Der Einsatz von intelligenten Technologien, insbesondere des Internets der Dinge (IoT), leistet einen wesentlichen Beitrag zur ökologischen Nachhaltigkeit von Gebäuden.
Durch IoT-gesteuerte Gebäudesysteme wird der Energieverbrauch erheblich reduziert, wodurch umweltbewusste Personen fundiertere Entscheidungen treffen können.
Laut einer Studie von Deloitte wird die Region Asien-Pazifik verstärkt in Smart-Building-Projekte investieren. Gemäß den globalen Trends für umweltfreundliches Bauen sollen bis Ende 2021 bereits 60 % der Projekte in dieser Region nachhaltige Kriterien erfüllen.
Diese Entwicklung ist auf die zunehmende Urbanisierung und den damit einhergehenden Bedarf an ressourcenschonenden Bauweisen zurückzuführen. Es wird erwartet, dass die Bevölkerungszahlen in den Städten weiter ansteigen.
Warum auch nicht?
Die Einführung von IoT-basierter Technologie und Automatisierung hat die gesamte Infrastruktur grundlegend verändert. IoT stellt eine der effektivsten Technologien dar, um Gebäude kostengünstig zu vernetzen.
Einige Unternehmen betrachten Investitionen in solche Technologien als unnötige Ausgaben, da sie den konkreten Nutzen und die damit verbundenen Vorteile noch nicht vollständig erkannt haben.
Lassen Sie uns daher die Thematik genauer beleuchten:
Was ist das Internet der Dinge (IoT)?
Das Internet der Dinge umfasst ein Netzwerk von Sensoren, Detektoren, Geräten und anderen Werkzeugen, die in der Lage sind, Daten zu senden und zu empfangen.
Einfach ausgedrückt, IoT bezeichnet ein Netzwerk aus Computern, mechanischen und digitalen Maschinen sowie anderen Geräten, die miteinander verbunden sind. Diese Geräte können Daten austauschen, ohne dass menschliche Interaktion erforderlich ist.
Das IoT birgt das Potenzial, viele Branchen zu revolutionieren. Im Bauwesen wird es eingesetzt, um Kosten zu senken, die Flexibilität zu erhöhen und die Wartung zu vereinfachen. Es hat bereits einen positiven Einfluss auf die intelligente Gebäudeautomation und das Energiemanagement.
Die Vorteile des IoT für die Gebäudeautomation umfassen eine effizientere Energienutzung, eine verbesserte Betriebseffizienz sowie vorausschauende Ressourcenplanung.
Darüber hinaus wirkt sich das IoT positiv auf die Entwicklung der Geschäftsplanung und die Innovation von Bauproduktionsdaten aus.
Warum sind traditionelle Gebäudemanagementsysteme (BMS) nicht mehr zeitgemäß?
Ungeachtet der Bedeutung herkömmlicher Gebäudemanagementsysteme (GMS) führt der rasante technologische Fortschritt dazu, dass diese Systeme an Wert verlieren.
Verkabelte Gebäudeautomationsnetzwerke sind in der heutigen digitalen Welt nicht mehr in der Lage, ausreichend zeitnahe Gebäudedaten bereitzustellen.
Abgesehen von einigen Thermostaten, Steuerungen und Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen (HLK) können die meisten traditionellen GMS nicht mit dem Bedarf an detaillierten Feedback-Sensoren und neuen Funktionen mithalten.
Dies führt dazu, dass Veränderungen und Schwankungen des Raumklimas in verschiedenen Gebäudeteilen bei der Heizungs- und Klimaregelung häufig unberücksichtigt bleiben.
In großen Anlagen führt dies zu erheblicher Energieverschwendung. Zudem zeigen viele bestehende GMS nur den Gesamtstromverbrauch für das gesamte Gebäude an.
Selbst wenn Unregelmäßigkeiten im Nutzungsverhalten auf Gebäudeebene erkannt werden, ist es schwierig, die genaue Ursache zu ermitteln.
Über die HLK-Steuerung und Beleuchtungsautomatisierung hinaus werden Sicherheits- und Brandschutzsysteme in Gebäuden zunehmend integriert, um die Funktionalität zu erweitern.
Viele dieser Systeme kommunizieren jedoch nicht untereinander oder mit dem zentralen GMS. Selbst bei offenen Protokollen sind Änderungen oder Erweiterungen der Verkabelungsinfrastruktur kostspielig und zeitaufwendig, was die Integration von GMS erschwert.
Eine Modifikation oder Erweiterung der Verkabelungsinfrastruktur ist selbst bei offenen Protokollen mit hohen Kosten und Aufwand verbunden.
