Smart Home: Systeme, Möglichkeiten und Vorteile im Überblick

Was ist ein Smart Home?

Wer smart wohnen will, nutzt Geräte und Gewerke, die elektronisch vernetzt sind. Zur Herausforderung werden dabei unterschiedliche Standards für die Kommunikation. Selbst Fachleuten gelingt der Überblick über das riesige Angebot an Smart-Home-Lösungen kaum. Der Grund liegt in der Vielfalt der Gerätehersteller, die für ihre Produkte eigene – sogenannte proprietäre – Standards anbieten. Ohne Basiswissen gelingt keine zukunftsfähige Auswahl. Für Anwenderinnen und Anwender heisst die erste Lektion: Kommunikationsstandards nicht mit Übertragungsmedien oder Systemen verwechseln. Denn viele Systeme nutzen die gleichen Standards. Zum Einsatz sollte deshalb möglichst ein offener Standard kommen, der eine breite und herstellerunabhängige Kompatibilität gewährleistet.

Smart Home-Masterplan bringt Orientierung

Sinnvoll ist in jedem Fall ein «Masterplan», in dem die Standards, Übertragungswege und Systeme den gesteuerten Funktionen zugeordnet sind. Denn ein Haus kann weder mitdenken, wie es in einem Werbeslogan heisst, noch intelligent sein. Das Haus reagiert lediglich auf Befehle. Diese kommen als Signal von einer Zentraleinheit an die smarten Geräte. Messstellen beziehungsweise Sensoren melden Daten an die Zentrale. Dieser Austausch muss klappen. Deshalb ist der Kommunikationsstandard so zentral (Tabelle weiter unten).

Die Wege der Übertragung sind vom Status des Gebäudes abhängig: Im Neubau sind zumeist neue Kommunikationsleitungen verfügbar, die im Rohbau eingelegt werden können. Die Verkabelung wird mit Glasfaserleitungen ausgeführt, die eine Datenübertragung auf Basis des KNX-Standards erlauben. In älteren Häusern dürfte Funk die erste Wahl sein und auf den Kommunikationsstandards WLAN und Bluetooth beruhen. Um bestehende Gebäude smart aufzurüsten, eignen sich die Standards Powerline und Digitalstrom, die eine Datenübertragung über das Stromnetz ermöglichen.

Smart ohne App

Die vielen webbasierten Angebote lassen vergessen, dass viele Helfer im Haushalt und im Büro ohne Anbindung ans Internet gute Dienste leisten. Typisch dafür ist die automatische Übermittlung der Leistung einer Kochplatte an die Ablufthaube, sodass das Abluftvolumen dem tatsächlichen Kochvorgang entspricht. Die Küchengeräte eines grossen Herstellers lassen sich vernetzen und deren Status am Display des Backofens ablesen – Waschmaschine inklusive. Dazu sind weder Apps noch eine Internetverbindung notwendig. Die automatische Steuerung der Gartenbewässerung, seit Jahrzehnten in Gebrauch, braucht kein Internet.

Viele derartige Funktionen werden erst in Kombination mit einer Smart-Home-App richtig smart.

Smart-Home-Systeme und Kommunikationsstandards

Die Empfehlung, möglichst alle smarten Haushaltsgeräte von einem einzigen Hersteller zu kaufen, ermöglicht zwar deren optimale Kommunikation. Sie schränkt die Auswahl jedoch empfindlich ein und bindet die Kundinnen und Kunden an den jeweiligen Hersteller. Auch deshalb versuchen Verbände auf übergeordneter Ebene, einheitliche Standards für die Geräteindustrie zu etablieren. Der gewählte Kommunikationsstandard ist weitgehend unabhängig vom Übertragungsweg: Eine Vernetzung sollte über Funk genauso gut funktionieren wie über Kupferkabel («Telefonkabel») oder Stromleitungen («Powerline»).

