Die Entwicklung des intelligenten Gebäudes

Der Markt für Hausautomatisierung hat in den letzten zehn Jahren große technologische Fortschritte gemacht. Das intelligente Haus, das selbstständig auf die Bedürfnisse seiner Bewohner reagiert, hat über das Internet, drahtlose Netzwerke und mobile Technologien den Massenmarkt erreicht. Experten sagen voraus, dass die Hausautomatisierungsbranche sehr schnell wachsen wird.

Verkabelte Installationen
Die ersten erfolgreichen Installationen von Gebäuden, in denen Geräte auf Fernsignale der Nutzer reagierten, fanden in den 1970er Jahren in den Vereinigten Staaten statt. Automatisierung bedeutete in erster Linie die Fernaktivierung von Alarmsystemen, das Ein- und Ausschalten von Licht oder Ventilatoren. Lösungen, die ursprünglich für den Industriesektor konzipiert waren, wurden schnell an Büro- und Wohngebäude angepasst. Um Fernsteuerungen zu ermöglichen, war eine entsprechende Verkabelung erforderlich. Ein von der Fernbedienung gesendetes Signal wanderte über die Stromleitungen und sorgte schließlich dafür, dass Lichter, Ventilatoren oder andere Geräte, die „an der Wand“ angeschlossen waren, ein- oder ausgeschaltet wurden.
Der Betrieb mit einem Kabelsystem war mit vielen Schwierigkeiten verbunden, und es bestand die Notwendigkeit, die Anlage mit weiteren Innovationen zu erweitern. Das Erfordernis, die Investition zu verkabeln, verursachte Kosten, die nur gesenkt werden konnten, wenn die Entscheidung für eine Automatisierung bereits während der Bauphase getroffen wurde. Selbst als man begann, die bestehenden Stromnetze des Gebäudes für die Installation zu nutzen, gab es noch Probleme mit der mangelnden Freiheit bei der Installation von Geräten und Signalstörungen. Unzureichende Leitungskapazitäten verhinderten die Einführung fortschrittlicherer Befehle, verzögerten die Ausführung der Befehle, verzerrten das Signal und erforderten komplizierte Hard- und Software. Die Geräte arbeiteten ohne Rückmeldung – sie empfingen Befehle, informierten aber die anderen Geräte im Netz nicht.
Auf der Suche nach Lösungen zur Erhöhung der Kapazität von Stromversorgungsnetzen begannen die Architekten intelligenter Gebäude, neben Kabeln auch Infrarot-, Twisted-Pair- oder Funkkommunikation einzusetzen. Obwohl die Signalqualität zunahm, schränkte der Bedarf an komplexer Software die Verfügbarkeit dieser Lösung immer noch ein.

Normen
Die Verbesserung der Qualität der übertragenen Befehle war nicht das einzige Problem für die Spezialisten jener Zeit. Kein Heimautomatisierungsnetz würde ein Massenpublikum erreichen, wenn es die Geräte der führenden Marken ausschließen würde. Auf dem Markt bestand ein großes Bedürfnis, die Kompatibilität der Geräte verschiedener Hersteller zu verbessern.
In den 1980er Jahren wurde damit begonnen, die Kommunikation elektronischer Geräte zu standardisieren. Die ersten Normen verwendeten Signale, die über elektrische Netze, Funkwellen, verdrillte Leitungen und Infrarot übertragen wurden. Dies verbesserte die Qualität des Systems, war aber immer noch mit einem hohen finanziellen Aufwand, einer komplizierten Kabelverlegung und mangelnder Flexibilität beim Einsatz der Geräte verbunden. Es bildeten sich weitere Verbände von Hausgeräteherstellern, aber keinem von ihnen gelang es, den Markt in großem Stil zu erobern.

