Ein smartes Haus beginnt im Verteilerschrank, nicht in der App
Wenn mir ein Bauherr beim ersten Gespräch sagt, dass er ein smartes Haus möchte, meint er fast immer einen Bildschirm: ein Telefon, das die Lichter ausschaltet, die Rollläden herunterfährt und zeigt, wie viel das Dach heute erzeugt hat. Der Bildschirm ist der unwichtigste Teil des Ganzen. Ob sich Hausautomation auch nach Jahren noch bewährt, entscheidet sich an dem, was im Rohbau geplant und eingebaut wird: wo die Leitungen verlaufen, wie viel Platz der Verteilerschrank hat, wo die Sensoren sitzen und welche Geräte miteinander sprechen können, ohne einen Vermittler in der Cloud.
Deshalb frage ich zu Beginn nicht, welches System man kaufen soll, sondern ob es in einem Familienhaus überhaupt etwas gibt, das sich automatisieren lohnt. Und am Ende stehen die Punkte, über die Verkaufspräsentationen am wenigsten sprechen: Komplexität und die Abhängigkeit von der Person, die das System programmiert hat.
Was sich automatisieren lohnt und was nicht
Meine Regel lautet: Automatisieren Sie, was reagieren muss, wenn niemand zu Hause ist, und was häufiger geschieht, als ein Mensch hinterherkommt. Automatisieren Sie nicht, was Sie einmal am Tag mit einem Handgriff erledigen.
Heizung
Ein gut gedämmtes Haus mit Fußbodenheizung reagiert träge und verhält sich von selbst stabil. Raumweise Regelung bringt Komfort im Bad oder in einem kühleren Schlafzimmer. Zeitprogramme mit tiefen Nachtabsenkungen sparen in einem solchen Haus aber weniger, als sie versprechen, weil der Boden morgens nicht rechtzeitig wieder aufgeheizt werden kann. Der eigentliche Nutzen der Automatisierung liegt woanders: Die Steuerung weiß, dass ein Fenster offen steht, dass das Haus mehrere Tage leer stehen wird und dass das Dach gerade günstigen Strom erzeugt.
Verschattung
Hier zahlt sich Automatisierung am meisten aus. Eine dynamische Verschattung muss die außenliegenden Jalousien an der Westfassade auch dann herunterfahren, wenn die ganze Familie bei der Arbeit ist, und sie bei starkem Wind hochfahren, bevor die Lamellen beschädigt werden. Ohne Sonnen- und Windsensor versagt die Verschattung genau an den Tagen, an denen sie am dringendsten gebraucht wird. Warum außenliegende Verschattung der einzige verlässliche Schutz vor sommerlicher Hitze ist, behandelt der Text über sommerliche Überhitzung.
Lüftung
Die Wärmerückgewinnungslüftung hat ein eigenes Steuergerät und erledigt das meiste, was sie braucht, selbstständig. Sinnvoll ist eine Verbindung mit einem CO2- oder Feuchtesensor, der den Luftvolumenstrom erhöht, wenn Gäste kommen oder nach dem Duschen. Im Sommer sollte die Lüftung mit der Verschattung und der nächtlichen Lüftung abgestimmt sein. Entscheidend ist, ob das Gerät richtig eingeregelt ist. Der Artikel Wärmerückgewinnung in der Praxis behandelt das ausführlich.
Beleuchtung
Bei der Beleuchtung zahlen Menschen am häufigsten zu viel. Bewegungs- und Präsenzmelder, also Präsenzerkennung, machen im Flur, im begehbaren Kleiderschrank, im Technikraum und für die Außenbeleuchtung Sinn. Im Wohnzimmer und im Schlafzimmer schalten die Menschen sie nach einigen Wochen wieder ab, weil das Licht ausgeht, wenn jemand liest und sich dabei nicht bewegt. Ausführlicher schreibe ich darüber im Artikel Schichten der Innenraumbeleuchtung.
Photovoltaik und Verbrauch
Bei Photovoltaik bringt Automatisierung direkt Geld. Wer die Warmwasserbereitung, den Betrieb der Wärmepumpe und das Laden des Autos in Zeiten mit Stromüberschuss verlegt, erhöht genau den Eigenverbrauch, und das wird lange niemand von Hand tun. Diesem Thema ist ein eigener Abschnitt weiter unten gewidmet.
Kabelbus, Funk oder geschlossenes Ökosystem
Systemfamilien unterscheiden sich nicht darin, was sie einschalten können, sondern darin, wer sie in einigen Jahren reparieren wird und womit ein defektes Teil ersetzt werden kann.
KNX ist ein offener Bus-Standard. Sensoren, Taster und Aktoren werden durch ein eigenes Buskabel verbunden, das parallel zur Netzleitung verlegt wird. Der Standard ist in der europäischen Norm EN 50090 sowie in der internationalen Norm ISO/IEC 14543-3 festgelegt. Die Geräte stammen von vielen Herstellern und werden mit einem gemeinsamen Werkzeug programmiert, sodass ein defektes Modul durch eines einer anderen Marke ersetzt werden kann. Für die Beleuchtung gibt es einen ähnlich offenen Standard, DALI nach IEC 62386. Er steuert einzelne Leuchtenvorschaltgeräte an und bedient bis zu 64 Geräte an einer Leitung.