Intelligentes Bauen ist die Zukunft!
Das IoT hat in den letzten Jahren aufgrund seiner vielfältigen Einsatzmöglichkeiten an Popularität gewonnen. Marktforschungen zufolge sind derzeit bereits 7 Milliarden IoT-Geräte im Einsatz.
Unternehmen erkennen das Potenzial von IoT und künstlicher Intelligenz zur Kostensenkung und Steigerung der betrieblichen Effizienz und setzen diese Technologien zunehmend in ihren Gebäuden ein.
Laut Memoori Research wird der globale Markt für IoT in Gebäuden bis Ende 2017 einen Wert von 34,8 Milliarden US-Dollar erreichen. Bis zum letzten Quartal 2022 wird dieser Wert auf 84,2 Milliarden US-Dollar ansteigen. Viele Unternehmen haben ihren Energieverbrauch bereits um 30 % bis 50 % reduziert.
Facility Manager können auf Veränderungen in der Umgebung reagieren und mögliche Abweichungen frühzeitig erkennen. Dadurch werden Gebäudemanagementsysteme intelligenter. Vernetzte Gebäude werden in wenigen Jahren zur Realität.
Wie hilft das IoT bei der Entwicklung intelligenter Gebäude?
Ein herkömmliches Gebäude verfügt über eine begrenzte Anzahl von Umgebungseinstellungen, die mit einem internen Netzwerk verbunden sind. Es wird von Sensoren wie Heiz- oder Kühlventilen sowie Instrumenten gesteuert, die dem Netzwerk Informationen über den aktuellen Betriebszustand liefern.
Diese Systeme sind mit der IT-Infrastruktur des Gebäudes verbunden, um Daten auszutauschen oder sich vor Cyberangriffen zu schützen. In den meisten Fällen befinden sich diese Integrationen an der Spitze oder Vorderseite der Systemcontroller und des Netzwerks.
Diese Konstellation birgt Risiken für das Gebäudeautomationsnetzwerk, da die IT-Ebene keine umfassende Sicherheit gewährleistet. Viele Geräte sind daher nicht mit dem IT-Netzwerk verbunden oder nicht ausreichend geschützt.
An dieser Stelle kommen IoT-Geräte ins Spiel.
IoT-Geräte
Geräte werden als „IoT-fähig“ bezeichnet, wenn sie mit einem IoT-Protokoll kommunizieren können. Für die Verbindung mit diesen Geräten werden MQ- und REST-APIs benötigt.
Das Protokoll stellt sicher, dass das IoT-System und das datenerfassende Gerät die gleiche Sprache sprechen.
Die Wahrscheinlichkeit ist hoch, dass das Gerät mit Rechenzentren in der Cloud interagiert. Die Verbindung dieser Anwendungen mit dem IoT-Hub beschleunigt den Datenaustausch.
Darüber hinaus können die Daten mit verschiedenen Geschäftsprozessen geteilt werden.
Ein IoT-gestützter Belegungssensor erfasst beispielsweise die Büronutzung in verschiedenen Gebäuden.
Einfluss des IoT auf Gebäudeautomationssysteme
Im Bereich der Gebäudeautomation gibt es zahlreiche Gründe für die wachsende Bedeutung des IoT. Betrachten wir diese im Detail:
Verbessertes Gebäudeverständnis
Gebäudeautomationssysteme (BAS) haben Schwierigkeiten, mit aktuellen Trends Schritt zu halten und Sensordaten optimal zu nutzen. Durch das zentrale Cloud-Computing-Design des IoT wird dem BAS eine zusätzliche Intelligenzebene hinzugefügt, die seine Leistungsfähigkeit erheblich verbessert.
Ein IoT-System kann Daten von einem vorhandenen BAS, IoT-Sensoren und nicht verbundenen Geräten abrufen und in der Cloud zusammenführen.
Echtzeit-Dashboards, die umfassende Designs, Aktualisierungen und Informationen anzeigen und somit die Grundlage für automatisierte und fundierte Entscheidungen bilden, werden immer wichtiger. Das IoT integriert ERP-Systeme, Anlagensteuerung und Predictive Analytics-Tools.
Erhöhte Energieeffizienz
Ineffiziente Gebäude führen zu einer Überbeanspruchung und Verschwendung von Energieressourcen, was zu höheren Betriebskosten führt. Im Gegensatz dazu wird bei der Planung von Green Buildings auf eine Minimierung von Abfall und eine effiziente Energienutzung geachtet.
Die intelligente IoT-Technologie schaltet unnötige Systeme in ungenutzten Räumen automatisch ab und sorgt somit für eine erhebliche Energieeinsparung.
