Smart Building: Bedeutung und ein Implementierungsbeispiel

Ein Smart Building ist ein Gebäude, das Energie optimal verwaltet und den Nutzern den bestmöglichen Komfort bietet

In den letzten Jahren gewinnt das Konzept des Smart Building oder der intelligenten Gebäude in der Welt der Architektur und des Bauwesens zunehmend an Bedeutung. Ein intelligentes Gebäude kann dank der Verwendung von einer BIM-IoT-Platform vollständig aus der Ferne gesteuert werden, was zum Beispiel Folgendes ermöglicht:

• Verwaltung der Videoüberwachung und der Einbruchmeldeanlagen;
• Einstellung der Verdunkelungssysteme (Sonnenschutz, Jalousien usw.) entsprechend den natürlichen Lichtverhältnissen;
• Steuerung des Raumklimas (Hitze, Kälte, Feuchtigkeit usw.) in Bezug auf die Außentemperatur;
• das Schalten von Licht und Geräten nach den Bedürfnissen der Nutzer steuern;
• Erkennung von Bränden und Alarmen;
• Kontrolle der Luftqualität in Innenräumen;
• und weiteres.

Verwaltung der Systeme eines Smart Buildings

All diese Aspekte stellen einen großen Vorteil dar, da sie dazu beitragen:

• die Nutzung des Gebäudes zu verbessern;
• das Verbrauch zu optimieren;
• die Sicherheit der Nutzer zu erhöhen;
• die Nachhaltigkeit zu verbessern;
• die Umweltbelastung reduzieren;
• und weiteres.

Doch was genau bedeutet Smart Building und wie lässt es sich umsetzen? Dieser Artikel vertieft das Smart Building Konzept, die angebotenen Vorteile und präsentiert ein Implementierungsbeispiel.

Was versteht man unter Smart Building?

Ein Smart Building oder intelligentes Gebäude ist ein Bauwerk, welches fortschrittliche Technologien, Sensoren und Steuerungssysteme verwendet, um die Energieeffizienz, den Komfort und die Sicherheit der Nutzer zu verbessern. Diese Gebäude sind so konzipiert, dass sie vernetzt, integriert und interaktiv sind, was ein optimiertes Ressourcenmanagement und eine bessere Lebensqualität für die Nutzer ermöglicht.

Visualisierung von Sensordaten auf dem 3D-Modell eines intelligenten Gebäudes

Smart Building Beispiele

Beispiele für intelligentes Bauen sind Wolkenkratzer mit intelligenten Fassaden, die Licht und Wärme automatisch an die äußeren Wetterbedingungen anpassen. Dazu kommen noch Gebäude mit Heiz- und Kühlsystemen, die sich an die Bedürfnisse der Bewohner anpassen, und Gebäude mit Beleuchtungssystemen, die sich selbst an die Anwesenheit und Aktivität von Menschen anpassen.

Merkmale intelligenter Gebäude

Intelligente Gebäude können eine Vielzahl von Technologien und Lösungen umfassen, darunter:

• IoT-Sensoren und -Geräte (Internet of Things) zur Überwachung und Kontrolle der Umgebungsbedingungen in Echtzeit;
• Energiemanagementsysteme zur Verringerung des Verbrauchs und der CO2-Emissionen;
• Automatisierung von Sicherheitsfunktionen wie Überwachungskameras und Zugangssystemen;
• Integration mit intelligenten Netzen für dezentrales Energiemanagement und Teilnahme an Demand-Response-Programmen;
• nachhaltige Mobilitätslösungen wie Ladestationen für Elektrofahrzeuge und Fahrrad-Sharing-Infrastruktur.

Was sind Gebäudeautomationssysteme und BMS (Building Management System)?

Gebäudeautomationssysteme sind eine Reihe von Technologien und Geräten, die eine zentrale und automatisierte Steuerung der Anlagen und Funktionen eines Gebäudes ermöglichen. Diese Systeme sind häufig in ein BMS (Building Management System) integriert, eine Softwareplattform, die es Betreibern und Managern ermöglicht, den Betrieb des Gebäudes zu überwachen, zu verwalten und zu optimieren.
Das BMS kann Funktionen wie die Steuerung von Beleuchtung, Heizung, Klimaanlage, Lüftung, Strom, Sicherheitssystemen und Kommunikationsnetzen umfassen. Durch die Integration dieser Funktionen verbessert das BMS die Energieeffizienz, senkt die Betriebskosten und sorgt für eine komfortable und sichere Umgebung für die Nutzer.

Mit einer Plattform zur Steuerung von IoT-Geräten ist es heute möglich, alle Sensorik- und Gebäudeautomationssysteme direkt aus dem digitalen Zwilling des Gebäudes heraus zu verwalten. In der Praxis wird das 3D-Modell der digitale Zwilling des realen Gebäudes sein und sich wie ein dynamisches System verhalten, das in Echtzeit auf Ereignisse reagiert, die von IoT-Geräten erzeugt werden.

Die von den Sensoren erfassten Daten werden in Echtzeit an die Anwendung gesendet, die sie erfasst, analysiert und direkt auf dem 3D-BIM-Modell anzeigt.

Auf diese Weise wird das BIM-Modell als dynamisches Modell konfiguriert, das sich durch die von den Sensore übertragenen Daten aktualisiert.

Änderungen in Echtzeit erleichtern die Steuerung und Überwachung auch großer und komplexer Gebäude.

Verwaltung des realen Modells dank seinem digitalen Zwilling mit usBIM.IoT

Smart Building: Was sind die Vorteile?