DLNA-Standard ist weitverbreitet

Doch wie die elektronischen Anwendungen selbst haben auch Standardisierungsbemühungen oft nur ein kurzes Leben. Bis vor kurzem galt der Standard DLNA (Digital Living Network Alliance) als Durchbruch. Obwohl sich einzelne Hersteller davon abgewendet haben, organisiert heute eine externe Organisation die Network-Zertifizierung. Ein DLNA-Logo auf einem Gerät signalisiert deshalb weiterhin, dass die betreffende Hardware miteinander kommunizieren kann. Vor allem smarte Geräte aus dem Unterhaltungs- und Bürobereich wie Fernseher, Drucker, PCs und Smartphones lassen sich so vernetzen und ermöglichen internes Streaming. Eine weitere Besonderheit der DLNA-Vernetzung ist, dass nicht mehr zwingend der PC als Zentrale dient, sondern auch Fernseher, Tablets oder Smartphones diese Aufgabe übernehmen können. Der Vorteil: Das Streaming verbraucht deutlich weniger Strom als über einen Rechner. Die Plattform dlna.org bietet zudem eine gezielte Suche nach Geräten mit diesem Kommunikationsstandard.

Nicht alle Standards ermöglichen Vernetzung

Wer weitere Geräte aus der Küche oder im Smart Home intelligent nutzen und miteinander vernetzen möchte, muss sich derzeit noch gedulden. Für die meisten Produktsegmente existiert eine Vielzahl proprietärer Standards. Noch ist unklar, auf welche Lösungen sich die Hersteller langfristig einigen werden.

KNX als offener Kommunikationsstandard

Um haustechnische Gewerke wie Sonnenschutz, Lüftungsanlage oder Heizsystem miteinander zu vernetzen, setzen Planerinnen und Planer sowie Anbieter auf den offenen KNX-Kommunikationsstandard. Hinter KNX stehen heute fast 400 Hersteller. Der Vorteil des KNX-Standards ist seine Flexibilität: Er kann per Funk (KNX RF), über Powerline (KNX PL), über Kabel oder über Kupferleitungen (KNX TP – Twisted Pair) eingesetzt werden.

Die Qual der Wahl

Der pragmatische Ansatz bietet durchaus Vorteile. Wer lediglich einzelne Funktionen oder Geräte vernetzen oder fernsteuern möchte, fährt mit dem proprietären Standard eines Herstellers meist gut. Eine umfassende Vernetzung lässt sich zwar mit übergeordneten Kommunikationslösungen oder Gateways realisieren. Für Einfamilienhäuser ist dieser Aufwand jedoch häufig unverhältnismässig hoch. Vorerst dürfte deshalb ein smarter Gerätepark die Regel bleiben, der innerhalb verschiedener «Sprachinseln», also Bereiche mit einem einheitlichen Standard, kommuniziert.

Smart Home planen: Wie viel Smartness braucht dein Haus?

Die Automatisierung erleichtert das Wohnen und bietet viele nützliche Funktionen. Doch wie smart sollte ein Haus überhaupt ausgestattet sein? Vieles erhöht den Komfort, dennoch solltest du dir gut überlegen, welche Funktionen für dich wirklich sinnvoll sind.

Wer rund um die Uhr neben den eigenen Haushalts- und Haustechnikgeräten sitzt, braucht keine Smart-Home-Funktionen. Das Bedürfnis entsteht vor allem dann, wenn Geräte zu einem «unmöglichen» Zeitpunkt bedient werden müssen, sich weit entfernt befinden oder von einem bestimmten Ereignis abhängig sind – etwa wenn bei Dämmerung die Aussenbeleuchtung automatisch einschalten soll. Smart-Home-Funktionen ermöglichen die Steuerung der Geräte unabhängig von Zeit und Ort (Tabelle). Für solche Aufgaben gibt es bereits seit vielen Jahren bewährte Lösungen. Ein typisches Beispiel ist die Heizung im Ferienhaus: Die Fernsteuerung per Telefon gehört dort seit mehr als 20 Jahren zum Stand der Technik.

