­nung und Vor-Ort-Messungen.

10. Kein funk­ba­sier­tes System ohne Reich­wei­ten­pla­nung und Vor-Ort-Messungen

Im Umfeld von Smart Home und Raum­au­to­ma­tion gewin­nen funk­ba­sierte Kom­po­nen­ten zuneh­mend an Bedeu­tung. Im Falle von Bestands­ge­bäu­den ent­fällt das Ver­le­gen von Kabeln und selbst bei Neu­bau­ten haben funk­ba­sierte Sen­so­ren den Vorteil, dass diese belie­big umpo­si­tio­niert werden können.

Bitte dies­be­züg­lich keine Angst vor Elek­tro­smog. Die Kom­po­nen­ten senden immer nur kurze, schwa­che Funk­im­pulse und sind nicht mit den Dau­er­sen­dern wie WLAN-Router, Handy, Netz­teile etc. ver­gleich­bar (siehe auch unseren Tipp des Monats „Elek­tro­smog“ vom Juli 2019).

Aber bei Einsatz von funk­ba­sier­ten Kom­po­nen­ten müssen Reich­wei­ten beach­tet werden. Und diese sind leider je nach Gebäude bzw. Möblie­rung sehr unter­schied­lich. Beson­ders hilf­reich ist es, wenn man zur gewähl­ten Funk­tech­no­lo­gie Mess­ge­räte (für Signal­stärke und Daten­in­halt) sowie Repea­ter (zur test­wei­sen oder dau­er­haf­ten Instal­la­tion) ver­füg­bar hat. Wenn das nicht der Fall ist, tappt man bei Funk­ti­ons­stö­run­gen kom­plett im Dunkeln!

Mehr dazu hier.

 

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