Leben und Arbeiten 2.0

28. August 2017 - Themenreihe Smarthome und Ambient Assisted Living

Leben und Arbeiten 2.0

Wie Gebäudeautomation Kosten spart und den Energieverbrauch senkt

Intelligente Gebäudeautomation steuert Licht, Kühlung und Heizung in Büros und kann so Kosten und Energie sparen (Foto: Pixabay)

Gebäudeautomation lohnt sich. In der Ein-Zimmer-Wohnung, im Mehr-Parteien-Haus und im Büro. Es lohnt sich mit entsprechender Technik den Wasser- und Energieverbrauch, die Heizung und Klimatisierung zu überwachen und an die jeweilige Umweltsituation anzupassen. Der Grund ist einfach: Gegenüber einer relativ hohen Investition stehen jährliche Einsparungen im fünfstelligen Bereich. Im Durchschnitt amortisiert sich der finanzielle Aufwand in knapp zweieinhalb Jahren.

Bestes Beispiel: Das Gewerbeobjekt. Vier Etagen mit jeweils 330 Quadratmeter. Wenn das ansässige Unternehmen seine Mitarbeiter*innen nicht für Energieeinsparungen sensibilisiert, werden Fenster geöffnet und die Heizung aufgedreht, wird die Klimaanlage über Nacht laufen gelassen, bleibt das Licht nach Feierabend einfach eingeschaltet. „Jemand anderes kümmert sich schon darum“, lautet oftmals die Devise. Hinzu kommen unterschiedliche Bedürfnisse der Mitarbeiter was kühlen und heizen angeht. Ist es dem Einen zu warm, friert der Nächste schon wieder.    

Die Zahlen sind eindeutig. Angenommen 30 Prozent der Klimatisierung, Beleuchtung und Heizung in sechs von 24 Stunden pro Tag, werden falsch gesteuert, kommen verschwendete Kosten in einer Höhe von knapp 16.000 Euro zusammen:

Energiefresser

Jährliche Kosten

Falsche Klimatisierung pro Jahr

 10.512,00 €

Falsche Beleuchtung

 1.752,00 €

Falsche Heizung

 3.504,00 €

Dem Gegenüber steht beidem o.g. Beispiel eine Investition in zusätzliche Gebäudetechnik und Programmierung in Höhe von circa 40.000 Euro. Einmalig. Für Aktualisierungen, Softwareupdates und Wartungen sind keine großen Einlagen nötig.

Es werde Licht – aber nur nach Bedarf
Wer heute als umweltbewusst gelten will, installiert Bewegungsmelder in seine Büroräume. Doch das ist nur ein Anfang. Mit der richtigen Technik ist mehr drin, als einfach nur hell und dunkel. Ergänzt durch sogenannte Präsenzmelder werden die Arbeitsplätze nicht allein beleuchtet, sondern gleich mit der benötigten Helligkeit ausgestattet. 500 Lux gilt hier als Standard. Das heißt, wird es gegen späten Nachmittag oder Abend dunkler, wird der Grenzwert am Arbeitsbereich unterschritten und befindet sich jemand am Arbeitsplatz, so beginnt das Licht langsam hoch zu dimmen. Doch nur soweit, bis die 500 Lux wieder erreicht sind. Damit ist eine konstant bleibende Helligkeit garantiert und die Energie wird optimal genutzt.

Heizen und Kühlen nur bei Anwesenheit
Heizen oder Kühlen macht nur Sinn, wenn jemand anwesend ist. Im besten Fall beginnt das Klimagerät schon vorab zu heizen, damit der Mitarbeiter bereits in klimatisierte Räume kommt. Die Gebäudeautomation bedient sich hier der Standortbestimmung im Smartphone der Mitarbeiter*innen. Durch GPS weiß das System, wann und wie viele Personen anwesend sind und regelt daraufhin das Raumklima.

Fußbodenheizungen, also Systeme mit langem Vorlauf, funktionieren dagegen am besten, wenn sie vorausschauend planen können. In Kombination mit den persönlichen Outlook-Terminplanern der Mitarbeiter*innen kann das System im Voraus wissen, wie der Raum genutzt wird und entsprechend klimatisieren. Wenn für Montagmorgen ein Meeting angesetzt ist, beginnt die Fußbodenheizung also schon am Sonntagabend. Und regelt die Temperatur wieder runter, wenn das Meeting vorbei ist.

Der häufigste Grund für verschwendete Energie bleibt jedoch: Fenster geöffnet und die Heizung bzw. Klimaanlage voll aufgedreht. Hier helfen Fensterkontakte. Das System erkennt, wenn ein Fenster geöffnet ist und deaktiviert das Klimagerät. Hat das Gebäude eine Lüftungsanlage kann die Automation gar mit einem Geruchssensor sogenannten VOC-Sensoren ausgestattet werden. Wird die Luft schlechter, fährt die Lüftungsanlage hoch. Das spart Energie und die Wärmetauscher für die Zu- und Abluft werden optimal genutzt.

