Das Schaubild zeigt verschiedene Möglichkeiten, wie smarte Bauteile eingesetzt werden können. Nähere Informationen zur Darstellung erhalten Sie auf Anfrage unter +49 8031 261-2150.

Smart Home mit modernen Fenstern, Türen und Toren

Verbesserung von Komfort, Sicherheit und Energieeffizienz mit „smarter“ Antriebs-, Sensor- und Steuerungstechnik

Lesezeit: 6 Minuten

Digitalisierung allerorten – ob im Auto, im Büro, in der Produktion oder im privaten Bereich. Internet und Smartphones „erobern“ nun auch unser Zuhause. Dies verwundert nicht, denn „smarte“ Garagentore, Haustüren, Fenster oder Rollladen- und Sonnenschutzsysteme verbessern Energieeffizienz, Komfort und Sicherheit – insbesondere für ältere Personen oder Menschen mit physischen Einschränkungen.

Bezüglich des Komforts steht das einfache Öffnen bzw. Bedienen von Rollläden, Fenstern, Türen, Garagentoren oder einer Zentralverriegelung fürs ganze Haus auf der Wunschliste vieler Menschen.

Die Sicherheit lässt sich durch Zutrittskontrollsysteme in der Haustür oder mittels Einbruch-, Bewegungs- bzw. Glasbruchmeldern in Fenstern verbessern. Diese sind idealerweise mit einer Alarmsirene verbunden und aktivieren bei einer durch die Intelligenz der Steuerung erkannten Gefahr ein Anwesenheitsszenario. Dann wird in ausgewählten Räumen das Licht angeschaltet, und die Rollläden werden geöffnet, um so die Anwesenheit von Personen vorzuspielen.

Eine gesündere Luft-/Raumqualität erhält man, wenn der Sensor eine Überschreitung der Grenzwerte für CO2 oder Luftfeuchte meldet und sich die Fenster automatisch öffnen. Das geht aber auch anders herum, falls die Außenluft schlechter ist als die Innenluft, oder Regen und Sturm drohen. Wenn die Fenstersteuerung mit der Heizung gekoppelt ist und diese bei offenen Fenstern deaktiviert wird, können die Energiekosten bis zu 10 % verringert werden.

Das Schaubild zeigt verschiedene Möglichkeiten, wie smarte Bauteile eingesetzt werden können. Nähere Informationen zur Darstellung erhalten Sie auf Anfrage unter +49 8031 261-2150.
Bild 1: Smart Home Möglichkeiten mit modernen Bauelementen (Fuhr)
Das Schaubild zeigt Hinweise zur Umsetzung einer Smart Home Planung. Nähere Informationen zur Darstellung erhalten Sie auf Anfrage unter +49 8031 261-2150.
Bild 2: Mit dem kostenlosen Smart Home Planer des IGT können Bauherren ihre Wünsche und Prioritäten für Smart Home-Systeme ermitteln (Bild: Institut für Gebäudeautomation IGT).

Bei diesen vielen Möglichkeiten ist es wichtig, dass der Bauherr oder Nutzer seine Wünsche und Erwartungen analysiert und definiert, damit das System passend ausgelegt wird. Hilfe bietet hier das Online Tool des Instituts für Gebäudetechnik (www.igt-institut.de/Smart Home-fragebogen/). Das Ziel muss es sein, dass der Alltag der Bewohner einfacher, sicherer und gesünder wird, und die Zeitersparnis nicht durch eine komplizierte Bedienung „aufgefressen“ wird.

Planungstipps für Fenster und Türen

Eine Studie des Fachbereichs Gebäudeautomation der Hochschule Rosenheim zeigt, dass die meisten Nutzer leicht bedienbare und installierbare Smart Home-Funktionen wollen. Eine Ausstattung der Fenster und Türen mit funkgesteuerten Einbruch- und Glasbruchsensoren erfordert keine Verlegung von Leitungen und verbessert schnell die Sicherheit. Warum sollte man also nicht Fenster und Türen mit einem Sensor oder einem Fenstergriff ausstatten, der den Zustand offen/geschlossen/gekippt erfasst, bei einem Einbruchversuch einen Alarm aktiviert und an das Smartphone meldet?

