Smart Buildings: Ein Meilenstein auf dem Weg zur Klimaneutralität

Ein Smart Building, oder intelligentes Gebäude, zeichnet sich durch die umfassende Vernetzung und Automatisierung seiner technischen Systeme aus, die durch digitale Technologien ermöglicht werden.

Im Kern geht es darum, Energieeffizienz zu steigern, den Komfort für Nutzende zu verbessern, Nachhaltigkeit zu fördern und Gebäudemanagementprozesse zu optimieren – alles mit dem Gesamtziel, die Energiewende im Gebäudebereich voranzubringen.

noventic trägt mit seinen intelligenten Lösungen maßgeblich dazu bei, Gebäude transparent zu machen und den Energieverbrauch zu optimieren. Mit vernetzter Funkinfrastruktur, transparenten Datenplattformen und intelligenten Anwendungen werden Immobilien klimaintelligent und zukunftsfähig gestaltet. Das umfassende Leistungsangebot von noventic ermöglicht energieeffizientes Wohnen und klimafreundliches Leben.

Das digitale Fundament eines Smart Buildings

Ein Smart Building steht auf einem soliden digitalen Fundament, das aus vier zentralen Komponenten besteht:

1. Sichere Konnektivität
Die sichere Konnektivität bildet die Basis und gewährleistet die Vernetzung über Sensoren und Internet-of-Things-(IoT)-Gateways zwischen Edge (physischen Geräten in der Immobilie) und Cloud (Online-Softwarelösungen). Diese Infrastruktur ermöglicht den kontinuierlichen Datenaustausch zwischen allen technischen Komponenten des Gebäudes und den (onlinebasierten) digitalen Steuerungssystemen.

2. Digitaler Gebäudezwilling
Darauf aufbauend entsteht der digitale Gebäudezwilling – ein virtuelles Abbild des realen Gebäudes. Diese digitale Abbildung erfasst alle relevanten Parameter und ermöglicht eine präzisere Steuerung der Gebäudetechnik. Der digitale Zwilling dient als Schnittstelle zwischen der physischen Realität und den digitalen Steuerungsprozessen.

3. Semantische Zeitserien
Die gesammelten Daten werden als semantische Zeitserien aufbereitet. Diese strukturierten Informationen über die Leistung der Gebäudetechnik liefern wertvolle Einblicke in Verbrauchsmuster und Optimierungspotenziale.

4. Simulation idealer Bedingungen
Schließlich ermöglicht die Simulation idealer Bedingungen eine kontinuierliche Optimierung des Gebäudebetriebs. Durch vorausschauende Analysen können Anpassungen vorgenommen werden, bevor Probleme entstehen, was die Effizienz stetig verbessert.

Die Funktionsweise eines intelligenten Gebäudes

Ein intelligentes Gebäude arbeitet in einem kontinuierlichen Kreislauf aus Datenerfassung, Analyse und Steuerung sowie Optimierung. Dieser Prozess lässt sich in drei wesentliche Stufen unterteilen:

Stufe 1: Erfassung & Überwachung
Die erste Stufe umfasst die Erfassung und Überwachung von Daten. Digitale Sensoren und externe Quellen sammeln kontinuierlich Informationen über den aktuellen Betriebszustand des Gebäudes und die Umgebungsbedingungen. Diese Sensoren messen bspw. auch Parameter wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftqualität, Lichtintensität und Energieverbrauch. Die Daten werden in Echtzeit erfasst und bilden die Grundlage für alle weiteren Prozesse.

Stufe 2: Aktive Eingriffe & Steuerung
In der zweiten Stufe erfolgen aktive Eingriffe und die Steuerung. Über die eingebettete Software oder Plattformen werden die erfassten Daten ausgewertet und entsprechende Maßnahmen eingeleitet. So kann beispielsweise die Heizung automatisch heruntergeregelt werden, wenn ein Raum nicht genutzt wird (wie bei Begegnungsräumen in Mehrfamilienhäusern außerhalb deren Öffnungszeiten), oder die Beleuchtung kann sich dem Tageslicht anpassen, um Energie zu sparen. Diese intelligenten Steuerungsmechanismen reagieren auf aktuelle Bedingungen und sind so in der Lage, den Gebäudebetrieb in Echtzeit zu optimieren.

Stufe 3: Kontinuierliche Optimierung
Die dritte Stufe ist die kontinuierliche Optimierung, die durch die beiden vorangegangenen Stufen ermöglicht wird. Durch die Kombination von Datenerfassung und aktiver Steuerung entsteht ein selbstlernender Kreislauf. Das System analysiert vorangegangene Daten, erkennt darin Muster und passt seine Algorithmen entsprechend an. Dadurch wird der Gebäudebetrieb immer effizienter und anpassungsfähiger.

Effiziente Smart Buildings durch intelligente Technologien

Die Effizienz von Smart Buildings wird durch mehrere Schlüsseltechnologien ermöglicht:

IoT-Technologien bilden das Rückgrat der vernetzten Kommunikation zwischen den verschiedenen Gebäudekomponenten. Sensoren, Aktoren und Steuergeräte sind miteinander verbunden und tauschen kontinuierlich Daten aus.

