Smarte Gebäude So lässt sich das Internet of Things zum Bau smarter Gebäude nutzen

Ein Gastbeitrag von Guido Voigt*

Smarte Gebäude haben das Potenzial globale Probleme zu lösen. Egal, ob es sich um eine Gewerbefläche oder einen Wohnkomplex handelt, kann ein smartes Gebäude automatisierte Prozesse nutzen, um Sicherheit, Energieeffizienz und Komfort zu gewährleisten.

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Smarte Gebäude verbinden digitale und physische Umgebungen und interpretieren sie, um fundierte Entscheidungen zu treffen.
Smarte Gebäude verbinden digitale und physische Umgebungen und interpretieren sie, um fundierte Entscheidungen zu treffen.
(Bild: gemeinfrei / Pixabay )

Die Weltbevölkerung wächst weiter und weiter. Nach Prognosen der Vereinten Nationen wird sie sich bis 2050 möglicherweise verdoppeln. Das wird zu einem Zustrom von Menschen in die städtischen Gebiete führen. In diesen Städten kann es dann schwierig werden, Nachhaltigkeit, Kriminalität, Verkehr, Abwasserentsorgung und andere Aspekte zu bewältigen.

Smarte Gebäude nutzen Sensoren und vernetzte Geräte, um verschiedene Gebäudekomponenten zu überwachen, Daten zu analysieren und Erkenntnisse zu gewinnen, die den Betrieb und Erhalt optimieren können. Dazu gehört ein ganzheitliches System aus integrierter Hardware, wie Gateways und Sensoren, die das Gebäude smart machen.

IoT-fähige smarte Gebäude verfügen über ein zentrales Verwaltungssystem, das Funktionen vereinheitlicht, um die Überwachung und Reaktionen effizienter zu gestalten. Einige gemeinsame Elemente von smarten Gebäuden sind die Zwei-Wege-Kommunikation, Datenübertragung in Echtzeit und Automatisierung.

Die wichtigsten Merkmale eines smarten Gebäudes

Was Geräte smart macht, ist die Verbindung zu einem drahtlosen Netzwerk und die Fähigkeit, Daten in Echtzeit zu sammeln, auszutauschen und zu analysieren. Diese grundlegende Konnektivität ist der Schlüssel zu den Fähigkeiten und Vorteilen eines smarten Gebäudes, welche dann mit einer benutzerfreundlichen Oberfläche kombiniert wird, die auch von technisch nicht versierten Benutzern effektiv bedient werden kann.

Echtzeit-Datenanalyse: Eines der wichtigsten Merkmale eines smarten Gebäudes ist die Datenanalyse in Echtzeit. IoT-Geräte und Sensoren sammeln Daten über das Gebäude und die Bewohner, um Entscheidungsträgern zu helfen, das Nutzerverhalten zu verstehen und Muster zu erkennen, um Prozesse zu optimieren und Sicherheitsrisiken zu verringern.

Drahtlose Kommunikation: Die drahtlose Kommunikation ist für die Einführung von smarten Gebäuden unerlässlich. Ohne Echtzeit-Zusammenarbeit und Datenaustausch wären alle Fähigkeiten der Geräte und Sensoren praktisch nutzlos.

Benutzeroberfläche: Auch wenn Datenanalyse kompliziert sein kann, hilft die einfache Benutzeroberfläche von smarten Gebäuden Geschäftsanwendern, Daten zu verstehen und sinnvoll zu interpretieren. Die meisten smarten Gebäude nutzen eine zentrale Datenerfassung, Berichterstattung und Verwaltung sowie Analysen in einem intuitiven Dashboard. Diese Funktionen sind mit der Cloud verbunden, sodass sich die Entscheidungsträger jederzeit und überall einloggen können, um schneller Informationen auszutauschen, das Bewusstsein zu schärfen, zügiger zu reagieren und einen besseren Service zu bieten.