Auch der einfache Zugang durch die Haus- oder Garagentür mittels Motorschloss in Verbindung mit Fingerprint, Zahlencode, Funk-Chip (inkl. Near-Field-Communication Technik), Smartphone oder Sprachsteuerung wird schon häufig eingesetzt und gehört im gehobenen Wohnungsbau schon fast zum Standard. Mittlerweile funktioniert die Smart Home-Technik zuverlässig und ist in zahlreichen Projekten erprobt. Manche Anbieter bieten „Smart Home-Ready“-Produkte an, bei denen für eine automatische Haustür beispielsweise nur eine Steckdose in der Nähe sein muss. Allerdings sollte das gute alte mechanische Schloss mit Schließzylinder nicht fehlen, falls Strom, Akku oder Technik versagen.

Cartoons, die verschiedene Belastungssituationen für Bauteile zeigen (Einsatz in Schulen, Altenheimen)
Bild 3: Fenster und Türen mit Smart Home-Funktionen bieten viele Vorteile für Komfort, Sicherheit und Luftqualität
Garagentor, das per Funk geöffnet wird und smarter Antrieb
Bild 4: Intelligentes Garagentor mit IR-/Licht-Bewegungssensor, Einbruchalarm, Parkpositionslaser und weiteren Funktionen (Bild: Teckentrup, ift-Sonderschau R+T 2018)

Ein weiteres interessantes Beispiel sind intelligente Garagentore mit integrierter Sensor- und Steuerungstechnik. Diese hält das Garagentor im oberen Segment so lange geöffnet, bis ein nasses Auto getrocknet ist und der Feuchtigkeitssensor „grünes Licht“ für „das Schließen“ gibt. Ein Licht-oder Bewegungssensor in Verbindung mit einem IR-Sensor erkennt, ob sich ein Mensch oder nur die Katze in der Garage aufhält und sorgt bei Bedarf für einen automatischen Alarm sowie eine Nachricht an ein Smartphone. Ein integrierter Parkpositionslaser, Fernwartung und die LED-Beleuchtung komplettieren das Komfort-Paket.

Der Kauf sollte bei etablierten Herstellern aus dem Baubereich erfolgen, die schon viele Jahre am Markt sind und somit eine verlässliche Versorgung mit mechanischen und elektronischen Ersatzteilen garantieren.

Für Bauelemente mit elektrischen Komponenten sind folgende Aspekte bei der Produktwahl zu bedenken:

  • Die Installation und Konfiguration sollte per „Plug-and-Play“ erfolgen und so einfach sein, dass diese nach Einweisung auch vom Bauherrn zu bedienen ist.
  • Hohe Zuverlässigkeit und Dauerhaftigkeit (Garantie für Ersatzteile, Service und Updates) für die Smart Home-Komponenten für 10 bis 15 Jahre, weil die Lebensdauer von Fenstern und Türen 20 bis 30 Jahre beträgt,
  • Ausreichende Kabellänge, die bis zur nächsten elektrischen Anschlussdose reicht,
  • Kabelführung mit geschütztem Verlauf im Fensterprofil ohne Knickung und scharfe Kanten,
  • Vermeidung von Zugbelastung von Kabeln durch Bewegungen (Planung beweglicher Kabelübergänge),
  • Feuchteschutz aller elektrischen Bauteile (Achtung Tauwasser) nach ift-Richtlinie EL‑01 „Elektronik in Fenstern, Türen und Fassaden“, weil die IP-Schutzklassen die Gefährdung durch Tauwasser nicht berücksichtigen.

Nutzungssicherheit

Bauelemente mit elektrischem Antrieb sind rechtlich gleichzeitig auch Maschinen mit speziellen Anforderungen an die Nutzungssicherheit. Die Sicherheit automatischer Drehtüren kann im Privatbereich kostengünstig mit einem Niedrigenergieantrieb (Low-E) gewährleistet werden, der die „Aufprallenergie“ des Türflügels begrenzt und so die Quetschgefahr verhindert. Mehr Sicherheit bietet der Einsatz von Sensoren, die bei Erkennung von Personen, Tieren oder Gegenständen den Türflügel sofort anhalten. Steuerungen und Netzteile sind oft bereits im Antriebskörper integriert und bilden damit eine geschlossene Einheit, die lediglich an eine 230 V-Leitung angeschlossen werden muss. Die weiteren elektrischen Bauteile, die mit der Steuerung verbunden sind, können per Schutzkleinspannungen (SELV) mit max. 60 V Gleichspannung betrieben werden.