Funksysteme, inzwischen zunehmend auf dem Matter-Standard aufgebaut, lassen sich in ein fertiges Haus nachrüsten, ohne Wände aufzustemmen. Matter hat seine erste Version Ende 2022 von der Connectivity Standards Alliance veröffentlicht. Der Preis sind Batterien in den Sensoren, ein schwächeres Signal durch eine Stahlbetondecke und die kürzere Lebensdauer von Konsumelektronik. Die dritte Familie sind geschlossene Ökosysteme eines einzelnen Herstellers: bequem, aber nur so lange funktionsfähig, wie der Hersteller sie unterstützt.
| Systemfamilie | Verkabelung | Stärken | Risiko für die Lebensdauer |
|---|---|---|---|
| KNX-Bus | eigenes Buskabel zu jedem Gerät, Module im Verteilerschrank | Verschattung, Beleuchtung, Heizung und Zählung in einem offenen System | gering, Geräte sind herstellerübergreifend austauschbar; setzt ein dokumentiertes Projekt voraus |
| DALI für Beleuchtung | zweiadrige Steuerleitung zu den Leuchtenvorschaltgeräten | Dimmen und Szenen, Ansteuerung einzelner Leuchten | gering, wenn die Vorschaltgeräte zertifiziert sind; deckt nur die Beleuchtung ab |
| Funk mit offenem Standard (Matter, Thread, Zigbee) | Funknetz, batterie- oder netzbetrieben | Nachrüstung, mobile Sensoren, Bestandshäuser | mittel, hängt von Firmware-Updates und Signalqualität ab |
| geschlossenes Herstellerökosystem | Funk oder proprietärer Bus, oft mit Cloud | schnelle Installation, einheitliche Bedienung | hoch, das Ende des Supports oder der Cloud bedeutet das Ende der Funktion |
| integrierte Gerätesteuerungen (Wärmepumpe, Lüftungsgerät, Wechselrichter) | Steuergerät im Gerät, Schnittstelle nach außen | Kernfunktion, die immer laufen muss | gering, solange das übergeordnete System nur Anfragen sendet |
In der Praxis werden die Familien kombiniert. Ein sinnvolles Modell für einen Neubau ist ein verkabeltes Rückgrat für alles, was im Gebäude fest verbaut ist, also Verschattung, Beleuchtung, Heizung und Zählung. Für alles, was sich mit den Möbeln und dem Alltag ändert, eignet sich Funk. Für jede Komponente sollten Sie zwei Fragen stellen: Funktioniert sie lokal ohne Internet, und lässt sie sich durch ein Produkt einer anderen Marke ersetzen?
Was im Entwurf entschieden werden muss und was warten kann
Ein Kabel, ein Leerrohr und eine Dose kosten im Rohbau wenig. Nach dem Verputzen bedeutet dasselbe einen Schlitz, Staub und einen Kompromiss bei der Position. Das smarte Haus wird deshalb in der Elektroplanung entschieden, auch wenn noch nicht klar ist, welche Bedienung später an der Wand hängen wird.
| Funktion | Was im Entwurf enthalten sein muss | Was später ergänzt werden kann |
|---|---|---|
| motorisierte außenliegende Verschattung | Dose im Sturz, Leitung zu jedem Motor, Position des Wind- und Sonnensensors | Szenen, Zeitprogramme, Verknüpfung mit der Temperatur |
| Beleuchtung und Szenen | Stromkreise nach Ebenen, Position der Auslässe, Steuerleitung zu gedimmten Leuchten | konkrete Leuchten, Anzahl und Namen der Szenen |
| raumweise Heizungsregelung | Aufteilung der Fußbodenheizungskreise, Leitung zu Sensoren und Ventilantrieben | Zeitmodi, Verknüpfung mit Fenstern und Anwesenheit |
| Wärmerückgewinnungslüftung | Kanalführung, Leitung und Schnittstelle zwischen Gerät und übergeordnetem System | CO2- und Feuchtesensoren in den Räumen, wenn eine Versorgung vorbereitet ist |
| Photovoltaik und Energiemanagement | Leitung vom Modulfeld, Platz für den Wechselrichter, Zählung am Netzanschluss, Zuleitung zur Ladestation für das Auto | Batterie, Regelalgorithmus, Verknüpfung mit dem Tarif |
| Sensoren und Kontakte | Position der Präsenzmelder in der Decke, Fensterkontakte im Rahmen, Wetterstation im Außenbereich | Funk-Temperatur- und Feuchtesensoren, Wassermelder |
| Verteilerschrank und Datennetz | ein ausreichend großer Schrank mit Reserveplatz, Datenkabel zum Technikraum und zu den WLAN-Access-Points | weitere Module im vorbereiteten Reserveplatz |
Am meisten unterschätzt wird der Verteilerschrank selbst. Busmodule, Dimmer, Netzteile, ein Netzwerk-Switch und Schutzeinrichtungen brauchen Platz, Belüftung und Zugang. Ein Schrank, der am Übergabetag voll ist, bedeutet, dass jede spätere Erweiterung als zweiter Schrank im Flur endet. Reserveplatz muss eingeplant werden und darf nicht bloß gehofft werden. Die Position der Sensoren ist ebenso wichtig: Ein Präsenzmelder über der Tür sieht den Schreibtisch nicht, und eine Außentemperatur, die an einer sonnenbeschienenen Südwand gemessen wird, steuert die Heizung fälschlich.
