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Was ist ein intelligentes Gebäude?

4. November 2020

Der Begriff „intelligentes Gebäude“ bzw. „Smart Building“ oder auch „vernetztes Gebäude“ bezeichnet alle digitalen Technologien, die es ermöglichen, verschiedene Daten (Belegung, Temperatur, Beleuchtung usw.) in Echtzeit innerhalb eines Gebäudes zu erfassen und sie allen Akteuren in der Umgebung (Nutzern, Betreibern, Verwaltern) zur Verfügung zu stellen.

Überblick über eine Stadt

Die wichtigsten Pluspunkte eines intelligenten Gebäudes

Als innovative Lösung ermöglicht das intelligente Gebäude die gemeinsame Verfolgung mehrerer Ziele:

  • Verbesserung des Benutzerkomforts
  • Reduzierung der Betriebskosten
  • vorausschauendes Nutzungsmanagement

Verbesserung des Komforts und Eindämmung des Klimawandels

Ein intelligentes Gebäude trägt zur Bekämpfung der globalen Erwärmung bei, in Übereinstimmung mit mehreren EU-Richtlinien, die darauf abzielen, die Energieeffizienz von Gebäuden zu verbessern und bis 2050 einen dekarbonisierten Gebäudebestand zu erreichen. Es macht die Nutzung von gemeinsam genutztem Raum effizienter und trägt dazu bei, ein Überangebot unnötiger Bauwerke zu begrenzen. In diesem Fall ermöglicht es auch eine Echtzeit-Überwachung der Umgebungsbedingungen und der Luftqualität (CO2, Temperatur, relative Luftfeuchtigkeit, TVOC), um das Wohlbefinden der Nutzer zu verbessern.

Kontrolle der Gebäudewartungskosten

Ein intelligentes Gebäude reagiert auch auf wirtschaftliche Herausforderungen, da es hauptsächlich bei Gebäuden in der Betriebsphase (d. h. nach dem Bau) eingesetzt wird. Diese Phase macht allein rund 80 % der gesamten Lebenszykluskosten eines Gebäudes aus (durchschnittliche Dauer zwischen 30 und 35 Jahren). In diesem Fall ermöglicht das intelligente Gebäude die Zustandsüberwachung der technischen Ausrüstung in Echtzeit.

Voraussage von Trends bei Raumbelegung und -nutzung

Schließlich ist ein intelligentes Gebäude aktiv an der Einführung neuer Arbeitspraktiken in den Unternehmen beteiligt, da es beispielsweise die effiziente Einführung von Telearbeit (Flex Office) ermöglicht und eine effiziente Dimensionierung der Räume im Laufe der Zeit gewährleistet. So können sich Geschäftsbereichsleitungen flexibler organisieren und gesunde Arbeitsbedingungen gewährleisten.

Welche Vorzüge bietet das intelligente Gebäude dem Unternehmen und seinem Ökosystem?

Die Vorzüge sind vielfältig und variieren abhängig von den unterschiedlichen Profilen im Zusammenhang mit dem Arbeitsplatz:

  • Nutzer
  • Betreiber/Techniker
  • Verwalter/Vermieter

Welche Vorzüge bietet ein intelligentes Gebäude den Nutzern?

Gewährleistung des Wohlbefindens und der Sicherheit der Nutzer. Denn das intelligente Gebäude stärkt das Vertrauensverhältnis zwischen den Mitarbeitern/Nutzern und ihrem Arbeitsplatz, indem es einen intuitiveren und schnelleren Flächenverbrauch (nicht zugewiesene Arbeitsplätze, Besprechungsräume, Konzentrationsräume usw.) begünstigt. Es wird aber auch die Zufriedenheit des Mitarbeiters wieder in den Mittelpunkt der Aufmerksamkeit rücken, beispielsweise durch die Möglichkeit, Störungsmeldungen in Echtzeit zu erfassen (Berührungsknopf in den Toiletten, der bei Betätigung ein Eingreifen auslöst). Die Notwendigkeit, ein angenehmes Arbeitsumfeld zu schaffen, ist heute ein Schlüsselfaktor für die Personalbindung.