Wie funktioniert das?
Detaillierte Echtzeit-IoT-Sensoren, die an bestimmten Orten installiert sind, ermöglichen eine präzise Erfassung der Gebäudenutzung. Facility Manager können diese Daten nutzen, um gezielte Maßnahmen zur Energieeinsparung zu entwickeln.
Verbesserter Mieterkomfort und höhere Mieterbindung
Der Einsatz von IoT in Gebäuden bietet einen strategischen Vorteil, der zu höheren Miet- und Hypothekenzinsen sowie einer positiveren Bewertung durch Bewohner und Mieter führt.
IoT-Systeme ermöglichen es Gebäuden, den Energieverbrauch an die Bewegungen ihrer Bewohner anzupassen und somit Energie zu sparen.
Heizung und Beleuchtung können sich an die individuellen Bedürfnisse und Präferenzen der Bewohner anpassen. Zukünftig wird das IoT herkömmliche BAS-Systeme zunehmend ablösen. Dies führt zu einer höheren Mieterzufriedenheit und einer stärkeren Mieterbindung.
Effektive Überwachung und Unterstützung
Gebäude müssen sicherstellen, dass ihre wesentlichen Strukturen und Einrichtungen optimal funktionieren, während gleichzeitig alle Fragen des Kundendienstes effizient bearbeitet werden.
IoT liefert den Gebäudesystemen die erforderlichen Informationen für einen reibungslosen Betrieb.
Das Internet der Dinge ermöglicht die Zusammenführung von Sensordaten aus verschiedenen Quellen. Dies erlaubt die zentrale Überwachung aller relevanten Systeme und Einrichtungen.
Robuste Konnektivität
Gebäude beginnen sich zunehmend mit dem Internet der Dinge (IoT) zu vernetzen. Es wird immer üblicher, Analysen und Vorhersagen auf Systemebene zu kombinieren.
Unternehmen nutzen diese Technologien, um Fehlererkennungs- und Diagnosetools für Energieversorgungsunternehmen und andere Branchen bereitzustellen. KI-Algorithmen können auf Gebäudedaten zugreifen und komplexe Strukturen in kritischen institutionellen Gebäuden analysieren.
Menschliche Bediener sind oft nicht in der Lage, die Ursache von Problemen in einem Gebäude zu identifizieren. Algorithmen können hingegen die Gebäudedaten auswerten und Erkenntnisse liefern. Beispielsweise bietet das IoT nützliche Visualisierungen für den Anlagenbetrieb und das Support-Personal, und das mindestens einmal pro Woche.
Dafür werden große Datenmengen analysiert und Techniken des maschinellen Lernens eingesetzt, um Muster zu erkennen, Probleme vorherzusagen und gezielte Maßnahmen zu planen.
Effektives Abfallmanagement
Die Abfallwirtschaft in einem Gebäude wird durch intelligente Abfallbehälter, die mit Sensoren ausgestattet sind, die den Füllstand erfassen, vereinfacht. Mithilfe des IoT werden diese Informationen an das Internet der Dinge übermittelt und Abfallentsorgungsfahrzeuge werden direkt zur entsprechenden Mülltonne geleitet.
Das herkömmliche Abfallmanagementsystem wird somit zu einem integrierten System auf Basis von Echtzeitdaten, was zu einer deutlichen Verbesserung des gesamten Prozesses führt.
Verbesserte Sicherheit
Die Integration von Automatisierung in Gebäudesysteme kann ein Sicherheitsrisiko darstellen. Die gute Nachricht ist jedoch, dass die IoT-Gebäudeautomation sich stetig weiterentwickelt und die Sicherheitssysteme des Gebäudes verbessern kann. Jeder Sensor und jedes Gerät sind miteinander verbunden, um alles rund um die Uhr zu überwachen. Bei Unregelmäßigkeiten wird das Management umgehend informiert und kann schnell handeln.
Umfassendes Facility Management
Der Einsatz des IoT für die intelligente Gebäudeautomation geht weit über die Steuerung von Heizung und Beleuchtung hinaus.
Die Vorteile sind vielfältig und reichen weit über die reinen Einsparungen hinaus.
Drahtlose Sensoren ermöglichen Gebäudeeigentümern einen neuen Einblick in die Funktionsweise ihrer Immobilien. Sie liefern Informationen über den Betrieb von Einrichtungen und Ausrüstungen und unterstützen somit das Abfall-, Sicherheits- und Brandschutzmanagement.
