Listen to your building – was dir dein Gebäude schon immer einmal sagen wollte
Issue 02-2017:
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Unsere Gebäude sind mehr als bloß ein Dach über dem Kopf, ein Heim oder ein Arbeitsplatz. Innerhalb ihrer Mauern spielt sich der Großteil unseres Lebens ab. Sie können uns in unseren alltäglichen Abläufen unterstützen, sodass wir Zeit und Kosten einsparen können. Wir müssen ihnen nur Augen und Ohren sowie die Möglichkeit geben, mit uns zu kommunizieren. Der batterielose EnOcean-Funkstandard ist hierfür am besten geeignet.
Augen und Ohren der Gebäude – das sind elektronische Sensoren, die bereits der klassischen Gebäudeautomation erlauben, Beleuchtung, Beschattung und Raumklima eines Gebäudes zu steuern. Das „Internet der Dinge“ fügt der klassischen Gebäudeautomation neue Dimensionen hinzu, indem Sensordaten an Cloud-basierte IT-Plattformen übermittelt werden, die die Daten mit weiteren, im Netz vorhandenen Informationen und intelligenten Daten- analysewerkzeugen verknüpfen. Dies ermöglicht eine ganz neue Dimension an Dienstleistungen und Geschäftsmodellen.
Klassische Gebäudeautomation: Beleuchtung, Beschattung, HKL
Bei der klassischen Gebäudeautomation werden Beleuchtung, Beschattung und HKL mittels geeignet positionierter Funksensoren lokal über sogenannte Raumcontroller gesteuert. Diese bieten lokale Steuerungsintelligenz und sind über klassische Raumautomationsbusse wie KNX, LON, BacNet, TCP etc. miteinander verbunden. Die Anbindung von Sensoren auf Basis des EnOcean-Funkstandards, vor allem an Wandtaster, Fensterkontakte, Temperaturfühler und Bewegungsmelder, erfolgt drahtlos, um eine höchstmögliche Flexibilität und Kostenreduzierung gegenüber einer verdrahteten Lösung zu erzielen. Neben Schaltern zur Steuerung von Licht und Beschattung bieten Fensterkontakte und Bewegungsmelder die perfekte Synergie, denn hiermit werden Funktionen wie Regenschutz mit Einbruchsicherheit und Energieeinsparungen effektiv kombiniert.
Die EnOcean Alliance mit über 400 Mitgliedern im Bereich der Gebäudeautomation bietet hierbei die Vorteile eines umfangreichen Ökosystems aus interoperablen batterielosen Funksensorlösungen.
Neues IoT-Schlagwort „Gebäudenutzungsmanagement“
Das intelligente Gebäudenutzungsmanagement ist ein wichtiges neues Instrument, bei dem Unternehmen die Voraussetzung für eine optimale Verwaltung des kostenintensiven Ressourceneinsatzes von Raum, Personen und Gegenständen schaffen. Durchschnittlich 50 % des Platzangebots in einem typischen Bürogebäude sind während eines Geschäftstages unbesetzt.
Raumsensoren liefern detaillierte Informationen darüber, wie Gebäudeflächen und Räume tatsächlich genutzt werden, und ermöglichen die optimale Raumplanung und Zuordnung von Mitarbeitern zu verfügbaren Räumen. Dienstleistungen im Bereich Mitarbeiter- und Inventar-Management können mittels geeigneter Sensoren stark optimiert werden. Letztere geben mithilfe der generierten Daten Auskunft über Nutzungsmuster im Normalbetrieb und während Veranstaltungen, inklusive der Berücksichtigung von Tageszeitunterschieden und saisonalen Auswirkungen. So können Nutzungsmuster des Gebäudes, des Personals und des Inventars erstellt werden, um die optimale Ressourcenverwendung und Sicherheitsanforderungen zu bestimmen.