Wärmepumpe, Photovoltaik und Energiemanagement
In einem Haus mit Wärmepumpe und Photovoltaik ist die interessanteste Automatisierung diejenige, die man kaum sieht. Ein Energiemanagementsystem überwacht, wie viel Strom das Dach erzeugt und wie viel ins Netz fließt. Es schaltet die Verbraucher ein, die warten können: das Aufheizen des Warmwasserspeichers, das Aufladen des Fußbodens um ein Grad höher, das Laden des Autos und gegebenenfalls einen Heimspeicher. Der Überschuss wird so in Wasser und Beton gespeichert, statt billig verkauft zu werden.
Voraussetzung ist, dass die Wärmepumpe einen externen Befehl annehmen kann. Die am weitesten verbreitete Schnittstelle ist SG Ready, die 2012 vom deutschen Wärmepumpenverband BWP gemeinsam mit Herstellern eingeführt wurde. Zwei Kontakte definieren vier Betriebszustände, von einer kurzfristigen Sperre bis zu einem Befehl, einzuschalten und die Speichertemperatur zu erhöhen. Die Schnittstelle ist an den konkreten Gerätetyp und seine Steuerung gebunden. Deshalb muss sie bei der Wahl der Wärmepumpe geprüft werden, nicht erst bei der Installation der Photovoltaik. Umfangreichere Möglichkeiten bietet die direkte Kommunikation über Modbus oder über die Schnittstelle des Herstellers. Sie erlaubt, die Leistung zu modulieren, statt sie nur ein- und auszuschalten.
Der nächste Schritt ist Demand Response, also die Reaktion auf den Preis oder auf ein Signal des Netzbetreibers. Mit dynamischen Tarifen, sofern der Versorger sie anbietet, verschieben sich Heizen und Laden in Stunden mit günstigerem Strom. Wie die Anlage selbst zu dimensionieren ist, behandelt Photovoltaik auf dem Familienhaus. Und die umgekehrte Logik des Passivhauses gilt auch hier: Je kleiner der Wärmebedarf, desto weniger gibt es zu steuern und desto weniger kommt es darauf an, wie clever die Steuerung ist.
Die ehrliche Grenze: Komplexität und der Integrator
Jede automatisierte Funktion ist eine Funktion, die ausfallen kann. Ein Schalter, der mit einer Leuchte verdrahtet ist, hat keine Firmware, kein Passwort und kein Update. Ein Bussystem hat alles drei, und wenn es ausfällt, wartet die Familie auf jemanden, der weiß, was programmiert wurde. Größere Gebäude haben eine ganze Disziplin der Gebäudeautomation mit Facility Manager und Wartungsvertrag. Ein Familienhaus hat keinen Facility Manager, und deshalb muss es einfacher sein.
Das größte Risiko ist nicht die Technik, sondern die Abhängigkeit von einem einzigen Integrator. Sie lässt sich begrenzen, wenn sie im Voraus vereinbart wird. Der Vertrag sollte diese Punkte enthalten:
- Übergabe des Systemprojekts. Bei KNX ist das die Projektdatei des Programmierwerkzeugs, bei anderen Systemen ein Export der Konfiguration.
- Zugänge und Passwörter im Namen des Eigentümers, nicht des Integrators, einschließlich des Administratorkontos.
- Geräteliste und Verteilerplan, der jedes Modul und jeden Stromkreis beschriftet.
- Manuelle Bedienung als Rückfallebene. Beleuchtung, Verschattung und Heizung müssen über einen Taster an der Wand funktionieren, auch wenn Server oder Internet ausfallen.
- Lokaler Betrieb. Keine Kernfunktion darf von der Cloud des Herstellers abhängen.
Sinnvoller ist es, wenige Funktionen zu haben, die zuverlässig laufen, als viele Funktionen, die nur eine Person versteht.
So gehen Sie vor
- Halten Sie fest, was das Haus selbstständig tun soll, während Sie abwesend sind, und was Sie von Hand steuern möchten. Erst danach wählen Sie ein System.
- Legen Sie das verkabelte Rückgrat für Verschattung, Beleuchtung, Heizung und Zählung vor der Elektroplanung fest.
- Prüfen Sie bei der Wahl von Wärmepumpe, Wechselrichter und Lüftungsgerät die Schnittstelle für externe Steuerung.
- Sichern Sie sich im Vertrag mit dem Integrator das Projektfile, die Zugriffsrechte und die manuelle Rückfallebene.
Das smarte Haus, das sich lohnt, ist dasjenige, das ein anderer Techniker nach zehn Jahren übernehmen kann, ohne die Wände zu öffnen.