Gebäude werden immer intelligenter

Wie sieht das wirklich intelligente, vollautomatisierte Haus aus? Türen, die ihre Bewohner erkennen, Jalousien, die sich nach der Sonneneinstrahlung richten, Heiz- und Lüftungssysteme, die je nach Personenanzahl für das perfekte Klima sorgen. Das ist eigentlich längst keine technische Herausforderung mehr. Trotzdem ist der Einsatz vieler, mittlerweile ausgereifter Hausautomatisierungstechnologien noch begrenzt.

Ein Stolperstein dazu ist die mangelnde Vernetzung zwischen Gebäudetechnik und klassischer IT, die einiges an Bedienungskomfort und Einsparungen versprechen würde. Dazu müssen sich IT-, Telekom-, Gebäudetechnik- und auch Geräthersteller aber erst zusammenraufen. Und das dauert. Die großen Einsparungen an Energie- und Verwaltungskosten sind aber nur mit Hilfe des kompletten Überblickes über alle Gebäude und Systeme samt der Verbindung zu klassischen Planungstools, um beispielsweise Wartungs- und Bestellvorgänge oder Eingriffe ins Energiesystem automatisch einzuleiten, möglich. Das Hauptproblem ist noch der Schnittstellendschungel zwischen den vielen unterschiedlichen Systemen.

Eine Reihe von Initiativen versucht nun, diesem Chaos Herr zu werden. Im Gebäudebereich wurde für Hersteller und Anwenderfirmen etwa der KNX-Standard der Konnex Association entwickelt. Aber auch IBM hat im Vorjahr beispielsweise die Industrie-Allianz Green Sigma Coalition gegründet, um Unternehmen aus den Bereichen Metering, Monitoring, Automation, Kommunikation und Datenverarbeitung für integrierte "smarte Lösungen" für Energie, Wasser, Abfall und Treibhausgasmanagement zu vereinen.

Green Buildings

Die wichtigsten Treiber für die zunehmende Vernetzung in Gebäuden sind derzeit die Klimadiskussion und der neue Marktfaktor CO2-Zertifikate. Bis vor kurzem wurde relativ wenig auf den Energie- und Geldverbrauch von Gebäuden geachtet. Nun finden Green IT und Green Buildings ihren gemeinsamen grünen Zweig. Besonders, da sich die IT-Konzerne große Geschäftschancen im Gebäudebereich erhoffen. Denn viele Maßnahmen lassen sich rasch über die erzielten Energieeinsparungen finanzieren. An wertvollen Daten in Gebäuden mangelt es meist nicht. Doch diese lassen sich selten zentral ausgelesen bzw. weiterverarbeiten.

Spezielle innovative Lösungen für Gebäude wie etwa automatische Zutritts-Kontrollen, Videoüberwachung oder Türöffnungssysteme, wie es beispielsweise niederösterreichische Unternehmen Sorex Wireless Solutions mit der Schlüssel- und Identifikationslösung per Handy und Bluetooth bietet, gibt es zahlreiche.

Ein beliebtes Spielfeld für IT-und Netzwerk-Konzerne sind auch Veranstaltungsgebäude wie Fußballstadien, die sich zunehmend zu multimedialen Veranstaltungsorte samt Business-Center entwickeln. Cisco setzt dazu beispielsweise auf Angebote für die "Next Generation Sportarena" auf "All-in-One-Lösungen" samt Ticketing, Sicherheit, Videoüberwachung, multimediales Angebot und Co.

Nun aber basteln IT- und Gebäudetechnik-Unternehmen an Lösungen für das gesamte Management - insbesondere das Energiemanagement - von Gebäuden. Teils dienen Dächer und Fassaden ja schon zur Wärme-/Kälte- oder Stromgewinnung. Raffinierte Systeme gleichen in zweischaligen Fassaden Temperaturen aus, speichern Sonnenenergie in Tiefenspeichern oder liefern selbst gewonnene Wärme und Kälte an Kühldecken. Dazu benötigen Gebäude komplexe Energiemanagementsysteme, die gegebenenfalls auch Punkte wie Stromverkauf oder Klimazertifikate berücksichtigen. Weitere "Bespielungsfunktionen" für Gebäude wie etwa multimediale Wände dürften ebenfalls bald kommen. Doch derzeit spießt es sich gerade zwischen klassischen IT-Lösungen und den vielen Gebäudelösungen noch.

Schnittstellen zum intelligenten Gebäude

Damit die Welt der Gebäudetechnik und der klassischen IT zusammenfinden, haben sich mehrere Kooperationen gebildet. Jüngst hatten beispielsweise IBM und Johnson Controls auf der Partner- und Kundenkonferenz PULSE Ende Februar in Las Vegas ihre Kooperation zur Schaffung "einer neuen Ära von intelligenten Gebäuden" verkündet. IBM möchte damit integrierte Service-Management-Lösung auf Basis der "Maximo"-Software für Gebäude entwickeln. Denn laut Al Zollar, General Manager von IBM Tivoli, sind in den USA die Gebäude für 70 % des Energieverbrauchs und für 38 % des CO2-Ausstosses verantwortlich. Eine Integration der Systeme ist gefragt.

Johnson Controls möchte mit den neuen "Smart Building Solutions" endlich eine vollständige Verbrauchsübersicht erlangen, um das Energie- und Asset-Management deutlich zu verbessern. So finden nun Gebäudetechniksysteme für das Energie- oder Flächenmanagement und Geschäftsanalysesoftware sowie Reporting-Tools zusammen.