Smart Home: Anwendungsfelder im Wohnhaus

Smart Home ermöglicht, die Funktionen einzeln oder in Kombination anzusteuern.

Smart Home-Funktionen nach deinen Bedürfnissen

Der Digitalisierungsgrad bei der Steuerung eines Hauses richtet sich vor allem nach den individuellen Bedürfnissen der Bewohnenden. Vorgaben, welche Smart-Home-Funktionen ein Haus haben muss, gibt es nicht.

Licht, Sonnenschutz, Heizung, Multimedia, Sicherheit, Küche, Bad, Wohnen und Garten – nahezu alle Bereiche eines Hauses können vernetzt werden und sollten in die Planung einbezogen werden. Um die richtige Entscheidung zu treffen, solltest du zuerst deine persönlichen Bedürfnisse analysieren.

Vereinfacht lassen sich Smart-Home-Funktionen drei Gruppen zuordnen:

• Basics: Heizfunktionen über Smartphone oder PC mit EIN/AUS sowie Anpassung der Leistung und Störungsmeldung; Elektro- oder Wärmepumpenboiler EIN/AUS; Alarmfunktionen auf Smartphone mit Fenster- und Türöffnungskontakten, Schockbeleuchtung und akustischem Alarm.
• Nice to have: EIN/AUS der Beleuchtung mit und ohne Szenen; Sonnenstoren in Abhängigkeit der Raumtemperatur; Waschmaschine und Geschirrspüler EIN; Meldung «Paket» im Paketkasten; Sauna EIN; Dokumentation der Photovoltaikproduktion, Meldung bei Moduldefekten.
• High End: Einbindung externer Daten für Smart-Home-Funktionen (z. B. Wetterprognosen zur Steuerung der Heizung und der Wassererwärmung); Sicherheitsüberwachung rund ums Haus mit Kamera und Übertragung auf Smartphone oder PC; Küchengeräte EIN/AUS.

Sobald mehrere Geräte im Smart Home miteinander kommunizieren, ist die Anbindung an eine Webplattform empfehlenswert. Entweder nutzt du das Angebot eines Komponentenherstellers oder richtest eine eigene Plattform ein.

Bei einem Neubau lassen sich Smart-Home-Elemente besonders einfach integrieren. Die Auswahl an Netzwerktechnologien ist jedoch gross genug, um auch bestehende Häuser und Wohnungen nachträglich intelligent zu vernetzen.

Smart Home nachrüsten: Kabel, Funk und Planung

Bei der Komplettsanierung eines Gebäudes besteht die Möglichkeit, zusätzlich zur herkömmlichen Stromleitung auch ein weit verzweigtes Kabelnetz zu verlegen, um alle notwendigen Sensoren und Aktoren integrieren zu können. Bereits mit kostengünstiger Technik kann das Eigenheim daher in ein Smart Home verwandelt werden. Sensoren und Aktoren für das automatische Öffnen der Fenster und zur Steuerung des Heizsystems können oftmals von Eigenheimbesitzerinnen und Eigenheimbesitzern mit einem technischen Grundverständnis selbst installiert werden.

Modulare Funktechnik

Verschiedene Systeme haben sich zur nachträglichen Gebäudeausstattung bewährt und unterscheiden sich von den kabelgebundenen Systemen insofern, als auch die Funktechnik zur Datenübertragung genutzt wird. Diese sendet aber nicht permanent; eine Übertragung findet nur statt, wenn der Sensor Impulse an den Aktor per Funk übermittelt, beispielsweise beim Betätigen eines Lichtschalters. Die meisten Funksysteme sind modular aufgebaut und lassen sich auch in einem Altbau auf die Bedürfnisse der Nutzerinnen und Nutzer abstimmen.