Vorteile von smarten Gebäuden

Smarte Gebäude verbinden digitale und physische Umgebungen und verhalten sich ähnlich wie ein Lebewesen, das sein Umfeld interpretieren, fundierte Entscheidungen treffen und sowohl mit Menschen als auch mit Geräten kommunizieren kann.

Nachhaltigkeit

Da die Bevölkerung in vielen Städten wächst, müssen Städteplaner nach Wegen suchen, um dieses Wachstum effizient und mit minimalen Auswirkungen zu bewältigen. Darüber hinaus wächst der gesellschaftliche und regulatorische Druck, den CO2-Fußabdruck zu reduzieren, den Energieverbrauch zu senken, effiziente, saubere Energie zu erzeugen und auf andere Weise nachhaltigere Gebäudeprozesse zu schaffen. Dies erfordert eine detaillierte Überwachung der Nutzung und des Energieverbrauchs sowie Eingriffe in Echtzeit.

Smarte Gebäude sind dank fortschrittlicher Überwachung energieeffizienter und helfen den Verwaltern, den Verbrauch und die Kosten zu senken, ohne das Erlebnis für die Bewohner zu beeinträchtigen. Automatisierte und zentralisierte Umgebungssteuerungen können so programmiert werden, dass sie effizient arbeiten. So werden beispielsweise Beleuchtungs- und HLK-Systeme nur dann aktiviert, wenn ein Raum belegt ist.

Effizienz

Neben der Nachhaltigkeit ermöglicht die Echtzeit-Datenanalyse in smarten Gebäuden den Managern, Strategien zur Verbesserung der Effizienz umzusetzen. Die Automatisierung reduziert auch die Notwendigkeit, dass Mitarbeiter alltägliche Aufgaben erledigen.

Die Einrichtung von smarten Gebäuden ist außerdem von Anfang an schnell und effizient, wartungsarm und von langer Dauer. Das System kann schnell in Betrieb genommen werden und erfordert während seines gesamten Lebenszyklus weniger Ressourcen für die Verwaltung.

Benutzerfreundlichkeit

Mit einer Vielzahl von Technologien, die Daten sammeln, verarbeiten und analysieren können, sind smarte Gebäude in der Lage, sich schnell an die Benutzer anzupassen und sinnvollere und zielgerichtetere Erfahrungen zu schaffen. Die Nutzer kommen in den Genuss personalisierter Ressourcen, besserer Sicherheit und höherer persönlicher Effizienz. Sie können sich auch darauf verlassen, dass der Verwalter ihre Gesundheit auf einer gebäudeübergreifenden Ebene schützt, beispielsweise bei der Wasserqualität oder den HLK-Systemen.

Berichterstattung

Wie bereits erwähnt, gibt es eine zunehmende gesellschaftliche und gesetzliche Forderung, dass Gebäude ihren CO2-Fußabdruck reduzieren. Smarte Gebäude erfassen automatisch die Daten zur Nachhaltigkeit und zur Einhaltung der Vorschriften und erstellen Berichte, sodass Eigentümer und Verwalter Zeit sparen, diese Informationen zu sammeln. Außerdem ermöglicht es eine schnelle Berichterstattung, damit die Behörden die benötigten Daten erhalten.

Sich ändernde Anforderungen erfüllen

Die Anforderungen der Gebäudenutzer ändern sich, wie bei jedem anderen Verbraucher auch. Abgesehen von der Forderung nach Nachhaltigkeit wünschen sich die Nutzer Personalisierung und ein verbessertes Kundenerlebnis. Mit dem IoT ist das möglich. Zusammen mit Geräten, die sich automatisch an ihre Bedürfnisse anpassen, können die Nutzer die Kontrolle über ihren persönlichen Komfort und ihre Vorlieben erhalten.

