Heim mit Hirn

Wie smart Häuser heute sind

Früher wurde einmal im Jahr in jeder Mietwohnung die Heizung abgelesen. Ein Ableser ging durch alle Räume und machte sich an den Heizkörpern zu schaffen: An der Menge der verdunsteten Flüssigkeit in kleinen Glasröhrchen las er den Verbrauch ab, danach tauschte er die Glasröhrchen aus.

Heute haben in vielen Häusern die kleinen Kästchen an den Heizkörpern, die Heizkostenverteiler, ein elektronisches Innenleben: Ein Sensor erfasst den Verbrauch, und ein Sender funkt die Werte an eine Basisstation im Keller, die die Daten aller Heizungen speichert. Einmal im Jahr kommt ein Techniker und liest dort alle Daten mithilfe eines Kleincomputers aus. In Olpe entfällt sogar dieser Besuch: Dort hat der Energiedienstleister Techem erstmals in einigen Häusern die Basisstationen mit einem Modul versehen, das die Daten per Mobilfunk direkt an ein Rechenzentrum sendet.

Mit dem Produkt „Ecotech” geht Techem noch einen Schritt weiter: Hier funken die Heizkostenverteiler ihre Daten über Verbrauch und Wärmebedarf in allen Räumen an eine Steuereinheit des Heizkessels. Die errechnet aus den Daten den Wärmebedarf des Gebäudes und regelt entsprechend die Vorlauftemperatur – die Temperatur, auf die der Kessel das Wasser erwärmt, das durch die Heizkörper zirkuliert. In einem Pilotprojekt in Berlin gelang es, den Energieverbrauch so um fast zehn Prozent zu reduzieren.

Viele Haushaltsgeräte werden heute von Computerchips gesteuert: Toaster rösten Brot dank eines integrierten Chips genau bis zum gewünschten Punkt, Kaffeemaschinen brühen dank eingebauter Mikroelektronik einen besseren Espresso oder Cappuccino. Auch Großgeräte wie Waschmaschinen sind mit einer elektronischen Steuerung ausgerüstet. Manche Maschinen erfassen mithilfe von Sensoren die Menge der Schmutzwäsche in der Trommel und regeln den Wasserverbrauch entsprechend. Die elektrischen Geräte fit für eine Vernetzung zu machen, erscheint da als weiterer logischer Schritt. Einige Hersteller von großen Elektrogeräten, darunter Siemens und Miele, bieten bereits Produktlinien an, die über die dafür nötigen Schnittstellen verfügen. Allerdings sind die Möglichkeiten für eine Fernsteuerung noch beschränkt. Viel mehr als Statusmeldungen wie „ Das Programm der Waschmaschine ist beendet” oder „Die Kühlschranktür steht offen” geben die Geräte bislang nicht von sich.

Der wichtigste Antrieb für eine Vernetzung des Heims dürfte die Unterhaltungselektronik sein. Schon heute nutzen viele Menschen ihren Computer als Speicher für digitale Fotos, Filme und Musik. Genießen wollen sie diese aber über die Stereoanlage beziehungsweise den Fernseher. Also sollen PC, Musikanlage und TV-Gerät miteinander kommunizieren können – aber bitte ohne Kabel, die kreuz und quer durch die Wohnung laufen. Drahtlose Übertragungssysteme bringen Klänge und Bilder per Funk aus dem grauen Kasten im Arbeitszimmer in die Wohnstube.

Automatisiert werden zunehmend auch Gebäudefunktionen: Rollläden öffnen und schließen sich automatisch je nach Lichteinfall. Sensoren messen, wie warm oder kalt es draußen ist, und regeln entsprechend die Raumtemperatur. Noch ist diese Art der Gebäudetechnik vor allem in Bürogebäuden zu finden, aber allmählich hält sie auch Einzug in den privaten Wohnungsbau.

„Es gibt immer mehr Elektronik im Haushalt”, bestätigt Klaus Scherer, Leiter des Innovationszentrums Intelligentes Haus (inHaus) am Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme (IMS) in Duisburg. „Doch die einzelnen Systeme stehen immer noch weitgehend für sich. Ein wichtiges Merkmal eines „intelligenten” Hauses ist der nächste Schritt: die komplette Vernetzung aller Systeme sowie die Möglichkeit, sie auch aus der Ferne warten und bedienen zu können.

Wie dumm Häuser gestern waren

Holz, Steine, Mörtel, Glas – früher kamen beim Hausbau keine intelligenten Werkstoffe zum Einsatz. Schlau waren allenfalls die Ideen mancher Bauherren – etwa im sturmgebeutelten Norddeutschland die Fensterflügel nach außen aufschwingen zu lassen. Der Sturm blies die Fenster zu, das Sauwetter blieb draußen.