Planung und Support

Hersteller von Smart-Home-Elementen sind nur innerhalb ihres Produktebereiches zuverlässige Ratgeber – dort aber kaum zu ersetzen. Wer Fragen zum Umfang einer Smart-Home-Lösung hat, sollte sich eine unabhängige Beratung gönnen. Auch im Web sind dazu einige Ratgeberseiten zu finden. Bei der Smart-Home-Planung können auch Fachpersonen beigezogen werden. Diese unterstützen dich bei Gesprächen mit deiner Installateurin oder deinem Installateur oder deiner Architektin oder deinem Architekten und kontrollieren die Installation bei der Inbetriebnahme und Programmierung.

Systeme selbst installieren oder installieren lassen?

Mit etwas Geschick und handwerklichem Können sind einfache Systeme selbst zu installieren. Eine Planung und Installation durch Fachpersonen ist bei Systemen über Kabel oder bei komplexen Funklösungen erforderlich.

Standardisierte Komponenten empfohlen

Ob Neubau oder Sanierung: Smart-Home-Systeme lassen sich untereinander nicht immer kombinieren. Umso sinnvoller ist es, sich für erweiterbare Module und standardisierte Komponenten zu entscheiden, wofür verschiedene Anbieterinnen und Anbieter infrage kommen.

Einen pragmatischen Ansatz verfolgen diejenigen Anbieterinnen und Anbieter, die das bestehende Stromnetz fit für die Übertragung elektronischer Daten machen. Eine solche Technologie ist «Powerline»: Mithilfe eines Adapters wird jede Steckdose zu einem Datenanschluss, der für Geräte mit Ethernet-Hub nutzbar ist.

Smart Home in der Mietwohnung

Auch als Mieterin oder Mieter kannst du deine Wohnung zum Smart Home machen, um von hohem Komfort oder tieferen Energiekosten zu profitieren. Allerdings sind dabei einige grundsätzliche Punkte zu beachten. Prof. Dr. Andrew Paice leitet das iHomeLab, ein Forschungszentrum für Gebäudeintelligenz an der Hochschule Luzern. Paice zufolge ist grundsätzlich zu unterscheiden zwischen Smart-Home-Lösungen, die bauliche Massnahmen erfordern, und solchen, die via Funk oder WLAN kommunizieren und ohne bauliche Eingriffe installiert werden können.

Nimmst du für dein Smart Home Veränderungen an der Substanz der Wohnung vor, musst du diese unbedingt vorgängig mit der Vermieterschaft absprechen und deren Einverständnis einholen. Die Installationen sind nämlich in der Regel mit Kosten verbunden, und es ist zu klären, wer sie übernimmt. Zahlst du die Installationen, musst du bei einem Auszug mit der Nachmieterin oder dem Nachmieter verhandeln, ob diese oder dieser einen Teil der Kosten übernimmt. Diese Frage stellt sich nicht, wenn du auf funk- oder WLAN-basierte Lösungen setzt, die sich auch gut für die Nachrüstung in bestehenden Bauten eignen. Denn wenn du in eine andere Wohnung umziehst, nimmst du die Geräte einfach mit und installierst sie in der neuen Wohnung.

Umbau als guter Zeitpunkt für Vermieterinnen und Vermieter

Für Vermieterinnen und Vermieter ist ein anstehender Umbau einer Liegenschaft ein idealer Zeitpunkt, sich eine Nachrüstung ihrer Mietwohnungen zum Smart Home zu überlegen. Denn eine Sanierung bietet sich an, um das intelligente Zuhause als Gesamtkonzept zu planen und die dafür nötigen Leitungen gleich einzuziehen. Dies bringt Vorteile gegenüber einem schrittweisen Vorgehen.

