Smart Building

Smart Buildings können mehr als Energieeffizienz

Autor: Andreas Schneider, CEO, EnOcean
Ausgabe 01-2020: alle Artikel online lesen als PDF lesen

Unsere Gesellschaft steht – verursacht durch weltweite Veränderungen – vor großen Herausforderungen. Dazu zählt der Klimawandel mit der Notwendigkeit den CO2-Ausstoß drastisch zu reduzieren. Aber auch globale Entwicklungen wie die steigende Urbanisierung oder die alternde Bevölkerung verlangen nach Antworten. Einfach weitermachen nach dem Motto „More of the same“ funktioniert nicht mehr.

Überspitzt ausgedrückt bedeutet dies, Gebäude einfach nur höher oder mehr Straßen zu bauen, löst die Probleme nicht. Erst mit einer intelligenten und vernetzten Nutzung der vorhandenen Gebäude und Infrastruktur ergibt sich ein nachhaltiges Konzept. Technologie kann zwar nicht die alleinige Antwort sein, aber insbesondere die Digitalisierung unterstützt zusammen mit anderen Faktoren diesen Wandel und macht ihn für die Menschen einfacher. Denn die Digitalisierung liefert die Daten für neue Arbeits- und Wohnwelten und ermöglicht damit eine lebenswerte Zukunft in einer sich stark verändernden Welt.

CO2-Fußabdruck von Gebäuden steht weltweit im Fokus

Gebäude stehen gerade auf dem Prüfstand, sie gehören weltweit mit zu den größten CO2-Verursachern. In Deutschland und in der EU gehen ein Drittel der CO2-Emissionen auf das Konto von Gebäuden. Entsprechend groß sind die Energieeinsparpotenziale zum Beispiel durch eine intelligente Gebäudesteuerung in Wohn- und Zweckbauten.

Mit der Europäischen Gebäuderichtlinie (EPBD) hat die EU den Mitgliedsstaaten eindeutige Ziele vorgegeben. Bis 2050 soll der Gebäudebestand CO2-neutral sein, der Fokus liegt dabei unter anderem auf der Vernetzung und intelligenten Steuerung von Gebäuden. So soll zum Beispiel die Digitalisierung von Heizungs- und Klimaanlagen Auskunft über die tatsächliche Energieeffizienz eines Gebäudes geben. Und die EU macht Ernst – bis März 2020 müssen die Mitgliedsstaaten die Richtlinie in nationales Recht umgesetzt haben.

Im U.S.-Bundesstaat Kalifornien hat die Regierung die Building Energy Efficiency Standards – Title 24 erneut verschärft. Neue Wohnhäuser müssen seit Januar 2020 zum Beispiel eine Solaranlage haben. Laut offiziellen Berechnungen verbrauchen Einfamilienhäuser auf Basis des neuen Standards 53 Prozent weniger Energie als solche, die nach dem Standard aus dem Jahr 2016 gebaut wurden. Neue Zweckbauten werden vor allem aufgrund moderner Beleuchtungstechnik um etwa 30 Prozent energieeffizienter.¹

Um gesetzliche Vorgaben zu erfüllen, müssen die verschiedenen Gewerke im Sinne eines Smart Buildings und Smart Homes intelligent verknüpft und digitalisiert werden. Standardisierte Schnittstellen und offene Funkstandards wie sie von der EnOcean Alliance, Bluetooth SIG und Zigbee Alliance spezifiziert werden, sind die Grundlage dafür.

Die Smart Buildings Alliance (SBA) hat darauf basierend bereits 2018 das Ready2Services-Konzept vorgestellt. Komplette Gebäude können zertifiziert werden, so dass die verwendeten Sensoren und Gateways mit der gesamten Netzwerkinfrastruktur und den verschiedenen IT-Anwendungen interoperabel sind.