Um die Wende vom 19. zum 20. Jahrhundert gewannen die Wohnungen – vor allem in den Städten – erheblich an Komfort durch den Gas- und später den Elektroanschluss. Vor allem die Elektrifizierung des Haushalts mit Waschmaschine, Geschirrspüler, Bügeleisen, Elektroherd und Staubsauger erleichterte die Hausarbeit deutlich. Fernseher und Radio brachten Berichte über die Ereignisse der Welt in kürzester Zeit nach Hause.

Doch die neue Bequemlichkeit hatte auch Schattenseiten: Unbeaufsichtigt konnten die elektrischen Helfer leicht zur Gefahr für die Wohnung und ihre Bewohner werden. Wer etwa in Urlaub war, hatte keine Möglichkeit, das Zuhause persönlich auf seinen ordnungsgemäßen Zustand zu überprüfen. Hatte kein Nachbar oder Bekannter Zugang zur Wohnung, etwa um die Blumen zu gießen, konnte man unter Umständen böse Überraschungen bei der Heimkehr erleben: einen mit Schimmel überwucherten, weil versehentlich ausgeschalteten Tiefkühlschrank oder eine hohe Stromrechnung, weil die ganze Zeit über der Fernseher oder der PC und der Monitor liefen.

Schon früh warnten Literaten vor solchen Gefahren: In Jules Vernes Roman „In 80 Tagen um die Welt” vergisst Butler Passepartout, das Gas in seinem Zimmer abzudrehen. Die Gaslampe brannte, während er mit seinem Chef Phileas Fogg um die Welt reiste. Die beiden hatten Glück: Als sie nach 80 Tagen nach London zurückkehrten, stand das Haus noch. Doch solche Schusseligkeiten haben schon oft Katastrophen ausgelöst.

Intelligentes Wohnen von morgen

„Hallo. Ich war gerade in der Gegend und dachte, ich schau mal vorbei. Leider bist Du nicht zu Hause. Bis bald”, lautet die Nachricht. Gerade ist die Hausherrin heimgekommen und hat sie auf der elektronischen Pinnwand gefunden. Ihre Freundin hat sie ihr hinterlassen: Als auf ihr Klingeln niemand die Tür öffnete, gab ihr die Schließanlage die Möglichkeit, eine Videobotschaft zu hinterlassen. Zu dumm, dass das Mobiltelefon ausgeschaltet war. Sonst hätte das Haussystem die Besucherin durchgestellt, und die Bewohnerin hätte ihr aus der Ferne die Tür öffnen können. So wie am Vormittag: Da war ein Techniker des Waschmaschinenherstellers da, weil das Gerät der Servicezentrale einen Defekt gemeldet hatte. Die Klingelanlage stellte eine Verbindung zum Handy her, und die Hausherrin öffnete die elektronische Schließanlage der Tür per Tastendruck. Eine Stunde Zeit ließ sie dem Servicemann, dann aktivierte sich die Alarmanlage wieder.

Die Bewohner selbst brauchen künftig vielleicht nicht einmal einen Schlüssel, um die Haustür zu öffnen: Sie können einfach ihren Daumen auf einen biometrischen Scanner legen. Sobald der Hauscomputer den Fingerabdruck erkannt hat, öffnet er die Pforte. Dann fährt er in den Räumen die Rollläden hoch. Tagsüber hatte er sie wegen der Sonneneinstrahlung selbstständig heruntergelassen. So ist die Temperatur im Haus nun angenehm. Während der Hausherr seine Jacke aufhängt, hat der Computer schnell die Musiksammlung auf seiner Festplatte mit der im Auto verglichen. Dort findet er eine neue CD und übernimmt sie in seinen Bestand. So sieht eine der Visionen von Forschern aus, die an der Entwicklung der Grundlagen für intelligente Haustechnik feilen.

Einige dieser Funktionen sind heute schon in Prototypen von intelligente Häuser integriert – etwa im „HomeLab” von Philips im niederländischen Eindhoven, wo seit 2002 eine Vielzahl von neuen Technologien durch Testbewohner auf ihren Nutzen im Alltag geprüft werden – etwa Fenster, die sich in Bildschirme verwandeln lassen, Wände mit integrierten Bewegungssensoren und Spracherkennung sowie Badezimmerspiegel mit Internet-Anschluss. Oder im „T-Com-Haus”, einem Modellhaus, das die Deutsche Telekom in Berlin gebaut hat: Über ein Jahr lang – von März 2005 bis zum Ende der Fußball-WM am 9. Juli 2006 – konnten dort Besucher für die Dauer einer Führung oder ein ganzes Wochenende lang die mögliche Zukunft des Wohnens bewundern. Dank der Vernetzung lässt sich im T-Com-Haus über Wandbildschirme in jedem Raum im Internet surfen, man kann Videos abspielen oder aufzeichnen und sich Musik und Bilder von der Festplatte des Hauscomputers holen. Vernetzt ist nicht nur die Unterhaltungselektronik. Auch die Hausautomatik, etwa für Rollos und Beleuchtung, lässt sich per PC steuern.