Der bereits erwähnte digitale Gebäudezwilling spielt eine zentrale Rolle bei der Visualisierung und Analyse des Gebäudezustands. Er ermöglicht es, Szenarien zu simulieren und Optimierungspotenziale zu identifizieren, ohne in den laufenden Betrieb eingreifen zu müssen.

Künstliche Intelligenz (KI) und maschinelles Lernen revolutionieren die Art und Weise, wie Gebäude betrieben werden. KI-Systeme können das Verhalten von Nutzern lernen und auf dieser Basis automatische Anpassungen vornehmen, um den Energieverbrauch zu optimieren oder den Komfort zu erhöhen.

Foundation Models ermöglichen eine noch tiefere Analyse und Vorhersage von Mustern im Gebäudebetrieb.

Smarte Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagensteuerungen passen sich automatisch an die aktuellen Bedürfnisse an und sorgen für ein optimales Raumklima bei minimalem Energieverbrauch.

Moderne Sicherheitssysteme gewährleisten nicht nur den Schutz der Gebäudenutzer, sondern sind auch in das Gesamtsystem integriert und tragen zur Effizienz bei.

Komfort, Effizienz & Nachhaltigkeit: Die Vorteile

Smart Buildings bieten zahlreiche Vorteile, die über die reine Technologieintegration hinausgehen. Die Optimierung des Energieverbrauchs steht dabei oft im Mittelpunkt.

Durch intelligente Steuerung können Heizung, Kühlung und Beleuchtung bedarfsgerecht angepasst werden, was zu erheblichen Energieeinsparungen führt und den Energieverbrauch optimiert.

Die Verbesserung der Betriebseffizienz ist ein weiterer wesentlicher Vorteil. Automatisierte Wartungs- und Überwachungssysteme erkennen potenzielle Probleme, bevor sie zu kostspieligen Ausfällen führen. Dies reduziert Ausfallzeiten und verlängert die Lebensdauer der technischen Anlagen.

Der optimierte Komfort für die Nutzer trägt wesentlich zur Zufriedenheit und Produktivität bei. Raumklima, Beleuchtung und akustische Bedingungen können individuell angepasst werden, um eine optimale Arbeits- oder Wohnumgebung zu schaffen.

Die Senkung von Betriebskosten durch automatisierte Systeme ist ein wirtschaftlicher Vorteil, der Smart Buildings besonders attraktiv macht. Neben den Energieeinsparungen führen reduzierte Wartungskosten und effizientere Ressourcennutzung zu deutlichen Kostensenkungen.

Die Möglichkeit der individuellen Anpassung an die Bedürfnisse der Bewohner erhöht den Wohnkomfort und die Nutzerzufriedenheit. Smart Buildings können sich an verschiedene Nutzerprofile anpassen und bieten personalisierte Einstellungen für jeden Bewohner.

Langfristig führen diese Vorteile zu einer Wertsteigerung der Immobilie. Intelligente Gebäude sind zukunftssicher und entsprechen den steigenden Anforderungen an Nachhaltigkeit und Effizienz, was sie zu attraktiven Investitionsobjekten macht.

Die Nachhaltigkeit wird durch die intelligente Nutzung von Ressourcen und den Einsatz erneuerbarer Energien gefördert. Smart Buildings können beispielsweise Photovoltaikanlagen optimal in ihr Energiemanagement einbinden und den Eigenverbrauch maximieren.

Nicht zuletzt führt die erhöhte Effizienz zu einer Verringerung der CO2-Emissionen, was einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz darstellt. Smart Buildings sind daher nicht nur wirtschaftlich sinnvoll, sondern auch ökologisch verantwortungsvoll.

Use Cases von Smart Buildings

Die Vorteile von Smart Buildings lassen sich anhand konkreter Anwendungsbeispiele verdeutlichen.

Smart Heizen ist einer der bekanntesten Anwendungsfälle. Durch intelligente Thermostate und Steuerungssysteme wird die Heizung bedarfsgerecht geregelt, was zu erheblichen Energieeinsparungen führt.

Die ersten Vermietererfahrungen mit smarten Thermostaten zeigen, dass sich der Einbau sowohl für Vermieter als auch für Mieter lohnt.

Klimafreundliches Wohnen wird durch die Integration verschiedener Smart-Building-Technologien ermöglicht. Von der intelligenten Energieverteilung bis hin zur Nutzung erneuerbarer Energien – Smart Buildings schaffen die Voraussetzungen für nachhaltiges Wohnen mit reduziertem ökologischen Fußabdruck.

Smart Metering ist ein weiterer wichtiger Anwendungsfall. Durch die präzise Erfassung und Analyse von Verbrauchsdaten können Einsparpotenziale identifiziert und genutzt werden. Die Transparenz der Verbrauchsdaten ermöglicht es den Nutzern, ihr Verhalten anzupassen und Ressourcen effizienter zu nutzen.

Die Integration von PV-Konzepten in Smart Buildings zeigt, wie erneuerbare Energien optimal genutzt werden können. Durch intelligente Steuerung kann der erzeugte Solarstrom bedarfsgerecht im Gebäude verteilt oder gespeichert werden, was die Unabhängigkeit von externen Energielieferanten erhöht und die Betriebskosten senkt.