Die Absicherung gegen Verletzungsrisiken mittels Sensoren und Steuerung lässt sich gut mit den Aufgaben eines Fußballtorwarts vergleichen. Dieser muss den Spielverlauf im gesamten Spielfeld beobachten. Bei Ereignissen im Strafraum wird die Einsatzbereitschaft erhöht und im Sechsmeterraum wird der Torwart aktiv. Bei Türen und Toren übernimmt die Steuerung die Rolle des Torwarts, der mit Hilfe von Sensoren (Lichtschranken, Infrarot, Laser etc.) das Geschehen verfolgt.

Haustür mit Hand am Türblatt
Bild 5: Low-E Antrieb bei einer Innentür schützt vor gequetschten Fingern

Sicherheit vor Datenklau und Hacking

Eine ganz wichtige Frage ist, wo die Daten gespeichert werden und wo die Intelligenz liegt. Bei Amazons Alexa und anderen online-basierte Systemen werden die Daten der Sensoren an einen externen Server gesendet, dort verarbeitet und dann zurück an den Aktor gesendet. Was auf dem Weg dorthin und im externen Server mit den Daten passiert, ist unbekannt. Außerdem funktioniert das Smart Home-System nur bei einer bestehenden Internetverbindung. Deshalb sind Systeme, bei denen die Intelligenz im hauseigenen Smart Home-Server oder in den Steuergeräten selbst integriert sind, grundsätzlich sicherer. Allerdings können externe Server intelligenter sein, weil die Daten und Nutzungsgewohnheiten vieler Menschen genutzt werden und die Rechenleistung größer ist. Es kann auch bei hausinternen Servern sinnvoll sein, bestimmte Daten auf sichere Cloudspeicher auszulagern, beispielsweise Videodateien von Überwachungskameras. Damit ist ein Zugriff auf die Daten möglich, auch wenn der Strom ausfällt oder der Server bei einem Einbruch zerstört wird.

Natürlich stellt sich die Frage, wie sich die elektronische Manipulation verhindern lässt. Beispiele aus der Autoindustrie wie angreifbare Keyless-Systeme („schlüssel-los = auto-los?“) zeigen die Risiken. Auch einbruchhemmende Elemente mit elektromechanischen Komponenten (Zutrittskontrollen, Schlüsselschalter etc.) können gehackt werden. Für diese Einbruchgefahr gibt es noch keine klaren Anforderungen. Deshalb hat das ift Rosenheim die ift-Richtlinie EL-02 erarbeitet, mit der eine Bewertung von Schließ- und Zutrittssystemen oder eine Identifizierung (Biometrie) möglich wird. Alle elektronischen Komponenten müssen gegen eine mechanische Manipulation und eine Dekodierung der Funksignale oder Chip-Systeme geschützt werden. Die elektronische Verarbeitung der Signale sollte deshalb innerhalb des Hauses erfolgen und ausreichend gesichert sein. Ansonsten haben „Langfinger“ mit elektronischen Decodern leichtes Spiel.

Das Schaubild zeigt verschiedene Sicherheitsrisiken, die auf ein smartes Bauteil einwirken (Manipulation/Angriff)
Bild 6: Prinzipielle Sicherheitsrisiken bei automatischen Bauelementen
Deckblatt der ift-Fachinformation Fachinfo Smart Home mit modernen Bauelementen
Fachinfo Smart Home mit modernen Bauelementen

Fachinfo Smart Home mit modernen Bauelementen

Die Fachinformation EL-03/1 „Smart Home mit modernen Bauele­menten“ beschreibt anschaulich und kompakt die technischen Grundlagen, den Nutzen und normative Anforderungen für die Planung und den Einsatz von Smart Home mit Fenstern und Türen. Zahlreiche Tabellen und Checklisten helfen bei der Auswahl geeigneter Systeme und die ersten Schritte in diesen lukrativen Markt.

Bestellung im ift-Literaturshop www.ift-rosenheim.de/shop

 

Jürgen Benitz-Wildenburg

ift Rosenheim

Dipl.-Ing. (FH) Jürgen Benitz-Wildenburg leitet im ift Rosenheim den Bereich PR & Kommunikation. Als Schreiner, Holzbauingenieur und Marketingexperte ist er seit 30 Jahren in der Holz- und Fensterbranche in verschiedenen Funktionen tätig. Als Lehrbeauftragter, Referent und Autor gibt er seine Erfahrung weiter.

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