„Dabei hat man auf Technik zurückgegriffen, die bereits heute im Handel erhältlich ist”, sagt T-Com-Haus-Managerin Anne Behrens. Neu entwickelt wurden lediglich die elektronische Pinnwand, „Family Whiteboard” genannt, und die Fernsteuerung – genauer: die Software, um das Haus zu bedienen.

Diese Software läuft auf einem konventionellen PDA oder Notebook, dessen größeres Display vor allem älteren Benutzern die Bedienung vereinfacht. Beide Geräte haben einen drahtlosen Zugang zum Netz, sodass sich über sie alle Funktionen im Musterhaus steuern lassen: In fast jedem Raum hängt ein großer Bildschirm, auf dem die Bewohner Informationen im Internet suchen, E-Mails lesen und schreiben, die Stereoanlage an- und ausschalten, Videos oder Fernsehen schauen, den Status der diversen Geräte abfragen sowie die Heizung regulieren können. Die Bedienung ist einfach: In einem Menü wählt der Bewohner zuerst die gewünschte Aktivität aus, dann den Raum, in dem er sie nutzen möchte. Eltern können sich sogar davon überzeugen, dass der Nachwuchs schläft und nicht etwa unter der Bettdecke liest. Im Kinderzimmer ist dazu eine Infrarotkamera installiert, deren Bilder sich mit dem PDA abrufen lassen.

Allerdings passiert im T-Com-Haus nichts automatisch: keine Rollläden, die wie von Geisterhand herunterfahren, keine Lampen, die beim Öffnen der Haustür oder beim nächtlichen Gang auf die Toilette automatisch aufleuchten. „Der Bewohner muss schon selbst zur Fernbedienung greifen”, sagt Behrens.

Dabei könnte Automatisierung in mancher Hinsicht praktisch sein – beispielsweise, wenn jeder Bewohner eigene Benutzungsszenarien für bestimmte Räume definieren könnte: Wer aufsteht, aktiviert sein Morgenprofil. Oder Sensoren im Bett erkennen, dass es gerade verlassen wird – und setzen im Bad das Morgenszenario in Gang: Der Raum ist angenehm temperiert, beim Eintreten schaltet das Radio für ihn den programmierten Lieblings-Nachrichtensender ein. Der Bildschirm zeigt die über Nacht eingegangenen E-Mails, die Lampe über dem Rasierspiegel geht an. Steigt der Bewohner unter die Dusche, strömt das Wasser in der von ihm bevorzugten Temperatur aus der Düse. Wenn als nächstes die Tochter das Bad betritt, die es lieber poppig mag, leuchtet das Licht hell und bunt. Aus den Lautsprechern tönt laute Musik, auf dem Monitor laufen die dazu passenden Videos.

Manche finden die Vorstellung von schlauen Wohnräumen verführerisch, andere sehen darin ein Horrorszenario: Die eigene Verantwortung geht flöten. Doch eine intelligente Badewanne ist schon Realität. Im Duisburger inHaus, dem Projekt des Fraunhofer IMS, ist eine installiert. Das Wasser wird dort nicht mehr per Hahn eingelassen, sondern über eine Tastatur auf dem Wannenrand oder mithilfe der Fernbedienung für das Haus. Im Berliner T-Com-Haus lassen sich schon heute Räume variabel gestalten. „ Mood Management” nennen das die Wissenschaftler. Je nach Stimmung oder Anlass tauchen bunte Lampen und eine Lichtleiste den Raum in verschiedene Farben: für das romantische Tête-à-Tête erstrahlt der Raum in Rot, zum Entspannen in Blau. Auf Monitoren erscheinen die dazu passenden Bilder, und aus den Lautsprecherboxen ertönt die richtige Musik.

Das T-Com-Haus ist ein Prototyp für den gehobenen Anspruch. Das Fertighaus allein kostet rund eine halbe Million Euro. Dazu kommen die Kosten für die Vernetzung, die mit 10 bis 15 Prozent des Hauspreises veranschlagt werden, sowie die für die technische Ausstattung. Für den realen Wohnungsmarkt sind die intelligenten Mietwohnungen gedacht, die im Rahmen des Projekts „ SmarterWohnenNRW” in Hattingen entstehen. Das Fraunhofer-Institut für Software- und Systemtechnik (ISST) in Dortmund wird das Projekt zusammen mit der Hattinger Wohnstätten-Genossenschaft (HWG), dem Duisburger Fraunhofer IMS und dem Zentrum für Telematik im Gesundheitswesen (ZTG) bis 2007 realisieren. Damit wollen die Hattinger vor allem Senioren ansprechen. Die Technik soll ihnen das Leben erleichtern und ermöglichen, dass sie länger in den eigenen vier Wänden wohnen.

