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

Zehn Gebote einer guten Smart-Home-Planung

von | 16. Januar 2020

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.

Frank Urbansky

Freier Jour­na­list und Fach­au­tor, unter anderem für die Fach­ma­ga­zine und Portale Brenn­stoff­spie­gel, Uniti; DW Die Woh­nungs­wirt­schaft und Immo­bi­li­en­wirt­schaft; Haufe-Lexware; Energie&Management; IVV, Huss Medien; Motor­tech­ni­sche Zeit­schrift und Sprin­ger­Pro­fes­sio­nal; Sprin­ger Fachverlag; SHK Profi und tab, Bau­ver­lag; stadt+werk, k21

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