Leben retten – auch dies wird durch den Einsatz von Sensoren vereinfacht, indem man den Aufenthaltsort einer zurückgebliebenen Person im Falle einer Notfallevakuierung genau lokalisieren kann. Die Personenerkennung an definierten Orten optimiert die Zugangskontrolle, verhindert unberechtigten Zugang und sorgt so für höhere Sicherheit und geringere Diebstahlszahlen. Und letztendlich ermöglichen Sensoren die Optimierung des Energieverbrauchs und der Luftqualität auf Basis der tatsächlichen Platzbelegung.
Nutzungsmanagement von Büroflächen und Hotels
Gebäudefläche ist eine extrem teure Ressource mit monatlichen Kosten von bis zu mehreren 100 Euro pro Quadratmeter. Häufig werden jedoch viele Flächen wie Büroarbeitsbereiche, Hotel- und Konferenzräume, Kantinen, Flure und Stauräume weniger als 70 % genutzt. Dies schafft unnötige laufende Kosten für Heizung, Beleuchtung und Wartung. Bestehende Hotelräume können mithilfe von drahtlosen Sensoren problemlos nachgerüstet werden, ohne den normalen Betrieb zu beeinträchtigen, was zu einer Reduzierung des Energieverbrauchs zwischen 30 und 40 % führt.
Um das Nutzungsmuster des Gebäudes, des Personals und des Inventars zu erstellen, können geeignete Sensoren eingesetzt werden: Präsenzmelder im Raum oder an einzelnen Sitzplätzen; Türkontakte; Sensoren zur Personenzählung; Strommesser zur Aktivitätserfassung von elektronischen Geräten (wie Drucker, Kopierer, Seifenspender, Kaffeemaschine, Wasserkocher, Lüftungsgeräte). Zyklisch sendende, sogenannte „Funkbeacons“ dienen der Ortserkennung von mobilen Geräten und Einrichtungsgegenständen. Sind Unternehmensstandorte beispielsweise nur teilweile ausgelastet, kann das Zusammenlegen mehrerer Standorte eine Kostensenkung herbeiführen. Und wenn das Gebäudesystem analysiert hat, dass kein Mitarbeiter vor 8 Uhr das Gebäude betritt, können die Heizzeiten dementsprechend angepasst werden.
Facility Management von Sanitäreinrichtungen
Optimale Wartung und Reinigung von sanitären Anlagen in Bürogebäuden, entsprechend der tatsächlichen Nutzung, sind praktisch unmöglich zu prognostizieren. Häufig werden beispielsweise Toiletten nicht nach Bedarf gereinigt und Papier oder Seife sind leer, was die Nutzer frustriert. Die simple Überwachung der sanitären Anlagen mit Präsenzsensoren ermöglicht eine effiziente Reinigung und Ressourcenplanung, was wiederum zu erheblich reduzierten Kosten und mehr Nutzerzufriedenheit führt.
Nutzungsanalyse und Ortsbestimmung von Geräten und Einrichtungsgegenständen
Stromsensoren in der Versorgungsleitung ermöglichen die Bewertung der Nutzung von elektronischen Geräten innerhalb eines Gebäudes. Für die Auslastungsanalyse sendet ein Strommesser, der sich entweder im Netzkabel oder im Netzstecker befindet, den aktuellen Gerätezustand. Zur Ortsbestimmung von mobilen Gegenständen werden zyklisch sendende Sensoren verwendet, die bereits erwähnten Funkbeacons. Ein integrierter Temperatur- und Feuchtigkeitssensor kann zudem Informationen über die Umgebungsbedingungen des Inventars liefern. Zur Standortbestimmung analysiert die Funk-Gateway-Infrastruktur die Signalstärke der Beacons. Elektrische und elektronische Geräte können auch mittels Präsenzsensor manuell ein- oder ausgeschaltet werden, um so die Lebensdauer und den Energieverbrauch zu optimieren.
