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Ein geräteübergreifendes Steuerungssystem


Ein Leben ohne Elektrizität, ohne die zahlreichen Haushaltsgeräte und Medien der Unterhaltung, erscheint Menschen in Industrieländern höchstens als romantischer Traum vorstellbar. Gleichwohl ist die Geschichte der Stromnutzung in Privathäusern noch recht jung. Mit der ersten Dynamomaschine, die Werner von Siemens (1816 bis 1892) in Berlin 1866 baute, begann zunächst die Starkstromtechnik. Thomas Alva Edison (1847 bis 1931) setzte dann 1882 in New York das erste Elektrizitätswerk in Betrieb. Bereits um 1885 gab es Gleichstromanlagen mit brauchbaren Motoren für Gewerbe und Industrie, bald darauf auch Glühlampen sowie erste elektrische Heiz- und Kochgeräte. Aber die Elektrifizierung der privaten Haushalte ging doch ziemlich zögerlich vonstatten. Elektroherd, Kühlschrank, Staubsauger, Wasch- und Spülmaschine, Radio, Telephon und Fernsehen wurden in Deutschland erst nach dem Zweiten Weltkrieg allgemeiner Standard. Hinzu kamen inzwischen Home Computer, vielfältige Unterhaltungs- und Kommunikationselektronik, Klimaanlagen, elektrische Garagentor- und Rolladenantriebe, Einbruchmeldeanlagen und andere Sicherheitssysteme.

Der Wettbewerb unter den Herstellern sorgte für immer neue, dazu leistungsfähigere und preisgünstigere Geräte. Zunehmendes Umweltbewußtsein der Konsumenten bewirkte, daß der Energieverbrauch vieler Produkte verringert wurde. Im Zuge dieser Entwicklung erhielten sie aufwendige elektronische Steuerungen. Schon manche Waschmaschine oder Heizung hat ein gewisses Maß an technischer Intelligenz, kann also Sensordaten aufnehmen und verarbeiten.

Nachdem wohl kaum noch ein Bereich privaten Lebens ohne die Unterstützung durch elektrische Systeme auskommen muß, sucht man nun die bislang getrennten und für sich arbeitenden Anwendungen zu koppeln: Einzelne Geräte werden miteinander vernetzt, tauschen Informationen aus und stimmen ihre Funktionen aufeinander ab.

Voraussetzung dafür ist eine gemeinsame, einheitliche Schnittstelle. Dazu wurde in jüngster Zeit der Europäische Installationsbus (EIB) als Industriestandard für die Datenleitung und das Protokoll des Informationstransfers etabliert. Mehr als hundert europäische Hersteller bieten bereits über viertausend entsprechend ausgerüstete Produkte an. Ein Steuerungssystem aus unserem Hause, Domotik genannt, ermöglicht die Kontrolle aller EIB-vernetzten Geräte mit einer einheitlichen Bedienoberfläche, der HomeAssistant-Software (Bild 1). Welche Vorteile sich daraus ergeben, ist am besten an den folgenden beiden Beispielen zu erläutern.


Bedarfsgerechtes Heizen

Etwa drei Viertel des Energieverbrauchs privater Haushalte entfallen auf das Heizen. Am jährlichen Gesamtenergieverbrauch in der Bundesrepublik hat das einen Anteil von rund 20 Prozent. Maßnahmen zum optimierten Heizen helfen also nicht nur, die Haushaltskasse zu schonen, sondern verringern auch den Ausstoß schädlicher oder klimawirksamer Gase.

Nun muß jede neu installierte Heizung der Wärmeschutzverordnung genügen. Große Steigerungen des Wirkungsgrades sind mithin nicht mehr zu erwarten. Woran einiges zu tun bleibt ist das Verhalten der Hausbewohner – oder eben an Technik, die sparsames Wirtschaften selber übernimmt. Daß man etwa beim Öffnen von Fenstern die Heizung in dem betreffenden Raum abstellen sollte ist zwar bekannt, wird aber selten befolgt. Herkömmliche Thermostatventile öffnen sogar den Zustrom warmen Wassers in den Heizkörper, wenn ihn kalte Luft umströmt. Von Vorteil wäre auch, wenn beispielsweise die Brennwerttherme einer Gasheizung nur so viel Wärme erzeugte, wie an den einzelnen Heizkörpern tatsächlich benötigt wird. Noch mehr Energie läßt sich sparen, wenn Räume nur beheizt werden, in denen sich überhaupt jemand aufhält.

