Energie erzeugen mit Smart Buildings

Der Nutzen moderner Smart Buildings geht jedoch über das reine Einsparen von Energie hinaus. Denn mittlerweile bieten viele dieser intelligenten Gebäude auch die Möglichkeit einer sog. On-Site-Stromerzeugung. 

Hierunter versteht man die Erzeugung von Energie (z.B. über Blockheizkraftwerke oder , welche entsprechend abgespeichert und zu einem späteren Zeitpunkt dann auch als Energielieferant herangezogen werden kann. Im Idealfall soll der Energieverbrauch des Gebäudes durch die hierdurch generierte Energie vollständig abgedeckt werden. Gelingt dies, so spricht man von einem sog. Nullenergiehaus.

Die Entwicklung vom herkömmlichen Gebäude zum Smart Building

Früher war ein herkömmliches Gebäude eine reine, passive Anlageinvestition, welches nicht flexibel und nicht vernetzt mit der Umwelt war. Als solches stellte dieses einen reinen Kostenfaktor dar.

In den letzten 20 Jahren haben sich automatisierte Gebäude jedoch dahingehend entwickelt, dass Gebäudeleitsysteme sämtliche Disziplinen in einem Gebäude vereinen (wie z.B. Heizung, Lüftung, Klima, Lichtsteuerung, Brandmeldesysteme und Sicherheitssysteme). Bereits heute sind wir im Zeitalter von Smart Buildings angekommen.

Unterschied Smart Home und Smart Building

Häufig werden die Begriffe Smart Home und Smart Building in einen Topf geworfen. Hier muss jedoch eine klare Differenzierung getroffen werden. Zwar steht bei beiden Begriffen die Automatisierung und Digitalisierung von Immobilien im Fokus, dennoch gibt es einen wichtigen Unterschied.

Denn: Smart Building bezeichnet die intelligente Verbindung ganzer Gebäude, während Smart Home dagegen lediglich die Verbindung von smart Devices in den eigenen vier Wänden – also zu Hause – beschreibt. “Zu Hause” kann in diesem Fall ein Haus, aber auch eine kleine Wohneinheit in einem Hochhaus sein.

Schauen wir uns in diesem Kontext zwei Beispiele an, damit der Unterschied deutlicher wird:

Smart Home:
In einem klassischen Smart Home sorgt der miteinander vernetzte Haushalt für einen erhöhten Komfort im eigenen Wohnraum. Kühlschränke bestellen beispielsweise automatisch Milch oder Jalousien fahren am Abend automatisch herunter, wenn es dunkel wird. Das primäre Ziel ist also eine Erhöhung der Lebensqualität, weshalb beim Smart Home auch Aspekte wie Komfort und Lifestyle im Vordergrund stehen.

Smart Building:
Im modernen Smart Building wird die intelligente Vernetzung von ganzen Gebäuden angepeilt. So sind die Stellflächen eines Firmenparkplatzes beispielsweise mit entsprechenden Sensoren ausgestattet, welcher freie Plätze direkt in einer App anzeigt. Hat der Mitarbeiter sein Auto geparkt vermittelt der Sensor die Information an sein Büro weiter, wo dann bereits die dortige Heizung und Beleuchtung eingestellt wird.

Außerdem sind die Sicherheitsanforderungen in Smart Buildings für gewöhnlich um ein Vielfaches komplexer, was vor allem darin begründet liegt, dass in den Gebäude häufig deutlich mehr Sensoren integriert sind, welche natürlich auch für potenzielle Hacker als Angriffspunkt genutzt werden können.

Grundsätzlich kann also gesagt werden, dass die beiden Begriffe zwar ähnliche Ziele verfolgen. Jedoch gibt es auch maßgebliche Unterschiede.

Smart Building – Weitere Abgrenzungen

Neben dem Smart Home gibt es darüber hinaus noch weitere Begriffe, von welchen das Smart Building abgegrenzt werden muss. 

Smart Office 

Das Smart Office betrifft den eigenen Arbeitsplatz und bezieht sich somit in erster Linie auf den Arbeitsraum der beruflichen Tätigkeit. So gesehen kann das Smart Office als Bestandteil des Smart Buildings gesehen werden. Das vorrangige Ziel eines Smart Office besteht in einer gesteigerten Effizienz bei einer gleichzeitigen EInsparung von Kosten.

Smart City

Die Smart City hingegen geht einen Schritt weiter und bezeichnet die digitale Vernetzung von Bauwerken in einer Region oder sogar in einer ganzen Stadt. 

In welchem Bereich kommen Smart Buildings zum Einsatz?

Prinzipiell können Smart-Building-Systeme in allen Arten von Gebäuden installiert werden. Allerdings lassen sich derzeit einige Bereiche beobachten, in denen der Einsatz von Smart Home Technologien besonders sinnvoll erscheint. Hierunter fallen im Allgemeinen alle Arten von Zweckgebäuden wie Bürogebäude, Einkaufshäuser, Flughäfen oder Produktionshallen.

