IoT-Gebäudesensoren

IoT-Gebäudesensoren sind kleine vernetzte Geräte, die Zustände in oder um ein Haus messen und die Messwerte an eine Zentrale, eine App oder einen Cloud-Dienst übermitteln. Der übliche Umfang im Wohnbau umfasst Temperatur, relative Luftfeuchtigkeit, CO2, Fensterkontakte, Wasserlecks und Energieverbrauch. Die meisten davon sind nur dann von Bedeutung, wenn ein Messwert etwas auslöst, etwa eine Lüftungsstufe, einen Heizungssollwert oder ein Ventil.

Was sind IoT-Gebäudesensoren und was messen sie?

Das Kürzel „IoT“ bedeutet, dass das Gerät mit einem Netzwerk verbunden ist und Messwerte meldet, ohne dass jemand ein Messgerät ablesen muss. Der Sensor bildet die Eingangsseite einer Smart-Home-Automatisierung: Sensoren melden, Regeln entscheiden, und Aktoren wie Ventile, Thermostate und Lüfter handeln. Im Haus werden in der Regel folgende Größen erfasst:

• Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit, meist in einem einzigen Gerät.
• CO2-Konzentration, die zeigt, wie viel Frischluft die Bewohner erhalten.
• Fenster- und Türkontakte, die anzeigen, ob eine Öffnung geöffnet ist.
• Wassermelder, die unter Geräten und dem Heizkessel auf dem Boden platziert werden.
• Energiezähler, von der Messung des gesamten Hauses bis zu einzelnen Stromkreisen.

Worin unterscheiden sich Zigbee, Z-Wave, Thread, Matter und Wi-Fi?

Diese Protokolle übertragen die Messwerte vom Sensor zur Steuerung. Zigbee und Z-Wave sind stromsparende Maschennetze, in denen netzbetriebene Geräte Nachrichten für ihre Nachbarn weiterleiten. Thread ist ein neueres stromsparendes Maschennetz, das einen Border Router benötigt, um das übrige Netzwerk zu erreichen. Matter ist kein Funkprotokoll, sondern ein Anwendungsstandard, der über Wi-Fi, Thread oder Ethernet läuft, sodass Geräte verschiedener Hersteller dieselbe Steuersprache verwenden können. Wi-Fi lässt sich einfach verbinden, verbraucht für batteriebetriebene Sensoren aber zu viel Strom.

Protokoll	Netzwerktyp	Typische Verwendung im Haus	Für batteriebetriebene Sensoren geeignet	Benötigt eine separate Zentrale
Zigbee	Stromsparendes Maschennetz per Funk	Sensoren, Schalter und Steckdosen vieler Hersteller	Ja	Meist ein Koordinator
Z-Wave	Stromsparendes Maschennetz per Funk im Sub-GHz-Band	Sensoren und Aktoren, in einigen europäischen Märkten verbreitet	Ja	Ja, ein Controller
Thread	Stromsparendes IPv6-Maschennetz	Neuere Sensoren und Beleuchtung	Ja	Ein Border Router
Matter	Anwendungsschicht über Wi-Fi, Thread oder Ethernet	Eine gemeinsame Steuersprache herstellerübergreifend	Abhängig vom Übertragungsweg	Nicht für Wi-Fi-Geräte
Wi-Fi	Leistungsstarker Funk zum Heimrouter	Kameras, Steckdosen und einige Luftqualitätsmonitore	Schlecht	Nein

Batteriebetriebene CO2- und Leckagesensoren sind noch überwiegend Zigbee-Produkte. Prüfen Sie deshalb vor dem Kauf, welchen Übertragungsweg Ihre Steuerung nativ unterstützt. Ein Sensor, der eine Bridge benötigt, bringt ein weiteres Gerät und einen weiteren Ausfallpunkt mit sich.

Welche Sensoren liefern in einem dichten Haus tatsächlich Entscheidungsgrundlagen?

In einem luftdichten Haus mit mechanischer Lüftung bestimmt die Luft den Komfort, und Sensordaten sind nur dann wertvoll, wenn sie die Lüftung oder die Heizung beeinflussen. CO2 ist der nützlichste einzelne Messwert für Lüftungsentscheidungen. Die Bewohner sind die Hauptquelle des CO2-Gehalts der Innenraumluft. Ein Wert, der im Schlafzimmer über Nacht hoch bleibt, zeigt daher, dass die Zuluft für die Personen im Raum zu gering ist. Zusammen mit der Luftfeuchtigkeit ergibt CO2 das umfassendere Bild der Innenraumluftqualität.

Die relative Luftfeuchtigkeit ist der zweite Messwert, der sich seinen Platz verdient. Feuchtigkeit aus Duschen, Kochen und Wäschetrocknen steigt dort, wo sie entsteht, rasch an. Ein Sensor an dieser Stelle zeigt daher, wann die Abluft länger laufen muss. Ein Messwert an einer kalten Ecke einer Außenwand kann vor Schimmelbildung auf Kondensat hinweisen. Deshalb ist der Verlauf der relativen Luftfeuchtigkeit wichtiger als jeder Einzelwert.