Plug-and-play noch am Anfang

Der Begriff Smart Home ist überall präsent. Doch die Entwicklung geht langsamer vor sich, als zu Beginn angenommen. Gründe dafür sind nebst den unterschiedlichen Standards die oftmals nicht ganz einfache Installation, die ein gewisses Mass an technischem Verständnis erfordert. Einfacher soll es werden, wenn die Geräte nur noch eingesteckt werden müssen und ohne komplizierte Installation funktionieren. Plug-and-play heisst hier das Schlagwort.

Welche Infrastruktur braucht ein Smart Home?

Die Elektrizitätsversorgung reicht bis in die hinterste Ecke unserer Häuser, kein Raum, in dem nicht ein Lichtschalter oder eine Steckdose installiert ist. Auf diesem Stand ist die IT-Infrastruktur noch nicht. Obwohl die Kommunikation durch Vernetzung – ob drahtgebunden oder wireless – zum Standard geworden ist, müssen Nutzerinnen und Nutzer von der Vielfalt in der Infrastruktur Abschied nehmen. Das Telefon funktionierte ein Jahrhundert lang über das Kupferkabel, der Fernseher empfängt seine Signale über das Koaxialkabel und das «Netzkommando» vom EW für den Boiler kommt über die übliche Stromleitung. In vielen Gemeinden rast schon heute die teilweise adressierte Botschaft über das Glasfasernetz in Wohnungen und Häuser und gelangt dort über das interne Netz an die Geräte. Möglich ist dies aufgrund des Internetprotokolls, der gemeinsamen «Sprache» der Geräte und Technologien.

Schnittstelle zwischen Aussen und Innen

Die Nahtstelle zwischen dem externen und dem internen Kommunikationsnetz befindet sich in der Regel im Wohnungsverteilkasten. Häufig ist der Kasten mit dem Sicherungskasten der 230-Volt-Versorgung kombiniert (links Strom, rechts Kommunikation oder umgekehrt). In diesem Kasten endet das Breitbandnetz mit den Glasfasern von Swisscom oder eines lokalen Elektrizitätswerks. Deshalb braucht es Wandler, in denen die optischen Signale der Glasfaserwelt in elektrische Impulse für die Endgeräte – Fernseher, Computer und Telefon – umgewandelt werden. Die Elektriker nennen diese Wandler «OTO» (Optical Telecommunication Outlet). Von diesem Zentrum aus ist die Wohnung oder das Haus sternförmig verkabelt. Die Kupferkabel enden entweder in Geräten oder in einer Wireless-Station, die als Signalverstärker eine drahtlose «Brücke» zum Laptop sicherstellt.

Die 230-Volt-Kabel und das Kommunikationsnetz sind zwar ähnlich aufgebaut, dürfen aber nicht ins gleiche Installationsrohr eingeschlauft werden. Fachpersonen empfehlen Installationsrohre mit einem Durchmesser von mindestens 25 mm. Für grosse Räume sollten sogar zwei Rohre verlegt werden, um genügend Reserve einzubauen. Tatsächlich sind die Kosten kaum von der Grösse des Rohres abhängig, doch eine spätere Nachrüstung ist teuer.

Unabhängiger mit privatem Hausnetz

Eine «offene» Telekom-Infrastruktur soll das Ziel sein, um langfristig unabhängig von einzelnen Anbieterinnen und Anbietern zu sein. Mit dem öffentlichen Glasfasernetz und einem privaten Hausnetz ist dies möglich: Die Hausbesitzerin oder der Hausbesitzer wählt den Provider selbst aus und nutzt ihn als «Briefträger». Die Leitung bis zum Haus baut das lokale EW oder Swisscom (oder beide zusammen), der Provider nutzt die Leitung und zahlt dafür eine Gebühr, die er der Kundin oder dem Kunden verrechnet. Nur Swisscom bietet beides an: Netzdienstleistungen als Provider und das Netz als Infrastruktur.

Welche Vorteile bietet ein Smart Home?