Intelligente Gebäude bieten viele Vorteile gegenüber herkömmlichen Gebäuden, darunter:

• höhere Energieeffizienz: Durch den Einsatz fortschrittlicher Sensoren, IoT-Geräte und Steuerungssysteme können Smart Buildings den Energieverbrauch und die CO2-Emissionen erheblich senken.
• Komfort und Wohlbefinden der Nutzer: Eine gut kontrollierte und personalisierte Umgebung kann die Luftqualität, Temperatur und Beleuchtung verbessern und zum physischen und psychischen Wohlbefinden der Benutzer beitragen;
• Senkung der Betriebskosten: Durch die Automatisierung und Optimierung von Gebäudemanagementfunktionen können Wartungs-, Energie- und Personalkosten gesenkt werden;
• Sicherheit und Schutz: Integrierte und automatisierte Sicherheitssysteme können den Schutz von Nutzern und vom Gebäude selbst verbessern;
• Umweltverträglichkeit: Durch den Einsatz umweltfreundlicher Materialien und Technologien können intelligente Gebäude dazu beitragen, die Umweltauswirkungen zu reduzieren und die langfristige Nachhaltigkeit zu fördern.

Smart Building und BMS: eine Fallstudie

Ein Beispiel für die Implementierung eines intelligenten Gebäudes ist die Integration zwischen dem Gebäudemanagementsystem (BMS) EcoStruxure von Schneider Electric und der Plattform usBIM von ACCA software. Diese Lösung ermöglicht es den Betreibern, den Gebäudebetrieb in Echtzeit zu überwachen und zu steuern, die Nutzung der Ressourcen zu optimieren und den Komfort der Bewohner zu verbessern. Darüber hinaus ermöglicht die benutzerfreundlicheOberfläche von usBIM einfach und intuitiv auf alle Gebäudeinformationen zuzugreifen.

Die Integration zwischen der Plattform usBIM und dem BMS von Schneider Electric realisiert den echten digitalen Zwilling des Werks und ermöglicht die Steuerung aller seiner technologischen Systeme (Klima, Stromverteilung, Verteilerschrank, Beleuchtung usw.). Alle Anlagen sind in eine gemeinsame Plattform integriert, die den Komfort und die Effizienz des Gebäudes maximiert und es zu einem echten Smart Building macht.

Die Integration zwischen den beiden Plattformen bietet den Betreibern, Eigentümern und Nutzern alle Werkzeuge, die sie benötigen, um ihre Gebäude zu überwachen und zu verwalten. Dank einer visuellen Benutzeroberfläche können alle technologischen Systeme einfach gesteuert werden. Beispielsweise werden die Räume im 3D-Modell des Gebäudes eingefärbt, um mitzuteilen, ob die Raumtemperatur zu warm oder zu kalt ist oder ob die Lichtverhältnisse für die anstehende Aufgabe geeignet sind. Die Interaktion mit dem System ist sehr einfach und es genügt ein gewöhnliches Smartphone oder Tablet, um die gewünschten Werte einzustellen und den Umgebungskomfort zu überprüfen.

Die Interaktion mit dem Gebäude kann auch die Möglichkeit bieten, einen Besprechungsraum für ein bestimmtes Datum zu reservieren und die vollständige Kontrolle über die Parameter zu haben, die den Komfort dieser bestimmten Umgebung regeln.

Die Zukunft von Smart Buildungs

Die Zukunft intelligenter Gebäude ist äußerst vielversprechend. Mit der Entwicklung der Technologien und dem zunehmenden Bewusstsein für die Bedeutung von Nachhaltigkeit und Energieeffizienz wird die Anzahl der gebauten und renovierten Smart Buildings voraussichtlich erheblich zunehmen. Darüber hinaus könnte die Integration von künstlicher Intelligenz, maschinellem Lernen und Blockchain zu neuen Ebenen der Automatisierung, Anpassung und Sicherheit in den Gebäuden der
Zukunft führen. Einige aufkommende Trends in der Smart-Building-Branche sind:

• Gebäude mit nahezu null Umweltauswirkungen (nZEB): Niedrigstenergiegebäude oder Nullenergiehäuser, die so konzipiert sind, dass der Energieverbrauch und die CO2-Emissionen unter Verwendung erneuerbarer Energiequellen und nachhaltiger Bautechniken minimiert werden;
• anpassungsfähige und widerstandsfähige Gebäude: Gebäude, die sich an veränderte klimatische, soziale und wirtschaftliche Bedingungen anpassen und gleichzeitig die Sicherheit und das Wohlergehen der Nutzer gewährleisten;
• Integration von Smart Building und Smart Cities: Die Vernetzung und Interaktion zwischen intelligenten Gebäuden und städtischer Infrastruktur könnte zu einem effizienteren Ressourcenmanagement und einer besseren Lebensqualität für die Bürger führen.

Kurz gesagt, Smart Buildings sind eine innovative und nachhaltige Lösung, um die energie-, umwelt- und sozialpolitischen Herausforderungen unserer Zeit zu meistern. Durch den Einsatz fortschrittlicher Technologien, Automatisierungssysteme und integrierter Managementplattformen können intelligente Gebäude eine Vielzahl von Vorteilen bieten, darunter Energieeffizienz, Komfort für die Nutzer, geringere Betriebskosten und langfristige Nachhaltigkeit. Mit der Weiterentwicklung der Technologien und dem wachsenden Bewusstsein für die Bedeutung dieser Lösungen sieht die Zukunft des Smart Buildings äußerst vielversprechend aus.