Die Anforderungen des Massenmarktes und die Entwicklung der Internetkonnektivität
Um den Bedürfnissen des Massenmarktes gerecht zu werden, mussten die Lösungen für die Hausautomation mehrere Faktoren erfüllen: niedriger Preis (oder ein Preis, der sich in niedrigeren Rechnungen niederschlägt, oder möglicherweise ein überdurchschnittlicher Gewinn), Zuverlässigkeit, einfache Installation und Bedienung, Langlebigkeit, Flexibilität in der Nutzung und Kompatibilität mit Geräten vieler Hersteller.
Ein Meilenstein auf dem Gebiet des intelligenten Bauens war die Entwicklung des Internets. Die Nutzung von Computernetzen für die Datenübertragung hat die Installationskosten gesenkt und die Einführung fortschrittlicherer Funktionen (z. B. Rückmeldung) ermöglicht. Die Hersteller nutzten häufig nicht lizenzierte Leitungen, wie z. B. für Mikrowellenherde, um die Lizenzierungsverfahren für ein eigenes Netz zu umgehen. Obwohl die Internet-Technologien die Hausautomatisierungsbranche auf eine neue Entwicklungsstufe brachten, waren die ersten Lösungen unzuverlässig. Die Signalverzerrung wurde durch die Anwesenheit anderer Nutzer in der Leitung oder durch Wi-Fi-Hotspots verursacht, die Reichweite des Signals war begrenzt und der Bedarf an Batteriestrom erforderte neue, energieeffiziente Verbesserungen. Außerdem wurde das Fehlen einer benutzerfreundlichen und leicht zugänglichen Anwendung für die Verwaltung der Automatisierung bemängelt.
Erst die gegenwärtige Entwicklung der Mobiltechnologien scheint der Höhepunkt der Träume von intelligenten Häusern und der Arbeit an der Zuverlässigkeit und Funktionalität von Kommunikationsprodukten zu sein. Die weit verbreitete Nutzung von Internet, 3G-Telefonen und Tablets hat es möglich gemacht, intelligente Konstruktionen in Einfamilienhäusern in großem Umfang einzusetzen (z. B. Fernsteuerung von Geräten, Energiemanagement, Anwesenheitssimulation).

Heute müssen wir nicht mehr zu Hause sein, um unsere Geräte zu steuern. Eine Lösung wie TaHoma®, die die Internetkonnektivität nutzt, ist das zentrale Gehirn des Hauses. Die einfache Montage erfordert keine komplizierte Installation und garantiert Freiheit bei der Platzierung der einzelnen Geräte. Rollläden, Eingangstore, Garagentore, Beleuchtungssysteme, Heizung und andere Haushaltsgeräte, die über das Netzwerk synchronisiert werden, reagieren auf Echtzeitbefehle und Haushaltsszenarien (z. B. ein morgendliches Szenario, bei dem die Jalousien hochgefahren und die Kaffeemaschine gestartet wird). Die Automatisierung kann über das Internet, ein Smartphone oder ein Tablet über eine klare und intuitive Schnittstelle gesteuert werden. Der modulare Aufbau des Systems garantiert, dass weitere Geräte hinzugefügt werden können und der Nutzer dank automatischer Updates immer die neueste Version der Software zur Verfügung hat. Mit dieser Lösung werden Signalstörungen – z.B. durch Frequenzsprungfunktionen – praktisch eliminiert.

Innen- und Außenkameras, Bewegungs- und Rauchmelder sowie Kontaktsensoren (Eingangs- und Fenstersteuerung) schützen das Haus diskret und effektiv vor Eindringlingen, zufälligen Ereignissen und oft auch vor unaufmerksamen Bewohnern. Sie sind vollständig mit dem TaHoma®-System kompatibel, d.h. das System erkennt sie automatisch und synchronisiert sie mit dem Heimnetzwerk. Der Benutzer kann festlegen, dass die Aktivierung eines Bewegungs- oder Kontaktsensors zu einer automatischen telefonischen Benachrichtigung und zum Schließen der Rollläden führt. Die Erkennung von Rauch wiederum kann dazu führen, dass die Jalousien hochgefahren und die Beleuchtung eingeschaltet wird, um die Identifizierung der Gefahrenquelle zu erleichtern. Jede Benachrichtigung kann durch Bilder von Kameras unterstützt werden, die über der Eingangstür, an der Innen- und Außenseite angebracht sind. Die Bilder werden als Reaktion auf einen Benutzerbefehl, gemäß einer programmierten Reaktion auf ein Alarmsignal oder zu einer bestimmten Uhrzeit aufgezeichnet. Die Bilder können einzeln oder nacheinander aufgenommen werden (6 oder 12 Bilder). Ihr Vorteil gegenüber dem Videoformat ist, dass sie weder das Computernetz noch den Speicher des Smartphones belasten. Der Nutzer erhält eine Benachrichtigung mit einem Link zu dem Foto.

Aktuelle Versionen von Kommunikationsprotokollen, die in intelligenten Gebäuden verwendet werden, bieten eine Automatisierung, die sich vor rund einem Dutzend Jahren nur Leute von Bill Gates‘ Format leisten konnten. Moderne Möglichkeiten der Signalübertragung über Funk- und Internetnetze haben die Investitionskosten deutlich gesenkt und die Einsatzmöglichkeiten erweitert. Mit Systemen wie TaHoma® wird das Haus zu einem „denkenden Organismus“, der sich an die Bedürfnisse seiner Bewohner anpassen kann. Die enormen Technologiesprünge, die sich in den letzten Jahren in der Branche vollzogen haben, lassen vermuten, dass Smart Homes eher ein Trend im Einfamilienhausbereich als eine anspruchsvolle architektonische Erscheinung werden.