In einer Gesellschaft, deren Mitglieder immer älter werden, verspricht sich der Vermieter HWG von der technischen Ausstattung einen Wettbewerbsvorteil – etwa durch eine intelligente Beleuchtung: Die Wohnungen sind mit Bewegungsmeldern ausgestattet. Sie werden zur Schlafenszeit aktiviert und schalten beim nächtlichen Weg ins Badezimmer das Licht automatisch ein. Damit ist ihre Funktionalität noch nicht erschöpft, denn sie sorgen auch für die Sicherheit des Hauses und seiner Bewohner. Zum einen durch die konventionelle Einbruchsicherung: Machen sich ungebetene Besucher am oder im Haus zu schaffen, lösen die Bewegungsmelder einen Notruf aus. Sind Kameras an das Haussystem angeschlossen, können die Sensoren diese gleichzeitig aktivieren, um die Einbrecher zu filmen. Zudem registrieren die Bewegungsmelder die Aktivitäten der Hausbewohner. Mit der Zeit ergibt sich daraus ein Profil von Schlaf- und Wachzeiten. Stellt das System zu einem Zeitpunkt, wo ein älterer Bewohner üblicherweise wach ist, keine Aktivität fest, kann es Alarm schlagen. Kreislaufpatienten erhalten ein Sensor-Armband: Es misst den Blutdruck und meldet die Werte an einen Computer. Sind die Messdaten zu hoch oder zu niedrig, wird ebenfalls Alarm ausgelöst. Das müsse ja nicht gleich der Anruf beim Notarzt sein, sagt Lothar Schöpe vom Fraunhofer ISST: „Der PC kann auch eine Nachricht an die Angehörigen oder an den behandelnden Hausarzt schicken.”

Wer körperlich nicht mehr so fit ist, wird manche Hilfe der Technik gern in Anspruch nehmen. Wenn das Aufstehen und Gehen Schwierigkeiten bereitet, ist die Möglichkeit, Lichter, Rollläden oder Hausgeräte vom Sofa aus zu steuern, eine große Erleichterung. Und ein Sehbehinderter könnte sich künftig vom PC den Status der Waschmaschine vorlesen lassen.

Die Hausbedienung kann über die verschiedensten Schnittstellen ablaufen. Während im T-Com-Haus PDA, Notebook oder Tablet-PC diese Rolle übernehmen, setzt das Fraunhofer ISST auf ein anderes, viel bekannteres Interface: Die Wohnungen werden über den Fernseher gesteuert. Per Fernbedienung lassen sich Gesundheitsdienste abonnieren, Lebensmittel bestellen, das Licht ausschalten und die Haustür verriegeln. Allerdings können auch andere Geräte mit Internet-Zugang, etwa der Computer, ein PDA oder das Mobiltelefon, als Fernbedienung genutzt werden, sagt Klaus Scherer vom Fraunhofer IMS in Duisburg.

Neben der Bequemlichkeit und Sicherheit ist das Energiemanagement ein weiterer wichtiger Einsatzbereich von intelligenter Haustechnik. Es fängt damit an, dass die Bewegungsmelder die Beleuchtung ausschalten, wenn sie keine Aktivität mehr in einem Raum feststellen. Und: Temperatursensoren drehen im Winter automatisch die Heizung ab, solange die Räume gelüftet werden. Vernetzt man den Hauscomputer mit einer Wettervorhersage im Internet, kann der Computer den Prognosen entsprechend die Temperatur regulieren.

Die meiste Energie lässt sich sparen, wenn in Abwesenheit der Bewohner alle Geräte ausgeschaltet sind. Eine der beliebtesten Funktionen smarter Häuser ist daher der „Ich-gehe-jetzt”-Knopf. Er sorgt dafür, dass keine Fenster offen stehen und gelegentlich Lichter brennen, um Beobachtern zu suggerieren, es sei jemand daheim. Zudem überprüft er den Status aller Haushaltsgeräte. „Der Herd ist noch an. Soll ich ihn ausschalten?”, fragt der Hauscomputer. Natürlich soll er. Dann verschließt er die Tür und aktiviert die Alarmanlage. Die Bewohner können beruhigt ihren Urlaub genießen. Der PC sorgt dafür, dass sie bei der Rückkehr keine böse Überraschung erleben. ■

Werner Pluta