Zentrale Themen, welche von den Smart-Building-Systemen dabei abgedeckt werden, sind unter anderem die Gebäudesicherheit, Brandmelder, Fluchtwegplanungen oder die Energieoptimierung zur Einsparung von Betriebskosten.

Die Funktionsweise eines Smart Buildings

Kommen wir an dieser Stelle nun zur Funktionsweise eines modernen Smart Buildings. Diese kann sich natürlich von Gebäude zu Gebäude unterscheiden, da die digitale Vernetzung auf individuelle Vorlieben angepasst bzw. personalisiert werden kann.

In seinem allgemeinen Ablauf ist die Funktionsweise von Smart-Building-Systemen allerdings sehr ähnlich und folgt den folgenden Schritten:

1. Der aktuelle Zustand des Gebäudes wird durch integrierte und digital vernetzte Sensoren erfasst und überwacht
2. Entsprechende Softwares sind für die permanente Auswertung von Daten zuständig
3. Nutzer initiieren durch Handlungen Steuerungsbefehle, wodurch bestimmte Aktionen dann automatisiert durchgeführt werden (wie z.B. das Öffnen eines Fensters oder das Anschalten einer Heizung)

Damit eine solche intelligente Automatisierung eines Gebäudes möglich wird, ist ein sog. Digital Twin (digitaler Zwilling) erforderlich, welcher sämtliche Funktionen innerhalb eines Computermodells abbildet und auf diese Weise steuerbar macht. Es handelt sich dabei um ein digitales Bauwerk- und Funktionsmodell mit zugehörigen Informationsdatenbanken, die es erlauben, ausgewählte Gebäudeprozesse digital zu planen und zu bewirtschaften.

Um die reale Umwelt erfassen zu können, benötigt dieser Digital Twin wiederum Sensoren. In diesem Kontext steht eine breite Palette an Möglichkeiten zur Auswahl, zu denen unter anderem die folgenden zählen:

• 3D-Bildsensoren
• Drucksensoren
• akustischen Sensoren
• Radarsensoren

Die Verwendung von solchen Sensoren dienen dabei im übertragenen Sinne als Augen und Ohren des Gebäudes. Auf diese Weise kann ein Smart Building kontextangepasst reagieren und sich an die Umwelt anpassen.

Das Smart Building in der Zukunft

Bereits jetzt sind die Möglichkeiten von Smart Buildings weitreichend und komplex. Zukünftig werden jedoch Technologien erwartet, die es ermöglichen, dass sich Gebäude selbstständig an geänderte Nutzungsbedingungen anpasst. Gemeint sind damit Bedingungen, welche zum einen vom Nutzer selbst kommen, aber zum anderen auch von der Umwelt. Diese Anpassungen werden in Echtzeit erfolgen.

Dementsprechend lässt sich auch ein starkes Wachstum des Marktes für Smart Buildings beobachten. Gemäß den Angaben des Marktforschungsunternehmens iot-analytics werden im Jahr 2021 bereits 23,8 Milliarden an vernetzten Geräten auf der ganzen Welt eingesetzt (dies entspricht einer Steigerung von 10 % verglichen zum Vorjahr).

Gibt es bei Smart Buildings auch Risiken zu beachten?

Bei all den innovativen Vorteilen, welche die Entwicklung hin zu Smart Buildings mit sich bringen, gibt es trotzdem auch einige potenzielle Risiken im Hinterkopf zu behalten.

Eines dieser Risiken ist beispielsweise die Anfälligkeit für Cyberattacken. Diese Anfälligkeit ist der Tatsache geschuldet, dass eine Vielzahl an Geräten mit dem Internet verbunden sind und daher als Angriffsfläche für Hacker dienen können.

Gelingt es einem Hacker, sich Zugriff zum IT-System eines Gebäudes zu verschaffen, kann er dann im nächsten Schritt ohne Probleme bestimmte Daten manipulieren oder den Ablauf von Funktionen blockieren.

Aus genau diesem Grund sollte der Sicherheitsaspekt von Smart-Building-Systemen einen sehr hohen Stellenwert einnehmen, um solchen Gefahren entgegenzuwirken. Eine Möglichkeit kann hier zum Beispiel die Verwendung von Authentifizierungs-Chips sein oder aber auch komplexere Abwehrsysteme.

Smart Buildings als Gebäude der Zukunft – es bleibt spannend

Nichtsdestotrotz sind die Möglichkeiten von Smart Buildings trotz mancher Risiken enorm. Während die digitalen Technologien eines Smart Buildings aktuell noch überwiegend in betrieblichen Gebäuden Anwendung finden, ist es in nicht allzu ferner Zukunft sicherlich vorstellbar, dass die zahlreichen Vorteile von diesen auch von der breiten Masse genutzt werden.

Smart Buildings sind nicht nur ein treibender Bestandteil der fortschreitenden Digitalisierung, sondern bieten des Weiteren auch jetzt schon das Potenzial, wertvolle Energieressourcen einzusparen und hierdurch die Umwelt zu schonen.

Die Weiterentwicklung des Smart Buildings bleibt daher spannend!