Digitalisierte Gebäudeflächen zahlen sich aus

Das Wohlbefinden und die Produktivität der Mitarbeiter lässt sich durch verschiedene Stellschrauben wie zum Beispiel Human Centric Lighting (HCL) oder eine bedarfsgerechte Raumnutzung in Büros steigern. Durch den Einsatz von IoT-Lösungen können Unternehmen die Flächenplanung dem tatsächlichen und sich immer wieder verändernden Bedarf anpassen und damit versteckte Kosten identifizieren und einsparen.

Das Immobilienberatungsunternehmen LaSalle hat dazu eine interessante Berechnung aufgemacht. Die 3-30-300-Regel zeigt exemplarisch das Verhältnis der Kosten, die einem Unternehmen durchschnittlich entstehen. Alle Angaben sind pro Quadratfuß (0,09m²) pro Jahr.

3 U.S. Dollar für u.a. Energie
30 U.S. Dollar für Flächen
300 U.S. Dollar für Gehälter

Unternehmen müssen aufgrund der oben genannten gesetzlichen Vorgaben (EPBD, Title 24) handeln und ihren Energieverbrauch senken, um den CO2-Ausstoß von Gebäuden zu verringern. Das Investment in eine intelligente, funkbasierte Heizungssteuerung ist in vielen Fällen ein naheliegender Schritt. Auf den ersten Blick zahlt dies nur auf den Posten Energieverbrauch ein, tatsächlich aber ist dies ein erster Schritt zur Digitalisierung der Gebäudeflächen und damit weiteren Einsparungsmöglichkeiten.

Ist eine gewisse Basis-Infrastruktur bestehend aus funkbasierten Sensoren, Gateways und Aktoren vorhanden, ist das System gut erweiterbar. Ein häufiger Anwendungsfall ist die Optimierung der Raumnutzung in Zweckbauten. Bleiben zum Beispiel 30-40 Prozent der Schreibtische regelmäßig ungenützt, lohnt sich die Einführung eines Hotdesking-Konzepts, bei dem sich die Mitarbeiter je nach Anwesenheit flexibel Schreibtische teilen. Nötig sind dazu zusätzliche Präsenzsensoren, die die Anwesenheit in einem Raum oder an einem Schreibtisch registrieren und diese Informationen in die Cloud weiterreichen, in der ein Algorithmus die Belegung steuert. Die Flächenkosten lassen sich auf diese Weise vor allem in teuren Stadtlagen reduzieren.

Attraktive Arbeitsumgebungen erhöhen nachweislich die Produktivität der Mitarbeiter. Nach LaSalle wirkt sich in diesem Bereich eine Optimierung am stärksten aus. Konzepte zum Employee Wellness berücksichtigen dies und optimieren die Arbeitsumgebung für die Mitarbeiter. Darunter fallen die Steuerung der Raumtemperatur, Luftqualität und

-feuchtigkeit sowie des Lichts – genauso aber auch IoT-Lösungen für einen bedarfsorientierten Reinigungsservice von Toiletten oder Küchen. In solchen Anwendungen stecken für das Facility Management neue Aufgaben und Geschäftsbereiche. Es geht nicht mehr nur um die reine Verwaltung eines Gebäudes, sondern darum neue Services anzubieten.

Nachhaltige Digitalisierung

Smarten Gebäuden gehört aber nicht nur aus Umweltgründen die Zukunft. Lademöglichkeiten für das Elektroauto müssen geschaffen werden, der demographische Wandel fordert neue Ansätze in der Versorgung von Pflegebedürftigen und knappe Flächen in den Städten erfordern eine bessere Flächennutzung.

Die Klammer für all diese Szenarien sind Rohdaten, die durch Millionen von Sensoren erfasst werden. Sie bilden die Grundlage für Energieeffizienz, CO2-Reduktion und bessere Ressourcennutzung. Angesichts der Vielzahl der nötigen Sensoren müssen diese einfach nachrüstbar, standardisiert und funkbasiert sein sowie energieautark arbeiten. Mit der von EnOcean verwendeten Energy Harvesting-Technologie können bestehende Gebäude und Neubauten nachhaltig digitalisiert und smart gemacht werden – ganz ohne Kabel und Batteriemüll.