Intelligente Jalousien wissen, wo die Sonne scheint.
Glasfronten lassen sich in die Energiegewinnung einbeziehen. Mit Hilfe der exakten Bestimmung des Sonnenstandes kann eine intelligente Jalousie die natürliche Sonnenenergie entweder ins Haus lassen oder aussperren. Einmal mit der Wetterstation des Hauses verknüpft, erkennt sie automatisch, wo die Sonne scheint. Ein Beispiel: Sind 22 Grad Raumtemperatur gewünscht, das Thermometer zeigt jedoch nur 20, so werden die Lamellen der Jalousie waagerecht gestellt. Auf diese Weise heizt die Sonne den Raum die letzten zwei Grad auf. Wird es zu warm, stellt sich die Jalousie entsprechend um. Die Lamellen stehen senkrecht und die Wärme bleibt draußen. Darüber hinaus kann die Jalousie, wenn sie den Sonnenstand kennt, ihre Lamellen auf maximale Helligkeit bei indirekter Sonneneinstrahlung stellen. Das bringt Kühle im Sommer.

Antworten auf die häufigsten Fragen
Die Möglichkeiten für eine intelligente Gebäudeautomation sind vielseitig. Vor allem wenn die Bewohner bzw. Nutzer des Gebäudes ihr Leben sowieso schon mit Hilfe von Computern organisieren. Der Stand der Dinge bei Gewerbeobjekten ist derzeit leider trotzdem noch recht bescheiden. Intelligente Verknüpfungen sind selten. Es findet keine Regelung statt. Zum Leidwesen der Umwelt und des Geldbeutels vieler Unternehmen.

Zum Schluss daher noch einmal Antworten auf die zwei häufigsten Fragen zur Gebäudeautomation:

1.      Wie muss eine technische Umsetzung der Automatisierung erfolgen?

Um die maximale Energieeinsparung zu erreichen, müssen unterschiedliche Parameter erfasst und auf unterschiedliche Aktorik verteilt werden. So müssen Raumtemperatur, Sonnenstand, Anwesenheit, Kalender, Gerüche, Jahreszeiten etc. erfasst und in einem System verknüpft werden. Hier bedarf es auf jeden Fall einer intelligenten Zentrale. Zudem müssen oftmals unterschiedliche Technologien bzw. unterschiedliche Infrastrukturen zusammenarbeiten. Dies lässt sich mit Hilfe von Gateways realisieren, wodurch das Gebäudebussystem, ein Online Kalender, Sonnenmelder, Standortbestimmung, Heiz- und Kühltechnik und vieles mehr enger miteinander kommunizieren.

2.      Was sind Hemmnisse und was die Lösungen?

Unterschiedlichen Systeme (Heizung, Klima, Licht, …) kommunizieren ursprünglich nicht miteinander. Doch seit einigen Jahren tut sich etwas. Open-Source-Experten, also Programmierer, die ihre Software frei zugänglich im Internet anbieten, haben angefangen Übersetzungsmodule (sog. Universalgateways) zu entwickeln, welche als zentrales Gateway für unterschiedlichste Systeme arbeiten. Beispiele sind „iobroker“ oder „openhab“, die sich schon jetzt mit unterschiedlichen Systemen und Technologien verknüpfen lassen. Immer mehr dieser „Universalgateways“ kommen auf den Markt. Sie dienen als Dolmetscher zwischen den Systemen und mit ihnen lässt sich sogar die gesamte Logik dahinter programmieren. Ohne die unterschiedlichen Techniken differenziert betrachten zu müssen. Hinzu kommt die grafische Visualisierung der gesamten Anlage. Alles prinzipiell OpenSource und damit kostenfrei bzw. für eine geringe Gebühr erhältlich. Die Kommunikationsstruktur zwischen unterschiedlichen Systemen lässt sich daher ohne großen finanziellen Aufwand implementieren. Für einen Laien bedeutet dies allerdings einen erheblichen Aufwand, die einzelnen Gateways miteinander zu verbinden. Einfacher geht es, wenn ein Experte beauftragt wird, die Struktur zu programmieren und so die Basis zu legen für das intelligente Gebäude.

 

Zum Autor:
Marc Jäger ist promovierter Elektrotechniker und Geschäftsführer von JAEGER Wohn- und Gebäudeintelligenz. Ein Unternehmen, das sich darauf spezialisiert hat, Gewerbe- sowie Wohnräume mit intelligenten System auszurüsten. 

Dieser Artikel ist auch in der Zeitschrift "Immobilienmanager" veröffentlicht: http://www.immobilienmanager.de/gebaeudeautomation-leben-und-arbeiten-20/150/54366/

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