Bei Domotik-Systemen sind deshalb Therme, elektrische Stellantriebe der Heizkörperventile und Temperaturregler in den einzelnen Räumen über den EIB miteinander und mit der Alarmanlage vernetzt. Diese erfährt von Magnetkontakten an den Fenstern, ob sie geschlossen sind. Derselbe Sensor kann das ohne zusätzliche Verkabelung auch dem Temperaturregler im Raum melden, der dann veranlaßt, daß das Heizkörperventil bis zum Erreichen einer Mindesttemperatur gedrosselt wird.

Die Gefahrenmeldeanlage wird in der Regel scharf geschaltet, wenn der letzte Bewohner das Haus verläßt. Dann läßt sich die Temperatur in allen oder in bestimmten Räumen senken. Zur vorgegebenen Uhrzeit oder wenn heimkehrende Bewohner die Alarmanlage inaktivieren, springt die Heizung wieder an. Die einzelnen Heizkörperventile melden der Therme zudem, wie weit sie geöffnet sind; daraus ermittelt sie direkt den wirklichen Bedarf an Wärme und erzeugt nicht mehr als erforderlich.

Die graphische Bedienoberfläche ermöglicht, an einer zentralen Stelle im Haus das Temperaturprofil für jeden Raum separat zu programmieren (Bild 2). So kann man für das Schlafzimmer behagliche Wärme beim morgendlichen Aufstehen vorgeben, es tagsüber und nachts dagegen kühl halten. Das Wohnzimmer wird nachmittags und abends auf ein komfortables Niveau, das Gästezimmer nur bei Bedarf geheizt. Trotzdem läßt sich die vorgegebene Raumtemperatur jederzeit über Regler an Ort und Stelle ändern.

Ohne Verzicht auf Komfort sind so bis zu 30 Prozent Energie einzusparen. Über ein Übertragungsgerät, wie es in vielen Alarmanlagen bereits vorhanden ist, kann man Domotik-Systeme überdies an das Telephonnetz anschließen, um sich aus der Ferne in die Heizungssteuerung einzuwählen, Informationen abzufragen oder zum Beispiel die Heizung ein-zuschalten, wenn man aus dem Winterurlaub heimfährt. Das Heizsystem kann aber auch von sich aus eine bestimmte Nummer anrufen und eine Meldung abschicken, wenn die Wartung fällig oder eine Störung aufgetreten ist; so sind bei längerer Abwesenheit Folgeschäden zu vermeiden.


Zentrale Rolle der Alarmanlage

Weil eine Alarmanlage von vielen Meldestellen im Haus Informationen erhält, kann sie per EIB abfragen, welche Geräte eingeschaltet sind, gegebenenfalls das Ausschalten veranlassen und den aktuellen Zustand ebenso wie offene Fenster und Türen den Bewohnern auf Displays in allen Zimmern anzeigen. Zusätzliche Kabel sind dafür nicht erforderlich. Beim Verlassen des Hauses scharf geschaltet, löscht sie das Licht oder startet ein Programm, das durch An- und Abschalten der Beleuchtung in verschiedenen Räumen sowie – bei längerer Abwesenheit sinnvoll – durch Betätigen der Rolläden Anwesenheit vortäuscht.

Bei Einbruchalarm erleuchtet sie das ganze Haus, um ungebetene Gäste zu vertreiben und dem automatisch herbeigerufenen Wachdienst die Orientierung zu erleichtern. Löst ein Brandmelder Alarm aus, aktiviert die Anlage eine Panikbeleuchtung oder die Kennzeichnung der Fluchtwege. Diese Funktionen sind mit einer herkömmlichen, isoliert installierten Alarmanlage nur sehr aufwendig zu realisieren. Bei vernetzten Systemen steht die Information "Alarm" von vornherein allen Geräten – also auch der Beleuchtungssteuerung – zur Verfügung.

Systeme der integrierten Haustechnik bieten also mehr Komfort und Sicherheit. Insbesondere behinderten und älteren Menschen können sie – bei entsprechend einfacher und zuverlässiger Bedienbarkeit – das Leben erleichtern. Elektrische Geräte mit einer EIB-Schnittstelle kosten allerdings je nach technischem Aufwand und Funktionsumfang zwischen 50 und 300 Mark mehr als gewöhnliche. Das mag zwar als relativ teuer erscheinen, doch sind die Zusatzleistungen so wesentlich preiswerter zu erzielen als mit herkömmlicher Technik (Bild 3). Am günstigsten ist es, schon beim Bau eines Hauses oder bei einer größeren Renovierung die Grundinstallation vorzusehen. Das System ist modular aufgebaut und flexibel; Änderungen und Erweiterungen erfordern mithin weniger Aufwand als herkömmliche Installationen.


Aus: Spektrum der Wissenschaft 11 / 1997, Seite 110
© Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH
11 / 1997

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft 11 / 1997

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