Wer in die Ferien aufbricht, erlebt oft einen nervösen Moment: Sind die Geräte zu Hause wirklich ausser Betrieb? Wenn du über das Smartphone oder Tablet entsprechende Zugriffsmöglichkeiten hast, kannst du beruhigt sein. Mit einem Fingerwisch schaltest du den Aus-Modus ein, drosselst die Heizungsanlage, schliesst die Fenster, knipst die Beleuchtung aus und schaltest die Alarmanlage ein. Doch damit nicht genug: Während du deine Ferien unbesorgt geniessen kannst, simulieren Rollladenbewegungen und Lichtveränderungen im Haus deine Anwesenheit.

So oder ähnlich sind weitere Szenarien denkbar: Bei ungebetenem Besuch werden Bewegungen mit einer Kamera aufgezeichnet und an dich oder direkt an ein Wachunternehmen übermittelt. Bei Rauchentwicklung setzt ein Rauchmelder nicht nur ein optisches oder akustisches Signal ab, sondern löst zudem einen Notruf aus. Und im Garten wird die Bewässerungsanlage aktiviert, falls die integrierte Wetterstation sommerliche Hitze voraussagt.

Geräte tauschen Informationen aus

Das Konzept des Smart Homes besteht darin, Geräte und Systeme miteinander zu vernetzen und zentral zu steuern. Durch die Vernetzung verschiedener Anlagen und Gewerke über Kabel, Starkstromleitungen sowie Funk können die Geräte Informationen austauschen.

Jede Heizungsanlage ist vorprogrammiert. Die elektronische Steuerung sorgt dafür, dass sich die Raumtemperatur automatisch auf Tag oder Nacht einstellt. Mit dem Zusatzinventar einer Gebäudeautomation, die Sensoren, Aktoren und Datenkabel umfasst, lässt sich jedoch weit mehr programmieren: Möglich sind etwa Raumfühler, die die Anwesenheit von Personen der Heizung melden, worauf die Anlage ihre Heizleistung drosselt. Oder ein elektronischer Kontaktsensor meldet offene Fenster: Die Heizungsanlage fährt ihren Betrieb automatisch herunter. In beiden Fällen wird weniger Heizwärme erzeugt und dadurch Energie gespart.

Flexibler Sonnenschutz und bedarfsgerechte Steuerung

Nicht nur eine intelligente Heizung fördert die Energieeffizienz. Auch der Sonnenschutz hilft bei entsprechender Vernetzung mit. Sind die Sonnenstoren mit einer Wetterstation verbunden, schliessen und öffnen sie sich abhängig von Sonneneinstrahlung und Raumtemperatur. Wer tagsüber abwesend ist, trifft so am Abend keine unangenehm überhitzte Wohnung an. Im Winter sorgt die Automatik zudem dafür, dass die Heizung bei Bedarf gedrosselt wird.

Die Gebäudeautomation kann unter anderem die bedarfs- und zeitgerechte Steuerung der Heizung, Beleuchtung, Lüftung und des Klimas sowie das Monitoring umfassen. Neben Energieeinsparungen profitieren die Bewohnenden auch von einem höheren Komfort. Zwischen verschiedenen Gewerken kann ein «intelligenter Dialog» entstehen:

• Die Lüftung kann zeitabhängig oder nach Komfortbedarf gesteuert werden, zum Beispiel bei zu hohem CO₂-Gehalt oder zu feuchter Luft.
• Bewegungsmelder im Keller oder Korridor schalten das Licht bedarfsgerecht ein und aus. Über einen Zentral-Aus-Schalter lassen sich alle Lampen im Haus mit einem Tastendruck ausschalten.
• Erfassung und Anzeige von Energieverbrauchsdaten wie Wärme, Strom, Wasser und Gas.

