Gebäudeautomation. Ausgerüstet mit Edge Systemen und KI ermöglichen moderne Gebäude nicht nur eine nie dagewesene Nachhaltigkeit. Sondern bieten dem Nutzer auch mehr Komfort.
Die Anforderungen an Gebäude steigen zunehmend. Sie sollen nicht nur den in ihnen arbeitenden oder wohnenden Menschen Komfort und Sicherheit bieten. Sondern auch immer weniger Energie verbrauchen und möglichst geringe Betriebskosten verursachen.
Um diese Ziele zu erreichen, stattet man Gebäude mit immer mehr Technik aus. Gebäudesysteme wie Beleuchtung, Klima- und Heizungstechnik, Beschattungssysteme oder Überwachungstechnik werden miteinander vernetzt. Die moderne Gebäudeutomation steuert alles über ein zentrales System (Building Automation System).
Zwar lautet die Bezeichnung derartiger Immobilien bereits „smarte“ Gebäude – wirklich schlau sind sie jedoch noch nicht. Dazu fehlt ihnen die Prognose- und Kommunikationsfähigkeit von wirklich intelligenten Systemen. Erst der Einsatz von Edge Lösungen ändert das. Dabei wäre es durchaus möglich, all diese Funktionen auch über die Cloud zu steuern. Denn wirkliche Echtzeitfähigkeit verlangen nur die wenigsten Gebäudesysteme. Doch ein anderer Grund spricht hier für den Einsatz von Edge Computing. Die Systeme und Sensoren im Gebäude sammeln gewaltige Datenmengen, nicht nur der technischen Komponenten, sondern auch der Nutzer, den Menschen.
Daher ist es aus Datenschutzgründen vorteilhaft, wenn der Großteil der notwendigen Datenverarbeitung in Edge Knoten erfolgt. So bleiben die Daten privat und der Zugriff ist unabhängig von der Verfügbarkeit einer Cloud-Verbindung. Dennoch wird bei der Gebäudeautomation ein hybrider Ansatz, also die Kombination von Edge und Cloud Computing, die besten Resultate zeigen. So können zum Beispiel aus der Cloud Wetterdaten zur Steuerung der Klimatechnik herangezogen oder das eigene Gebäude mit ähnlichen anderen verglichen werden, um Verbesserungspotenziale zu erschließen.
Bloombergs neuer Hauptsitz
Nur mit diesen Ansätzen lassen sich maximal nachhaltige Gebäude realisieren. Wie zum Beispiel der neue Hauptsitz des Medienunternehmens Bloomberg, eines der nachhaltigsten Gebäude der Welt. Das in London erbaute Gebäude erreicht im Vergleich zu einem typischen Bürogebäude eine Einsparung von 73 Prozent beim Wasserverbrauch. Und 35 Prozent beim Energieverbrauch sowie den damit verbundenen CO₂-Emissionen. Innovative Energie-, Beleuchtungs-, Wasser- und Lüftungssysteme machen den größten Teil der Energieeinsparung aus. Viele dieser Lösungen sind einzigartig und ermöglichen es, Abfall zu verwerten, auf die äußere Umgebung des Gebäudes zu reagieren und sich an die Nutzung durch die Menschen anzupassen.
Norman Foster, Gründer und Executive Chairman von Foster + Partners, der das Gebäude realisiert hat: „Die Innenräume werden durch eine „atmende“ Fassade natürlich belüftet. Das beleuchtete Atrium, gesäumt von einer spiralförmigen Rampe im Herzen des Gebäudes, sorgt für eine verbundene, gesunde und kreative Umgebung.“ Bei gemäßigten Umgebungstemperaturen können sich die markanten Bronzelamellen des Gebäudes öffnen und schließen. So kann das Gebäude in einem „atmungsaktiven“ natürlichen Lüftungsmodus betrieben werden. Das reduziert den Energieverbrauch erheblich. Intelligente CO2-Sensor-Steuerungen ermöglichen es, die Luft entsprechend der ungefähren Anzahl von Personen zu verteilen, die sich zu einem bestimmten Zeitpunkt in jeder Zone des Gebäudes aufhalten. Die Fähigkeit, den Luftstrom dynamisch an die Belegungszeiten und -muster anzupassen, wird rund 600 bis 750 Megawattstunden Strom pro Jahr einsparen und damit den CO2-Ausstoß um etwa 300 Tonnen pro Jahr reduzieren.
Gebäudeautomation im cube berlin
Ein anderes Smart Commercial Building wurde Ende 2019 fertiggestellt – der cube berlin. Ziel des von 3XN Architekten entworfenen und von CA Immo realisierten Gebäudekonzeptes ist nicht nur seine spektakuläre architektonische Form. Sondern vor allem auch, dass es über eine Künstliche Intelligenz, das sogenannte „Brain“, verfügt.
Mit der Programmierung der KI beauftragte CA Immo das Startup Thing Technologies. Sie realisierten ein System, das alle technischen Anlagen, Sensoren sowie Planungs-, Betriebs- und Nutzerdaten intelligent miteinander verknüpft. Und alle Prozesse im Gebäude optimal steuert. Das „Gehirn“ lernt aus den Daten des Betriebs, der Nutzer sowie Umwelt und formuliert daraus Verbesserungsvorschläge. Zum Beispiel benötigen nicht genutzte Flächen dort künftig weder Heizung noch Kühlung, Lüftung oder Licht. Das erkennt das System entsprechend und schaltet die Anlagen in diesen Bereichen ab. Die Mieter können im cube berlin mit der dafür eigens entwickelten App zudem beispielsweise Raumklima, Zugangskontrollen, Paketstation und vieles mehr selbst steuern.
Das Smart Building ist damit eine völlig neue Art von Immobilie, bei dem der Nutzer und sein Bedarf im Vordergrund steht. Es ermöglicht dank Edge Computing und KI eine Interaktion zwischen Mensch und Gebäude, wie sie bisher nicht möglich war.