Smart Building ist das intelligente Gebäude der Zukunft. Die Digitalisierung schreitet weiter voran, was auch den Komfort in Gebäuden verstärkt. Vieles kann nun automatisch ablaufen, was nicht nur Arbeit einspart, sondern auch Energiekosten senkt, beispielsweise wenn eine Heizung nicht unnötig hochheizt oder Lichter nicht ausgeschaltet werden. Mit der Digitalisierung schreitet auch die intelligente Gebäudetechnik voran.
Inhaltsverzeichnis: Das erwartet Sie in diesem Artikel
Smart Building: Definition
Laut Smart Building Definition sind hier die technischen Anlagen und Bauteile miteinander vernetzt. Dabei wird häufig eine Schnittstelle zum Internet genutzt. So können die Prozesse auch außerhalb des Gebäudes gesteuert werden. Bei einem Smart Home sind einzelne Haushaltsgeräte, Licht und Wärme steuerbar. Bei einem Smart Building geht es viel mehr um eine intelligente Haustechnik. Diese kann zusätzlich mit Raum- und Geräteregelungen verbunden sein. Gebäude nach dem Prinzip des Smart Buildings sind mittlerweile der aktuelle Stand der Technik.
Der Begriff Smart Building stammt aus dem Englischen und bedeutet direkt übersetzt „intelligentes Gebäude“. Der Unterschied zum „Smart Home“, also dem intelligenten Zuhause, liegt bei der Digitalisierung eines gesamten Gebäudes, während sich das Smart Home lediglich mit intelligenten Wohnungseigenschaften beschäftigt. Bei einem Smart Building spielen die Automatisierung und die Kontrolle der technischen Ausstattung innerhalb eines Gebäudes eine zentrale Rolle. Der Grundbaustein eines Smart Buildings sind die vernetzten und fernsteuerbaren Geräte und automatisierte Abläufe. Ziel dabei ist neben einer komfortablen Bedienung von außerhalb auch eine effiziente Energienutzung für Kosteneinsparungen und eine positive CO2-Bilanz.
Die Begriffe „Smart Home“ und „Smart Building“ werden oft synonym verwendet. Das ist allerdings nicht ganz richtig. Allerdings ist es auch nicht verwunderlich, da beide Begriffe ähnliche Ziele verfolgen, nämlich die Digitalisierung von Immobilien. Der entscheidende Unterschied beim Smart Building ist die Digitalisierung des gesamten Gebäudes, wie das Eigenheim oder Wohneinheiten in einem Mehrfamilienhaus sein.
Ähnliche Begriffe sind Smart Office, Smart City sowie PropTech
Smart Building Definition: „Smart Office“
Bei einem Smart Office werden intelligente Systeme genutzt, um das Büro effizienter zu gestalten. Hier verhilft die Digitalisierung dem Büro dabei den Arbeitsalltag mit vernetzten Technologien zu mehr Effizienz und Kostenersparnissen.
Smart Building Definition: „Smart City“
Auch in einer gesamten Stadt können Technologien zum Einsatz kommen, um Abläufe zu digitalisieren. Ist eine gesamte Stadt digital vernetzt, ist es eine Smart City.
Smart Building Definition: „PropTech“
Intelligente Anwendungen in der Wohnungswirtschaft werden durch sogenannte Property Technology (PropTech) Unternehmen realisiert. Mit der Unterstützung der jeweiligen Branche können Projekte der Digitalisierung von Immobilien gemeinsam vorangetrieben werden.
Anforderungen an Smart Buildings
In Deutschland gibt es einige Anforderungen, damit ein Gebäude als Smart Building bezeichnet werden kann. So muss dieses beispielsweise energieeffizient sein und ein gesundes Wohnen ermöglichen. Das beinhaltet unter anderem, dass bei der Beheizung und Klimatisierung ein Mindestkomfort gegeben sein muss. Eine effiziente Technologie beim Heizen ist beispielsweise eine Wärmepumpe. Die Schnittstellen müssen dynamisch sein. Zudem muss das Smart Building auf die Bedingungen im Energiesystem reagieren können. Auch erneuerbare Energien müssen in das Smart Building aufgenommen werden können. Ist eine Photovoltaikanlage angebracht, sollte mit dieser gewonnenen Energie auch der eigene Strombedarf gedeckt werden. Intelligente Zähler können den Energieverbrauch und dessen Gewinnung problemlos und unkompliziert überwachen. Flexibilität entsteht hier durch Demand Response oder Strom- und Wärmespeicher.
Elemente eines Smart Buildings:
- Klimaanlage
- Pumpen
- Speicher
- Ventile
- Thermostat
- Lüftung
- Beleuchtung
- Schalter
Sensoren und Zähler:
- Mengenzähler
- Thermostat
- Beacons, Indoor-/Outdoornavigation
- Gegensprechanlage
- Kameras
- Gasmelder
- Bewegungsmelder
- Rauch- und Brandmelder
- Übertragungs- und Managementebene in Smart Buildings
Smart Buildings in Europa
Die Infrastruktur, die für eine Verbreitung von Smart Buildings notwendig ist, ist in Europa kaum gegeben. In Deutschland sind zwar mittlerweile viele Photovoltaikanlagen installiert worden, allerdings werden Kommunikations- und Informationstechnologien kaum genutzt. Hierzu zählen beispielsweise die intelligenten Zähler.