Welche Vorteile bietet das intelligente Gebäude den Verwaltern/Vermietern?

Werterhaltung von Gewerbeimmobilien, da das vernetzte Gebäude exakt und kontinuierlich Auskunft über die tatsächliche Belegung in den Räumen gibt, um deren Nutzung und die Flächen zu optimieren (weniger Besprechungsräume auf einem bestimmten Stockwerk, also Raum-in-Raum-System bevorzugt) sowie zukünftige Bedürfnisse zu antizipieren (Flex Offices auf einem nur zu 20 % belegten Stockwerk, um neue Mitarbeiter aufnehmen zu können). Alle Tendenzen sind künftig leicht erkennbar und stehen den Unternehmen zur Verfügung.

Welche Vorteile bietet das intelligente Gebäude den Nutzern/Technikern?

Optimierung der Verwaltung und Wartung der Anlagen. Denn das intelligente Gebäude wird einerseits die Produktivität der Einsatzteams durch digitale Tools, die die Informationen in Echtzeit anzeigen, erhöhen und andererseits die Sicherheit dieser Mitarbeiter, insbesondere in Gesundheitskrisen, verbessern, indem es ihnen geeignete digitale Tools zur Verfügung stellt (Reinigungspersonal in Krankenhäusern, das in Echtzeit die für Covid-Patienten zu reinigenden OP-Säle mit einer spezifischen Liste von Anweisungen erkennen kann).

Wie funktioniert ein intelligentes Gebäude?

Das vernetzte Gebäude verhält sich wie ein offenes Ökosystem, das bei jedem Gebäude (Dienstleistungsbereich oder andere) funktioniert, das einerseits mit Unternehmenssoftware (Ticketingsystem, Buchungen usw.) und andererseits mit Gebäudedaten-Feedback-Systemen von Drittanbietern verknüpft ist. Dabei sind 3 Integrationsansätze möglich:

  • Das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT). Hierbei handelt es sich um die Verbindung zwischen dem Internet und physischen Objekten, Orten und Umgebungen
  • Das Gebäudeleitsystem (Building Management System, BMS). Dies ist ein Computersystem, das im Allgemeinen in großen Gebäuden oder Industrieanlagen installiert wird, um alle dort installierten Einrichtungen (Beleuchtung, Klimaanlage usw.) zu überwachen
  • Eine Koexistenz von IoT und BMS innerhalb desselben Standorts

Unabhängig vom gewählten Ansatz ermöglicht das intelligente Gebäude, diese Daten auf anonyme und sichere Weise zu sammeln und an eine SaaS-(Cloud-) Softwareplattform zu übertragen, um sie dann über Unternehmensanwendungen, nach einer Analyse mithilfe von Dashboards, an die betreffenden Experten zurückzugeben.

Verbundene Gebäude

IoT und intelligentes Gebäude

Die in intelligenten Gebäuden verwendete IoT-Hardware umfasst sehr oft Sensoren verschiedener Art (Anwesenheit, Feuchtigkeit, CO2, Touchpoints, Türöffnung), die auf einem bestimmten Kommunikationsprotokoll (Sigfox oder LoRa) basieren, das nicht in das IT-Netzwerk des Unternehmens eingreift. Die überwiegende Mehrheit dieser Sensoren ist drahtlos (Batterielebensdauer von mehreren Jahren) und damit dezent und einfach zu versetzen. Die Daten dieser Sensoren enthalten keine persönlichen Informationen, da sie sich auf Arbeitsbereiche und niemals auf Einzelpersonen beziehen.