Smart Meter und intelligente Heizungssteuerung

Noch einen Schritt weiter geht der Smart Meter, der konventionelle Stromzähler ersetzt. Dieses Gerät erfasst Energiedaten elektronisch und kann sie nach Bedarf grafisch aufbereiten und übersichtlich darstellen. Solche Anzeigen werden inzwischen in innovativen Wohnbauprojekten als Sparanreiz für die Bewohnenden genutzt, um anonymisierte Vergleiche unter Nachbarinnen und Nachbarn zu ermöglichen. Der steigende Automatisierungs- und Digitalisierungsgrad trägt so zur Senkung des Energiekonsums im Wohnbereich bei.

Konventionelle Heizungssteuerungen berechnen die benötigte Heizleistung anhand der aktuellen Aussentemperatur. Dies ist aus zwei Gründen nicht optimal: Zum einen reagiert die Gebäudesubstanz verzögert auf Änderungen der Heizung und der Witterung. Zum anderen reicht die Aussentemperatur allein nicht aus, um die benötigte Heizleistung zu bestimmen. «Es liegt auf der Hand, dass fünf Grad Aussentemperatur mit oder ohne Wind, Sonne oder Regen völlig andere Anforderungen an die Heizleistung stellen», erklärt ETH-Ingenieur Antoine Eddé. Moderne Heizungssteuerungen beziehen deshalb zusätzlich Wetterprognosen mit ein. So weiss die Heizungsanlage mindestens einen halben Tag im Voraus, wie sie auf eine erwartete Aufhellung oder eine Kaltluftfront reagieren muss.

Sparpotenzial durch Wetterdaten

Es gibt verschiedene Prognosesysteme, die eine Gemeinsamkeit haben: Sie funktionieren einfach, sind benutzerfreundlich und reduzieren den Energieverbrauch dank optimierter Abläufe. Dazu werden die aktuelle und prognostizierte Wetterlage sowie Gebäudeeigenschaften wie Energiebilanz, Orientierung oder Beschattung und Messwerte aus dem Gebäude berücksichtigt. Der Aussenfühler der Heizungssteuerung wird dabei durch einen Empfänger ersetzt, der simulierte Aussentemperaturwerte an die Heizung übermittelt. Gleichzeitig erfassen kleine, drahtlose Sensoren die Daten in der Wohnung und werden einmal pro Tag aktualisiert. Die Innentemperatur bleibt so trotz schneller Witterungsänderungen konstant. Gemäss Herstellerangaben lassen sich dadurch durchschnittlich bis zu 15 Prozent Energie einsparen.

Vernetzter, selbsterklärender Betrieb

Andere Systeme bieten neben dem Einbezug von Wetterdaten eine raffinierte und gleichzeitig einfache Regelung der Wärmeerzeugung. Das System bringt die Bedienungsoberfläche – und damit auch das Verständnis für Komfort und Energie – quasi ins Wohnzimmer. Die Regelung lässt sich von jedem beliebigen Ort innerhalb des Handynetzes oder des Internets ansteuern. Gleichzeitig führt die integrale Steuerung verschiedener Systeme wie Sonnenkollektoren, Boiler oder anderer Wassererwärmer zu einer optimierten Betriebsweise, die Komfort, Energieeffizienz und erneuerbare Energien berücksichtigt.

Künstliche Intelligenz im Smart Home

Mit Smart-Home-Anwendungen kann die Steuerung von Heizung, Storen, Beleuchtung und Co. automatisiert sowie dezentral bedient werden. Eine Steuerung mit künstlicher Intelligenz geht noch weiter. Dank KI soll die Haustechnik ihren Betrieb selbstständig optimieren. Das Zuhause ist dann nicht nur smart, sondern auch lernfähig.

Herkömmliche Regler funktionieren nach dem Wenn-Dann-Prinzip. Die Heizung beispielsweise wird aktiviert, wenn die Raumtemperatur unter den eingestellten Sollwert fällt. Mit einer KI-Steuerung hingegen arbeitet das System keine programmierten Wenn-Dann-Funktionen ab, um den Sollwert zu erreichen. Der Algorithmus der KI-Steuerung soll durch maschinelles Lernen selbst den besten Weg finden. Dieser führt zu präziseren Ergebnissen und einem sparsameren Betrieb.