"Derzeit ist es noch nicht einfach, unterschiedliche Systeme zu vereinen", weiß Thomas Grimm, Business Development Executive bei IBM Österreich. Ein Grund ist, dass Unternehmen in der Gebäudetechnik nicht unbedingt an offenen Systemen interessiert waren. Doch öffentliche Ausschreibungen und Kunden, die bislang mit ihren unterschiedlichen Lösungen im Gebäudebestand zu kämpfen hatten, verlangen danach. Die Verknüpfung der Systeme nimmt nun zu, aber ein Hindernis besteht weiterhin: Denn ein Eingriff in bestehende Systeme kann dazu führen, dass Garantien und Wartungsverträge verlustig gehen.

"Wenn man Energieeffizienz erreichen will, funktioniert das derzeit oft nur innerhalb eines Systems oder Gebäudes. Systemübergreifende Lösungen sind sehr selten", so der IBM-Manager. Bis sich hier einheitliche Standards breit durchgesetzt haben, könnte es noch einige Jahre dauern. Als Zwischenlösung hat IBM in der Schweiz nun eine Referenzprojekt bei dem Handelsunternehmen Migros Ostschweiz (220.000 m² Verkaufsfläche und 50.000 m² Verkaufsfläche bei Partnergeschäften, 700 interne Nutzer, 419 Fremdmieter, bewirtschaftete Parkplätze, etc.) durchgeführt. Um all die unterschiedlichen Systeme zu vereinen, wurde ein simpler PC (M-Box) eingesetzt, der rund zehn bis 15 Jahre wartungsfrei läuft, um als Schnittstelle für alle Gebäude und Systeme zu dienen. Damit kann heute schon erreicht werden, was künftig die vollintegrierten Systeme bieten sollen. Durch das nun zentrale Energie-Management spart sich Migros nun immerhin über drei Mio. Schweizer Franken im Jahr. "Wir suchen nun für Österreich einen stabilen Partner", verrät Grimm.

Gebäude als Energie-Fabrik

Aber auch die Gebäudetechnikanbieter erweitern ihre Angebote laufend. Die Siemens-Division Building Technologies bietet seit Oktober 2009 beispielsweise neben Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik, Sicherheits- und Brandschutztechnik und Gebäudeautomation auch die Bereiche Energieverteilung und Energiesteuerung an. Intelligente Stromnetze mit regionaler Stromerzeugung (beispielsweise durch gebäudeintegrierten Photovoltaik-Anlagen oder Windrädern) sollen nicht nur für eine optimale Stromnetzqualität sorgen. Mittels Software können auch genaue Verbrauchs-/ und Gebrauchsprognosen erstellt, optimale Marktpreise erzielt und beispielsweise auch "geduldige" Verbraucher (etwa Kühlanlagen) bei hoher Stromnetzbelastung und folglich hohen Strompreisen gedrosselt werden. Oft bieten solche Anwendung direkten Anschluss an betriebswirtschaftliche Software von SAP und Co. an.

Siemens Gebäudetechnik nennt die Vereinigung aller für Gebäudemanagement relevanten Technologien den Total-Building-Technology-Ansatz, der selbst neue Bereiche wie E-Mobility umfassen kann. Auf einem Messestand hat Siemens zur Anschauung ein E-Motorrad ausgestellt, dessen Batterie-Lademanagement in das Energiemanagement von Gebäudeautomationssystemen einbezogen war.

Alles über ein Netz?

Ein großes Thema in der Gebäudetechnik ist auch die Netzkonvergenz. Ein Netz für die klassische IT und Gebäudedaten spart freilich einiges an Kosten. Ethernet und IP als der Standard ermöglicht einheitliche Netzwerkstrukturen über Glasfaser, WLAN, Powerline und Co. Um Daten einfach überall abrufen zu können, sind Web-Anbindung und Handy-Benachrichtigungen auch in der Gebäudetechnik keine Seltenheit mehr. Nur wo sehr hohe Sicherheitsanforderungen gefordert sind, wird lieber mit getrennten Netzen gearbeitet.

"Wir verfolgen eine klare Trennung zwischen den IT-Netzwerken und Gebäudeleitsystemen", erklärt Thomas Masicek, bei T-Systems für Sicherheit und Notfallmanagement verantwortlich. Datenzentren bedürfen freilich besondere Security-Vorgaben. "USV-Anlagen, Klimaanlagen oder SPS-Steueranlagen (Speicherprogrammierbare Steuerung) weisen durchgehend noch nicht jenes Sicherheitsniveau auf, dass ich sie auf ein normales internes Netzwerk mit 2000-3000 Anwendern aufsetzen möchte", betont Masicek.

Deshalb wird eine komplett getrennte Glasfaserinfrastruktur bevorzugt, was sich auch bei heiklen Aufgaben wie Videoüberwachung empfiehlt. Über das Gebäudeleitsystem lassen sich über einen zentralen Zugang nur wenige Funktionalitäten über das normale Netzwerk steuern. Der Rest ist wirklich komplett hermetisch abgesperrt. "Umso wichtiger ist, dass schon in der Planungsphase alles berücksichtigt werden sollte", so Christian Grohs, Leiter Facility Management bei T-Systems, "denn alles, was nachträglich installiert werden muss, um ein vernünftiges Monitoring und Energiemanagement betreiben zu können, ist mit enorm hohen Kosten verbunden."