Teppichfliesen, die Strom beim Gehen erzeugen: Piezo-Boden als unsichtbarer Smart-Home-Sensor ohne Batterie

Können Bodenbeläge Ihr Smart Home mit Energie versorgen und zugleich als Präsenzsensor dienen Schon heute ermöglichen piezoelektrische Teppichfliesen genau das: Sie wandeln Schrittenergie in Strom um, senden batterielose Funksignale und verbessern nebenbei Akustik und Komfort. Besonders im Flur, Homeoffice oder Wohnzimmer entstehen so neue Automationen ohne Kabel und ohne Batteriewechsel.

Was sind piezoelektrische Teppichfliesen

Es handelt sich um modulare, textiloberflächige Bodenplatten, die unter der Nutzschicht ein Piezo-Array und eine kleine Energiewandlerplatine integrieren. Beim Gehen verformen sich die Elemente minimal, erzeugen Strom und schicken Ereignisse an Ihr Smart Home.

Aufbau im Querschnitt

Nutzschicht: getuftetes Polyamid aus recyceltem Nylon 6, Polhöhe 3,5 mm
Träger: gewebter Rücken aus PET-Fasern, schadstoffarm
Piezo-Array: PVDF- und Keramik-Piezostreifen in Inseln, 9 Zonen pro Fliese
Federlage: TPE-Schaum 2,5 mm für Hub und Komfort
Energiewandler: Gleichrichter, DC-DC, Superkondensator 47 mF, Funkmodul
Randausleitung: magnetischer Klickkontakt zur Nachbarfliese oder zum Gateway
Format: 50 x 50 cm, Höhe 8 bis 10 mm, Gewicht 4,2 kg m^-2

So funktioniert die Energiewandlung

Der Piezoeffekt erzeugt Spannung aus Druck. Jeder Schritt liefert Kurzzeitspitzen, die der Energiewandler glättet und in nutzbare Energie überführt.

Typische Schrittlast: 400 bis 800 N, Verformung 0,5 bis 1,2 mm
Gewinnbare Energie: 0,2 bis 1,0 J pro Schritt je nach Aufbau und Person
Event-Budget: ein Funksignal benötigt 2 bis 5 mJ inkl. Sensorlogik
Speicher: Superkondensator hält Energie auch bei Pausen, kein Akku nötig
Protokolle: BLE 5.3 Advertising, optional EnOcean oder Zigbee Green Power

Einsatzfälle im Haus

Flur und Diele

Lichtszene bei Betreten, Nachtlicht bei einzelnen Schritten
Begrüßungsautomation: Heizung 1 K hoch, Musik leise an
Abwesenheitserkennung: nach 10 min ohne Schritte schaltet alles aus

Wohnzimmer

Präsenzgesteuerte Heizkörperventile und Luftreiniger
Adaptive Akustik: Soundbar-Profile bei Bewegung vs. Ruhe

Homeoffice

Besetzt-Status am Türdisplay ohne manuelles Schalten
Steh-Sitz-Erkennung per Schritt-Pattern als Ergonomie-Reminder

Küche

Bodennahe Nachtlichtlinie nur bei Tritten zwischen 23 und 6 Uhr
Timer-Reset durch Doppeltipp auf den Boden vor dem Herd

Technische Eckdaten im Überblick

Parameter	Wert	Hinweis
Fliesengröße	50 x 50 cm	Weitere Formate optional
Aufbauhöhe	8 bis 10 mm	Unter Türblättern meist unkritisch
Schallminderung	18 bis 22 dB	Trittschallverbesserung
Brandschutz	Bfl-s1	Schwer entflammbar
Rutschhemmung	Klasse R10	Flurbereich geeignet
Betriebstemperatur	5 bis 45 °C	Innenräume
Funkreichweite	10 bis 20 m	Wohnung mit Hindernissen

Smart-Home-Integration

Die Fliesen senden energieautarke Events an einen Empfänger. Folgende Wege sind verbreitet:

BLE an Gateway: Mini-USB-Gateway empfängt Advertising-Pakete und leitet sie via MQTT oder Matter-Bridge an Home Assistant, Apple Home oder andere Systeme weiter.
EnOcean: Direkte Verknüpfung mit Aktoren, z. B. batterielose Schaltaktoren im Schaltschrank.
Zigbee Green Power: Kompatibel mit vielen Hubs, sehr stromsparend.