Komfortabel Energie sparen

Zum Lernen braucht die KI-Steuerung neben dem passenden Algorithmus relevante Daten. Beim Beispiel der Heizung sind das Daten zum Gebäude, zum Klima sowie zum Nutzerverhalten. Letzteres ist wichtig, weil es einen grossen Einfluss auf den Energieverbrauch hat. Herkömmliche Regler beziehen die Nutzenden und ihre Bedürfnisse jedoch nicht ein. Wenn wir aber die Heizung oder andere Technik selbst steuern, stellen wir oft unseren Komfort über ein energiesparendes Verhalten oder handeln einfach aus Gewohnheit. Dadurch verbrauchen wir auch in eigentlich sehr effizienten Häusern mehr Energie als nötig.

Dank künstlicher Intelligenz sollen die Bedürfnisse der Nutzenden erfüllt und dabei die Energie so effizient wie möglich genutzt werden. Der Komfort bleibt gleich oder steigt sogar. So soll etwa die Raumtemperatur konstant angenehm bleiben, ohne dass die Bewohnenden eingreifen müssen. Gleichzeitig funktioniert die Heizung energiesparender.

Veränderungen durch KI besser steuern

Lernfähige KI-Systeme ermitteln laufend die aktuell optimale Betriebsweise und reagieren selbstständig auf Veränderungen. Das kann ein Wetterumschwung sein, eine Änderung der Nutzung oder der Komfortansprüche sowie Anpassungen am Gebäude und der Haustechnik selbst.

Zudem kann künstliche Intelligenz vorausschauend regeln und etwa Räume entsprechend der Wetterprognose und dem erwarteten Verhalten der Nutzenden heizen. Dann springt die Heizung an einem kühlen Winterabend nach einem bewölkten Tag früher an und heizt die Räume auf die effizienteste Weise statt auf die schnellste. Das spart Energie. Und so oder so ist die Stube angenehm warm, wenn die Bewohnenden heimkommen.

Machine Learning: KI-Systeme erkennen Muster

Übrigens können auch herkömmliche Regelungen sehr präzise und effizient arbeiten. Dafür müssen sie allerdings jeweils sehr aufwendig spezifisch für ein Gebäude und seine Nutzung programmiert werden. Das ist zeitintensiv und teuer.

Künstliche Intelligenz kann die grossen Datenmengen viel schneller und oft auch genauer erfassen und verarbeiten als ein Mensch. Und weil sich die KI-Steuerung laufend selbst optimiert, muss sie niemand von Hand umprogrammieren, wenn sich die Bedingungen ändern. So könnten massgeschneiderte Haustechniklösungen für jedes Gebäude erschwinglich werden.

Anwendung von KI im Energiemanagement

KI kann nicht nur die Heizung, sondern die gesamte Haustechnik steuern und auch das Energiemanagement übernehmen. Sie könnte beispielsweise das Zusammenspiel von Photovoltaikanlage, Wärmepumpe und weiteren elektrischen Verbrauchern im Haus sowie einem Elektroauto regeln und so den Eigenverbrauch des selbst erzeugten Solarstroms optimieren.

Energie sparen ohne Sanierung

Erste KI-Lösungen für die Steuerung sowie für das Monitoring von Haustechnik sind bereits auf dem Markt oder befinden sich in der Pilotphase. Sie stellen Energieeinsparungen von rund 20 bis über 40 Prozent in Aussicht.

Das ist auch für unsanierte Altbauten interessant, selbst wenn dort die Einsparungen geringer ausfallen sollten. Schon bevor die fossile Heizung ersetzt und das Haus energetisch saniert wird, könnte man mit smarten Thermostaten an den Heizkörpern und einem selbstlernenden Regelalgorithmus schnell und einfach Energie sparen und damit Treibhausgasemissionen reduzieren.