Einer der größten Vorteile von smarten Gebäuden ist die Flexibilität, die sie bieten. Bauunternehmer und Manager können IoT-Geräte einsetzen, um Muster zu erkennen und den Raum im Gebäude je nach den Bedürfnissen der Nutzer, dem Wetter und der Verfügbarkeit zu optimieren, um die individuelle Erfahrung jedes Einzelnen zu verbessern. Dies trägt auch zur Maximierung der Effizienz bei, indem die Nutzung des Gebäudes optimiert wird.

Smarte Gebäude sind nicht nur für die Nutzer, sondern auch für Mitarbeiter sicherer. Innovative IoT-Technologien können den Raum überwachen und bewerten. Dabei können sie mögliche Risiken wie ein Gasleck oder eine andere Gefahr erkennen und automatisch darauf reagieren.

Anwendungsfälle für smarte Gebäude

Die Einsatzmöglichkeiten des IoT in smarten Gebäuden sind praktisch grenzenlos. Kein Gebäude gleicht dem anderen. Daher wird jedes Gebäude seine eigene Implementierung für unterschiedliche Ziele und Fähigkeiten haben. Einige gängige Beispiele dafür, wie smarte Gebäude das IoT erfolgreich nutzen können sind:

Sicherheit

Die Sicherheit von Gebäuden kann mit smarter Technologie verbessert werden. So können beispielsweise Sicherheitstags überwacht und im Falle eines Einbruchs Warnungen aussenden. Einige dieser Optionen sind Sensoren an Brandschutzanlagen, Bewegungssensoren, drahtlose Laserstrahlen, Fernabschaltung von Strom und Wasser und Leckerkennung.

Gesundheit und Sicherheit

Smarte Gebäude bieten die Möglichkeit, die Gesundheit und Sicherheit aller Bewohner zu überwachen, nicht nur die der Mieter. Mit dem erneuten Fokus auf Gesundheit und Sicherheit am Arbeitsplatz nach der Covid-19-Pandemie steigt das Interesse an smarter Gebäudetechnologie und Optionen zur Überwachung der Luftqualität, zur Optimierung der Reinigungspläne und mehr.

Optimierung

IoT-Geräte können die Umgebung in einem smarten Gebäude überwachen und steuern und sie durch automatische Reaktionen optimieren. Beispiele hierfür sind die automatische Prüfung von Brandmeldeanlagen oder die Überwachung der Luftqualität. Smarte Beleuchtung kann je nach Belegung ausgelöst werden, um den Energieverbrauch zu minimieren und einen einladenden Raum zu schaffen.

Asset-Management

Unternehmen benötigen eine vollständige Übersicht über ihre Assets und Prozesse in Echtzeit, um für ihre Kunden da zu sein. Smart Tags mit IoT ermöglichen es Führungskräften und Mitarbeitern, den Überblick über ihre eigenen Tools und Ressourcen zu behalten. Wenn Assets verschoben, gestohlen oder anderweitig manipuliert werden, können Führungskräfte benachrichtigt werden.

User Experience

Smarte Gebäude speichern das Verhalten und die Muster der Nutzer und werden ständig aktualisiert, um die aktuellsten Informationen zu liefern. Dies kann genutzt werden, um den Nutzern die bestmögliche Erfahrung zu bieten, beispielsweise durch die Überwachung der bevorzugten Temperatur und Beleuchtung und die automatische Anpassung an die idealen Parameter.

Smarte Gebäude für eine smarte Zukunft

IoT und vernetzte Geräte sind überall auf dem Vormarsch. Es ist wahrscheinlich, dass auch smarte Gebäude diesen Weg einschlagen werden. Nach den beispiellosen Herausforderungen der Pandemie erkennen Führungskräfte die Vorteile smarter Technologien am Arbeitsplatz und zur besseren Betreuung ihrer Kunden. Während die Bevölkerung wächst, können smarte Gebäude die Auswirkungen von Überbevölkerung, Umweltverschmutzung, übermäßigem Ressourcenverbrauch und verminderter Sicherheit und Lebensqualität abmildern.

* Guido Voigt ist Director of Engineering bei Lantronix.

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