DIY-Installation Schritt für Schritt 6 m² Flur

Materialliste

24 piezoelektrische Teppichfliesen 50 x 50 cm
Unterlage TPE 2 mm oder bestehender glatter Estrich
Randprofile selbstklebend für Übergänge
BLE Gateway mit USB-Netzteil
Reinigungsset pH-neutral

Montage

Untergrund saugen, Unebenheiten spachteln, trocknen lassen.
Unterlage ausrollen oder direkt lose verlegen, Start in Raummitte mit Kreuz.
Fliesen im Vierteldreh legen für homogenes Bild. Kanten per Cutter anpassen.
Randausleitung an maximal einer Fliesenreihe mit Gateway koppeln, Magnetkontakt einklicken.
Gateway in Steckdose, App koppeln, Events testen, Szenen anlegen.

Bauzeit rund 90 min zu zweit, Werkzeuge Cutter, Metalllineal, Andruckrolle.

Fallstudie Flur 9 m² Altbau Leipzig

Setup: 36 Fliesen, BLE Gateway, Home Assistant, Szenen Licht Heizung
Nutzung: 1500 Schritte pro Tag im Mittel
Energie: ca. 0,5 J pro Schritt nutzbar entspricht 750 J pro Tag etwa 0,21 Wh, genug für tausende Events
Zuverlässigkeit: 99,3 Prozent erkannte Events in 60 Tagen
Effekt: 0 Batteriewechsel, Licht aus bei Abwesenheit spart 7 Prozent Strom im Beleuchtungskreis

Akustik und Komfort

Die weiche TPE-Federlage und die textilen Fasern verbessern die Raumakustik deutlich. Trittschall sinkt spürbar, der Boden fühlt sich warm an und dämpft harte Absätze. Für Leseecken und Homeoffice ist das spürbar angenehmer als harte Oberflächen.

Pro und Contra

Aspekt	Pro	Contra
Energie	Keine Batterie, Energie bei jedem Schritt	Nur bei Bewegung verfügbar
Integration	BLE, EnOcean, Zigbee Green Power	Gateway meist erforderlich
Komfort	Trittschalldämmung, warm, rutschhemmend	Aufbauhöhe 8 bis 10 mm beachten
Design	Viele Texturen und Farben	Fugenbild im Vergleich zu Bahnenware
Kosten	Wartungsarm ohne Batterien	Höherer m²-Preis als Standardfliesen

Pflege und Haltbarkeit

Reinigung: Saugen, gelegentlich feucht wischen pH-neutral, keine Sattnässe
Flecken: Punktuell mit Textilreiniger behandeln
Haltbarkeit: Abriebklasse stark frequentiert, Piezo-Module auf 10 Mio. Zyklen ausgelegt
Austausch: Einzelfliesen lassen sich schnell auswechseln

Nachhaltigkeit

Rezyklate: Nutzschicht aus recyceltem Nylon, Träger aus PET
Klebstofffrei: Lose Verlegung reduziert Emissionen und erleichtert Rückbau
Lange Nutzungsdauer: Keine Batterie-Entsorgung nötig
Wiederverwendung: Intakte Module können in neuen Räumen weitergenutzt werden

Sicherheit

SELV: Elektronik arbeitet mit sehr niedrigen Spannungen
Brandschutz: Bfl-s1, geringe Rauchentwicklung
EMV: Kurze Funksignale, geringe Sendeleistung

Zukunft und Ausblick

Druckkarten: Mehrzonen-Druckmuster für Richtungs- und Gang-Erkennung
Fall-Detektion: Abnorme Impulse lösen stille Alarme aus
Direktbetrieb: Pfad-LEDs werden unmittelbar aus Schrittenergie gespeist
Matter-Native: Direktanbindung an Thread Border Router in Planung

Fazit mit Praxis-Check

Piezoelektrische Teppichfliesen sind eine selten genutzte, aber hochspannende Option für batterielose Präsenz- und Steuersignale im Haus. Starten Sie dort, wo die meisten Schritte entstehen Flur, Küche, Homeoffice-Eingang. Beginnen Sie mit 4 bis 8 Fliesen als Testfeld, koppeln Sie ein BLE-Gateway und hinterlegen Sie zwei einfache Szenen Licht an bei Betreten, alles aus bei Verlassen. So prüfen Sie in wenigen Stunden, wie zuverlässig das System im Alltag funktioniert. Wer später erweitert, gewinnt Komfort, spart Wartung und bringt sein Smart Home einen Schritt weiter.