Sensor	Entscheidung, die er unterstützt	Ausgelöste Aktion	Bewertung
CO2	Hält die Lüftung mit der Zahl der Bewohner Schritt?	Lüfterstufe erhöhen oder Fenster öffnen	Lohnt sich in luftdichten Häusern
Relative Luftfeuchtigkeit	Baut sich Feuchtigkeit in Nassräumen oder an kalten Wänden auf?	Abluft länger laufen lassen, auf Kondensat prüfen	Lohnt sich in Nassräumen und an kalten Ecken
Wasserleck	Ist Wasser dort, wo es nicht sein soll?	Motorisiertes Ventil schließen und Alarm senden	Höchster Nutzen pro Gerät
Fensterkontakt	Ist ein Fenster offen, während die Heizung läuft?	Heizung pausieren und Lüftung protokollieren	Nützlich in Verbindung mit einem Thermostat
Energiezähler	Welcher Stromkreis oder welches Gerät verbraucht die Energie?	Gewohnheit oder Zeitplan anpassen	Nur, wenn jemand auf die Daten reagiert
Raumtemperatur	Liegt jeder Raum im erwarteten Bereich?	Heizkreise abgleichen	Oft doppelt zum Thermostat

Rechnen sich Leckagesensoren und Fensterkontakte?

Leckagesensoren rechnen sich in dem Sinne, der am meisten zählt. Ein Alarm kann ein motorisiertes Ventil schließen, bevor aus einem kleinen Leck ein beschädigter Estrich oder eine durchfeuchtete Wand wird. Ein Melder unter Waschmaschine, Geschirrspüler, Warmwasserbereiter oder Siphon deckt die Stellen ab, an denen Schäden meist beginnen. Die Kosten eines unbemerkten Lecks in einer Holzbalkendecke übersteigen das Gerät bei Weitem.

Fensterkontakte sind weniger spektakulär, aber für die Steuerung nützlich. Ein Fenster, das bei laufender Heizung offen bleibt, verschwendet Energie. Ein Kontaktsensor ermöglicht es dem Thermostat, die Heizung zu pausieren, ohne dass jemand daran denken muss.

Wann werden Sensoren zu reinen Daten?

Ein Sensor ist reine Dekoration, wenn keine Regel seinen Wert auswertet. Typisch ist ein Temperatursensor in jedem Raum, und alle melden in eine App mit einem Diagramm, das nach dem ersten Monat niemand mehr öffnet. Wenige gut platzierte Sensoren, die mit klaren Regeln verknüpft sind, übertreffen viele Sensoren, die nur aufzeichnen. Bevor Sie einen Sensor festlegen, benennen Sie die Aktion, die er auslöst: einen Sollwert, ein Ventil, eine Lüfterstufe oder einen Alarm, auf den jemand reagiert. Wenn Sie keine solche Aktion nennen können, lassen Sie den Sensor weg.

Welche Risiken bestehen für Datenschutz und Cloud-Abhängigkeit?

Sensordaten beschreiben den Alltag. CO2 steigt, wenn Menschen anwesend sind, Bewegungs- und Türkontakte verraten Gewohnheiten, und ein Feuchtigkeitsverlauf kann zeigen, wann ein Bad benutzt wird. Wenn jeder Messwert in die Cloud eines Herstellers geht, wird dieses Protokoll nach Bedingungen gespeichert, die die Bewohner womöglich nie gelesen haben. Wenn ein Hersteller einen Dienst einstellt oder das Internet ausfällt, reagieren Sensoren nicht mehr, deren Regeln über die Cloud laufen, und ein Leckalarm erreicht womöglich nie jemanden.

Lokale Steuerung verringert beide Risiken. Zigbee- und Matter-Geräte können ihre Regeln über eine Zentrale im Haus ausführen, sodass ein Leck auch bei einem Internetausfall das Ventil schließt. Ein kabelgebundener Bus wie KNX hält die Kernfunktionen auf Kabel ohne Funk- oder Cloud-Verbindung, allerdings zu höheren Installationskosten. Fragen Sie den Hersteller, wo die Regeln ausgeführt werden, wo die Daten gespeichert werden und ob das Gerät auch offline funktioniert.

Wie sollten Sensoren in einem neuen Haus in der Slowakei festgelegt werden?

Legen Sie die Sensorliste während der Planung fest, denn Kabelwege, Lüftungssteuerungen und der Standort der Zentrale hängen davon ab. Prüfen Sie zuerst, welche Werte das Lüftungsgerät bereits erfasst, da viele Geräte Feuchtigkeit oder CO2 intern messen. Platzieren Sie die Sensoren dann dort, wo die Entscheidung getroffen wird: ein Schlafzimmer und das Wohnzimmer für CO2, Bäder und die Küche für die Luftfeuchtigkeit sowie der Heizraum und die Geräteschächte für Lecks. Die Liste ist eine Entscheidung der Bauherren. Halten Sie die vereinbarte Liste daher im Planungsdokument fest und kennzeichnen Sie, welche Messwerte eine Aktion auslösen sollen und welche nur informativ sind.