Design and evaluation of a web app to foster energy saving in families

Der Energieverbrauch in Privathaushalten macht einen erheblichen Teil des weltweiten Energiebedarfs aus, doch vielen Haushalten fehlt das Bewusstsein für ihre Verbrauchsge wohnheiten und für nachhaltige Verhaltensweisen. Zwar bieten Smart-Home-Technologien potenzielle Lösungen, doch vernachlässigen bestehende Systeme oft die spezifischen Bedürfnisse von Mehrgenerationenhaushalten oder tragen nicht dazu bei, das gemein schaftliche Energiebewusstsein zu stärken. Diese Arbeit befasst sich mit der Konzeption und Bewertung einer nutzerzentrierten Webanwendung, die smarte Steckdosen zum Ein satz bringt, um das Energiebewusstsein zu schärfen und energiesparendes Verhalten in Familienhaushalten zu fördern. Unter Anwendung einer nutzerzentrierten Designmethodik verfolgte diese Masterarbeit einen dreistufigen Ansatz, der 1) halbstrukturierte Interviews mit 16 Teilnehmenden, 2) die iterative Entwicklung von Prototypen, sowie 3) eine Feldstudie des finalen Prototypes mit der vierköpfigen Familie der Autorin umfasste, um detaillierte Nutzererfahrungen zu erfassen. Die qualitativen Daten wurden einer thematischen Analyse unterzogen, ergänzt durch eine quantitative Analyse der Systemnutzungsmetriken und der Energieverbrauchs daten. Das implementierte System integriert smarte Steckdosen mit einem Raspberry Pi Computer, auf dem Home Assistant läuft, verbunden mit einer webbasierten Dashboard Anwendung, die Energieüberwachung in Echtzeit, die Visualisierung historischer Daten sowie intuitive Benutzeroberflächen bietet, die auf unterschiedliche technische Kenntnisse und Bedürfnisse verschiedener Generationen von Nutzenden zugeschnitten sind. Die 16 Vorab-Interviews ergaben sechs zentrale Themen, die die Akzeptanz des Systems beeinflussen: unsichtbarer Verbrauch und Wissenslücken, Kosten als Hauptmotiv, Verhaltenszuordnung und-kontrolle, durch Datenschutzbedenken gedämpfte Begeisterung für die Technologie, die Familie als kollektive und zugleich individualisierte Einheit sowie Erwartungen an die Benutzerfreundlichkeit. Der autoethnografische Feldeinsatz (die Feldstudie wurde in der eigenen Familie durchgeführt) ermöglichte eine eingehende Beobachtung der Integration der Technologie in den tatsächlichen Familienalltag, wobei spontane Gespräche, emotionale Reaktionen auf Erkenntnisse zum Verbrauch sowie die schrittweise Entwicklung von einer neuartigen Technologie hin zu einer festen Bestandteil der Haushaltsinfrastruktur erfasst wurden. Die Ergebnisse zeigten messbare Verhaltensänderungen, wobei der teilnehmende Haushalt während des gesamten Einsatzzeitraums eine statistisch signifikante Energieeinsparung erzielte. Die Echtzeit-Visualisierungsfunktionen des Dashboards erwiesen sich als besonders effektiv, um alle Familienmitglieder im Alter von 8 bis 42 Jahren einzubeziehen, während die Granularität auf Geräteebene spezifische Energiesparmaßnahmen ermöglichte. Die technische Bewertung bestätigte die Zuverlässigkeit des Systems mit einer Verfügbarkeit von 87% und einer Datengenauigkeit innerhalb akzeptabler Schwellenwerte für Verhaltensrückmeldungen. Kurzfassung: Die Masterarbeit leitet benutzerzentrierte Gestaltungsprinzipien ab, die speziell auf Energiemanagementsysteme für Familien zugeschnitten sind, und zeigt, dass geeignete Benutzeroberflächen ein Gleichgewicht zwischen Einfachheit und Tiefe finden müssen, um Nutzende mit unterschiedlichem technischem Hintergrund und unterschiedlichen Motivationen anzusprechen. Die autoethnografische Methodik bietet vertiefte Einblicke darin, wie Familien Energiemonitoringsysteme tatsächlich integrieren: Diese Systeme erfordern mehr als nur technische Genauigkeit– sie müssen eine sinnvolle Einbindung der Familie ermöglichen und abstrakte Verbrauchsdaten in umsetzbare Erkenntnisse umwandeln. Somit liefert die Arbeit praktische Leitlinien für die Gestaltung nachhaltiger Haushaltstechnologien und zeigt, wie durchdachte soziotechnische Systeme unsichtbaren Energieverbrauch sichtbar, kontextbezogen und umsetzbar machen können, wodurch Familien letztlich in die Lage versetzt werden, nachhaltigere Energiepraktiken anzuwenden