Gebäudeüberwachung für Versicherungen
Die späte Erkennung von Ereignissen wie Wasserleckagen, Feuerschäden oder Gebäudeeinbruch verursachen den Versicherungsgesellschaften jährlich Kosten in Milliardenhöhe. Dies spiegelt sich wiederum auch in den stetig steigenden Versicherungsprämien wider. Im Falle von Überschwemmungen, Feuer oder Einbruch liefern EnOcean-basierte Sensoren in Echtzeit die benötigten Daten und Informationen, um den Eigentümer und die Versicherungsgesellschaft zu alarmieren. Folgenschwere und kostenintensive Vorfälle können so frühzeitig erkannt und entsprechend gelöst werden.
Verkaufsflächen und Gastronomie
Bei Verkaufs- und Handelsflächen korrelieren die Kundenströme mit Personalbedarf, Verkaufszahlen und Standortattraktivität. Eine intelligente Datenanalyse ermöglicht eine bedarfsgerechte Ressourcenverteilung des Verkaufspersonals und zeigt Verbesserungspotential für beispielsweise verkaufsschwache Plätze auf. Präsenzmelder liefern hierzu detaillierte Informationen über Parameter wie Bewegungsprofile, Personenanzahl und Tischbelegung. Eine Ruftaste am Restauranttisch oder an speziellen Verkaufsständen, mittels derer eine Bedienung oder ein Verkäufer bedarfsgerecht angefordert werden kann, kann beispielsweise zur Steigerung der Kundenzufriedenheit beitragen. Ebenfalls von Relevanz sind Kleintierfallen, die mithilfe spezifischer Sensoren entsprechend der gesetzlichen Vorschriften bei Bedarf umgehend geleert werden können.
Präsenzmelder liefern detaillierte Informationen und zeigen Verbesserungspotentiale in der Verkaufsflächengestaltung auf.
Parkplatzmanagement
Eine weitere wichtige Applikation im Gebäudeumfeld ist die Erfassung von Parkraum. Drucksensoren, eingebaut im Boden, erkennen die Fahrtrichtung von Fahrzeugen und die Belegung von Parkplätzen.
Eine stundenlange Parkplatzsuche gehört schon bald der Vergangenheit an: Drucksensoren im Boden übermitteln in Echtzeit Daten über die Verfügbarkeit von freien Parkplätzen. Willkommen in der Smart City.
Wartung von Motoren, Getrieben und Bremsen
In der Regel bevorzugen Facility Manager eine Frühausfallerkennung, da eine vorbeugende Wartung stets mit hohen Kosten verbunden ist. Mithilfe von Stromsensoren kann beispielsweise der Zustand eines Motors erkannt werden, über Temperatursensoren der Zustand von Getrieben und Bremsen. Hierzu wird der Strom- oder Temperaturverlauf kontinuierlich analysiert, der sich bei zunehmendem Geräteverschleiß ändert. Über geeignete Algorithmen kann die notwendige Gerätewartung dann bedarfsgerecht und rechtzeitig durchgeführt werden.
Anforderungen an die Sensorik und Konnektivität zum IoT
Ein geeignetes EnOcean IoT-Gateway vernetzt Sensoren und Aktoren des EnOcean-Funkstandards über das Internet mit der Cloud. Mittels Internetprotokoll und geeigneter Middleware-Konnektoren können die batterielosen Funksensoren schnell und einfach mit Anwendungen im Internet verbunden werden und mit einer Cloud-basierten Plattform wie IBM Watson, Amazon Echo, Microsoft Azure, Apple HomeKit, Google Home oder Cestron interagieren.
Dieses Szenario ist die Grundlage für das Internet der Dinge. Mithilfe eines interoperablen Netzwerks lassen sich generierte Daten für die intelligente Geräte- und Gebäudesteuerung nutzen und das Facility Management optimieren, aber auch völlig neue Dienstleistungen im Bereich der Gebäudenutzung realisieren. Grundlage hierbei ist, die umfangreichen Daten, die uns ein Gebäude mitteilen kann, mittels geeigneter Sensoren auf Basis des EnOcean-Funkstandards zu erkennen und bestmöglich zu nutzen. So können wir langfristig Abläufe und Prozesse optimieren, Kosten einsparen und die Energieeffizienz unserer Gebäude erhöhen. Und wie Sie sicher wissen: Viele Augen sehen mehr als zwei.
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