BMS und intelligentes Gebäude

Einige Hersteller bieten jetzt den Zugriff auf die Informationen ihrer BMS-Systeme an, hauptsächlich für die neuesten Modelle auf dem Markt, bei denen bereits bestimmte Arten von Sensoren verbaut sind. Alle Daten zu den überwachten Geräten (Klimaanlage, Beleuchtung) sowie zur Nutzung (Anwesenheit, Zugangskontrolle) sind künftig auf der Cloud-Plattform des Herstellers zugänglich, für die eine Zusammenschaltung über Protokolle wie API (Application Protocol Interface) möglich ist.

Intelligentes Gebäude mit IoT und BMS zur gleichen Zeit

Selbstverständlich kann man diese beiden Systeme am gleichen Standort oder im gleichen Gebäude koppeln, sodass sie sich gegenseitig unterstützen. So können Informationen über Beleuchtungs- und Klimaanlagen in Echtzeit vom installierten BMS gesammelt werden und Informationen über Belegung und Temperatur von Präsenz- und Komfortsensoren (IoT). All dies wird dann in eine SaaS-Softwareplattform eingespeist, die diese Daten den Akteuren der jeweiligen Unternehmensimmobilien zur Verfügung stellt.

Der Vorteil des IoT liegt in seinen Installationskosten und darin, dass es auf jede Art von Gebäude (neu oder alt) unabhängig von seinem Zyklus (bereits errichtet oder nicht) anwendbar ist.

Wie sehen die nächsten Schritte des intelligenten Gebäudes aus?

Intelligentes Gebäude mit CMMS

Diese Kombination von vertieften Erkenntnissen über die technische Ausstattung des Gebäudes (HVAC, Beleuchtung usw.) und über die tatsächliche Nutzung der Räumlichkeiten (Belegung der Besprechungsräume, Nutzung der Toiletten usw.) veranlasst die mit der Wartung und Instandhaltung beauftragten Unternehmen, ihr Kerngeschäft neu zu definieren, indem sie eine reaktivere und künftig vorausschauende Wartung anbieten, die einerseits den Nutzerkomfort verbessern und andererseits die Lebensdauer der Anlagen optimieren soll. Das durch ein CMMS (Computerized Maintenance Management System) unterstützte intelligente Gebäude ermöglicht somit die Definition eines Tools der neuen Generation, das wir Smart CMMS nennen.

MCS 20: CAFM mit eingebettetem BIM

Intelligentes Gebäude mit BIM

Die Verwendung von (3D) Building Information Modelling (BIM) in der Phase Management-Betrieb-Wartung eines Gebäudes ist an sich schon ein bemerkenswerter Schritt nach vorn, und zusammen mit dem intelligenten Gebäude wird natürlich die Digitalisierung des gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes weiter vorangetrieben. Die durchgängige digitale Vision, vom Entwurf bis zum Bau, gefolgt von einer kontinuierlichen Überwachung der Nutzung und des Ressourceneinsatzes/-verbrauchs, wird zur Grundlage für den kooperativen Austausch zwischen allen Akteuren des Gebäudes.

Wie beeinflusst das intelligente Gebäude künftige Bauvorhaben?

Diese zuvor beschriebene durchgängig digitale Vision setzt einen positiven Prozess in Gang, da sie es ermöglicht, Einfluss auf die Gestaltung zukünftiger Bauwerke zu nehmen. Tatsächlich können wir anhand aller Feldinformationen aus dem intelligenten Gebäude erkennen, ob eine bestimmte Architektur/Konfiguration eines Raumtyps von den Nutzern bevorzugt wird oder ob davon abzuraten ist, weil der Raum nie belegt wird, ob ein Gerätetyp in Bezug auf seinen Lagerort störungsanfälliger ist usw. All diese Daten aus dem intelligenten Gebäude werden von Architekten bei der Gestaltung eines zukünftigen Standorts auf der Grundlage dieser wertvollen Erkenntnisse sinnvoll genutzt werden.

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