Energiewende und Smart Buildings
Die im Klimaschutz relevante Energiewende benötigt Konzepte wie Smart Buildings. Denn diese leisten einen großen Beitrag bei der Einsparung von Energien und arbeiten deutlich nachhaltiger. Das kommt nicht nur von den Photovoltaikanlagen, sondern auch durch die regulierbare Strom- und Wärmenutzung. Die Gebäudehülle ist auf die integrierten technischen Systeme abgestimmt, was für ein Höchstmaß an Effizienz sorgt. Vor allem die Energiespeicherung trägt ihren Teil zur Effizienz bei. So werden Nachfragespitzen reduziert. Produktion und Nutzung der erzeugten Energie können selbst gesteuert werden.
Auch in Sachen Komfort haben Smart Buildings einen deutlichen Vorteil gegenüber herkömmlichen Gebäuden. In der Regel ist das Raumklima deutlich besser. Smart Buildings können zudem als Schnittstelle zu anderen Bereichen des Energiesystems dienen. Ziel ist stets, die Energienachfrage von Gebäuden zu senken und gleichzeitig die selbsterzeugte Energie zu speichern.
Upgrade zu Smart Building
Oft sind es neue Gebäude, die direkt als Smart Building geplant und umgesetzt werden. Aber es ist auch möglich, bestehende Gebäude zum Smart Building aufzurüsten. Verschiedene technische Bausteine sind dabei nötig. Diese Neuerungen sind zwar zunächst recht kostspielig, allerdings rechnen sich diese Systeme in der Regel schon nach wenigen Jahren. Die Digitalisierung eines Gebäudes umfasst das Innere als auch die IT-Netzwerke. Technische Anlagen und Sensoren werden dabei miteinander vernetzt und kommunizieren miteinander. Dies kann über ein lokales Netzwerk als auch über eine Plattform für Datenaustausch realisiert werden. Management- und Monitoringwerkzeuge sind hierbei für die Überwachung sowie die Steuerung der Systeme wichtig. Informationen und Daten werden dann zwischen den Ebenen des Smart Buildings ausgetauscht. Neben dem Begriff „Ebenen“ werden im Umfeld der Smart Buildings auch häufig „Layer“ oder „Area“ genutzt.
Wird ein bestehendes Gebäude zu einem Smart Building aufgerüstet, geschieht dies meist während einer Sanierung oder Modernisierung. Die Sensortechnik ermöglicht nicht nur die Überwachung der Funktionen und der Effizienz, sondern realisiert Prozesse auf drei Ebenen. Der Gebäudeebene oder Feld- und Automatisierungsebene, also Technik, mit der das Gebäude ausgestattet ist. Der Übertragungsebene mit Funk, LAN und der Protokollierung und der Managementebene, welche Software, Plattform, Server und Cloudspeicherung beinhaltet.
Beispiele für die Nutzung auf Gebäudeebene
Mit der Gebäudeebene werden Anlagen und verschiedene Komponenten geregelt. Diese sind in einem Smart Building mit Datenpunkten versehen. Hier gibt es aktive und passive Komponenten. Controller und Aktoren sind aktive Bestandteile der Smart Buildings, während Zähler und Sensoren passiv sind. Diese dienen lediglich zur Erfassung von Daten. Ein Teil einer Anlage des Smart Buildings kann mit einem oder mehreren aktiven und passiven Komponenten ausgestattet sein. Die Übertragungsebene soll den Austausch von Informationen zwischen den einzelnen Komponenten eines Smart Buildings ermöglichen. So werden beispielsweise die Gebäudedaten von einem Aktor zu einem Computer oder einem Sensor gesendet. Die technischen Möglichkeiten hierzu erweitern sich beständig. Zudem werden die Daten des Gebäudes an einen externen Ort gesendet. Dort können sie dann gesammelt und analysiert werden. Das Monitoring und die Auswertung der Gebäudedaten finden auf der Managementebene statt. Hier werden die Funktionen und Prozesse überprüft und ausgewertet. Das macht ereignisbezogene Eingriffe möglich. So beispielsweise das Einwirken auf die Gebäudetechnik im Falle eines Brandes. Für diese Ebene werden Zugriffsrechte vergeben, um die Daten zu schützen und den Zugriff von außerhalb zu verhindern. Die Zugriffe können auch über das Internet von einem anderen Ort erfolgen.
Die verschiedenen Ebenen tauschen die Daten aus den Anwendungen aus. Allerdings sind offene Funkschnittstellen bei den Smart Buildings häufig problematisch. Sie können ein Datenschutz- und Sicherheitsrisiko darstellen. Zum Steuern und Regeln ist ein externer Zugriff auf die Gebäudeebene nicht zwingend erforderlich. Aus Sicherheitsgründen ist dies häufig auch nicht gewollt. Ist eine Steuerung von außen nötig, wird dies oft über einen VPN-Tunnel realisiert, so ist beispielsweise eine Fernwartung im Smart Building möglich.