So können beispielsweise Wasserleckdetektoren frühzeitig auf Rohrbrüche aufmerksam machen. Dadurch kann ein Ventil schnell geschlossen werden, und größere Wasserschäden werden verhindert.
Temperatur- und Vibrationsdaten von kritischen Anlagen können ebenfalls Aufschluss darüber geben, ob Probleme sofort behoben werden müssen. In älteren Gebäuden können Sensoren Neigung, Vibration und Rissbildung messen.
Mithilfe von Feuchtigkeitsmessungen und fortschrittlichen Analysealgorithmen können die strukturelle Integrität des Gebäudes überwacht und bewertet werden.
Luftqualitätsmanagement
Die Sicherstellung einer guten Luftqualität im Gebäude ist von entscheidender Bedeutung für die Gesundheit und Sicherheit der dort arbeitenden Personen. IoT-Sensoren überwachen den CO2-Gehalt und andere Luftqualitätsmetriken. Sie vernetzen das gesamte Gebäude und liefern Informationen über die Luftqualität in jeder Ecke.
Das IoT verbessert auch die Funktionen des GMS, indem es Informationen über verteilte Anlagen und verschiedene Gebäudefunktionen speichert. Dadurch können Arbeitsabläufe automatisiert und die betriebliche Effizienz maximiert werden.
Kostensenkung
IoT-fähige Gebäude verfolgen ihren Energieverbrauch und können ihre Abläufe optimieren, um Kosten zu senken.
Das IoT ist von zentraler Bedeutung für den Aufbau effizienter Betriebsprozesse, da es alle verschiedenen Geräte im Gebäude miteinander verbindet und die Kommunikation zwischen diesen Geräten ermöglicht. Jeder Schritt und jede Information werden von den relevanten Datenerfassungssystemen überwacht, um die Genauigkeit und Relevanz zu gewährleisten.
Ein IoT-Produkt kann die Zeit, die für die Behebung von Wartungsproblemen benötigt wird, verkürzen und somit Kosten sparen. Durch die Fernsteuerung können Kunden Benachrichtigungen erhalten, wenn Probleme mit ihren Diensten auftreten. Dies verbessert die Kundenzufriedenheit.
Neue Einnahmequellen
Die erfassten Daten aus IoT-Systemen können Eigentümern helfen, datengestützte Einnahmequellen zu erschließen.
Je mehr Sie über Ihre Mieter wissen, desto besser können Sie fundierte Entscheidungen treffen.
Es ist wichtig, die Nutzung von Einrichtungen und Büroräumen zu analysieren. Auf diese Weise können Probleme erkannt, Leasingstrategien optimiert und Bürolayouts an veränderte Arbeitsmuster angepasst werden.
Daten über die Anzahl der Personen, die sich gleichzeitig auf einer Etage aufhalten, können Ladenmietern helfen, ihr Angebot zu Stoßzeiten zu verbessern. Hausbesitzer können mit IoT-Daten eine Vielzahl neuer Service-Ideen entwickeln.
Fazit
Präzision bei der Gebäudeplanung trägt dazu bei, Abläufe zu beschleunigen, das Gebäudemanagement zu verbessern und die Sicherheit der Menschen zu erhöhen. Der Grundstein für eine intelligente Gebäudeautomation liegt in einer sorgfältigen Planung der Installation und Konfiguration der entsprechenden Technologien.
Signifikante Veränderungen sind nicht sofort zu erwarten. Es ist ratsam, mit einer Leuchte oder einer Einheit auf einer Etage zu beginnen und die Installation schrittweise auszubauen. Wählen Sie zunächst Bereiche mit schnellem Return on Investment und nutzen Sie die Technologien dann in weiteren Bereichen.
Zu Beginn kann ein einzelner Sensor, der sich mit einem vorhandenen Messgerät verbindet und Daten sendet, ausreichend sein. Das Personal kann sich leichter an die Daten gewöhnen und diese besser verstehen, wenn die Implementierung mit wenigen Geräten beginnt.
Bewerten Sie den nächsten Schritt auf der Grundlage Ihrer Daten und der gewünschten Informationen. Die Implementierung von IoT ist ein fortlaufender Prozess und sollte nicht auf Hardware beschränkt sein. Es geht darum, Wissen aufzubauen und neue Erkenntnisse zu gewinnen.
Sie können die Daten auf der Ebene der Sensoren im Gebäude erfassen. Künstliche Intelligenz kann die Daten von vielen verschiedenen Gebäuden gleichzeitig auswerten.
Dank des Internets der Dinge werden die Funktionen von BAS kontinuierlich verbessert, was zu einer höheren Energieeffizienz, besseren Interaktionen mit Mietern und innovativen Ideen führt.
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