TGA: Herr Dr. Franke, wozu dient Ihre Lösung und was sind die konkreten Vorteile für TGA-Planer oder Gebäudebetreiber?
Franke: Die am Fraunhofer IIS/EAS entwickelten Methoden und Algorithmen steigern die Energieeffizienz von Gebäuden. Gebäudebetreiber können frühzeitig energetische Betriebsfehler erkennen (Energy Alarming) sowie die Anlagenbetriebsführung optimieren. TGA-Planer erhalten die Möglichkeit, insbesondere auch für träge Systeme mit großen Speichern und regenerativen Quellen, effiziente Regelungen sicherzustellen. Wird die Gebäudetechnik kontinuierlich überwacht, können dadurch auch die Verschleißgrade von TGA-Komponenten vorausschauend ermittelt werden.
TGA: Welche Rolle spielt bei Ihren Ansätzen das „Internet der Dinge“?
Frank: Unsere Lösungen basieren auf den im Gebäude erfassten, unübersichtlichen Datenmengen. Das sind nicht nur die üblichen, von Energiemonitoring-Systemen gesammelten Zählerdaten, sondern auch die Daten vernetzter Anlagentechnik und der zunehmend intelligenter werdenden Sensoren und Aktoren. Diese stehen im Mittelpunkt des „Internets der Dinge“ im Gebäude. Dabei werden Versorgungsanlagen, elektronische Thermostatventile, intelligente Pumpen oder das Raumklima erfassende Multisensoren miteinander vernetzt. In Gebäudekomplexen werden zunehmend intelligente Bedienelemente eine Rolle spielen, die Präsenzzeiten erfassen, das Nutzerverhalten erlernen und so die Energieeffizienz steigern.
TGA: Wie wird der Energieverbrauch von Geschäfts- oder Bürogebäuden konkret optimiert?
Franke: Die aufgenommenen Daten verwenden wir am Fraunhofer IIS/EAS zum Training mathematischer Modelle des Gebäudeverhaltens. Im Gegensatz zu sonst üblichen, aufwendigen physikalischen Modellierungsansätzen erzeugen wir die Modelle damit automatisch. Dadurch können wir Abweichungen vom idealen Gebäudeverhalten erkennen und Vorhersagen unter Berücksichtigung verschiedener Randbedingungen, wie Nutzungs- und Wetterprognosen, treffen. Auf Basis dieser Vorhersagen wird die Betriebsführung verbessert, indem Regler-Parameter und Sollwerte automatisch optimal gewählt werden.
TGA: Wie beurteilen Sie die Sicherheit vernetzter Systeme, insbesondere im Bereich der Gebäudesteuerung und Gebäudeautomation?
Franke: Bisher wurden Sicherheitsaspekte bei der Entwicklung von Kommunikationsprotokollen und -standards nur unzureichend berücksichtigt. Durch die zunehmende Öffnung der Netze und der damit verbundenen verteilten „Intelligenz“ sind Angriffsflächen entstanden. Die diesen Gefahren schon länger ausgesetzte IT-Branche hat inzwischen Lösungen wie Verschlüsselungsmechanismen in IPv6 entwickelt, die nun auf gebäudespezifische Entwicklungen übertragen werden müssen. In Zukunft sollten diese Aspekte sowohl softwareseitig als auch bei der Entwicklung von Hardwarekomponenten abgesichert werden. Erste Ansätze gibt es hier bereits im Automobilbereich, in dem der „Connected Car“-Ansatz vor ähnlichen Herausforderungen steht.
TGA: IoT hilft einerseits, Energieverbräuche zu optimieren. Andererseits verbraucht die Technik Strom – bei weiterer IoT-Verbreitung sicher in einem nicht unbeträchtlichen Maße. Ist das kein Widerspruch?
Franke: Treibende Kraft für IoT-Technologien in der TGA ist nicht nur die Energieeinsparung. Gestiegene Ansprüche an Komfort, Flexibilität im Nutzungsverhalten und Betriebssicherheit spielen ebenso eine wichtige Rolle. Auch die zunehmende Technisierung von Gebäuden steigert den Wunsch nach Assistenzsystemen – ähnlich wie im Automobil. Insofern ist die energetische Überwachung und Optimierung ein positiver Nebeneffekt, der beispielsweise auch als Cloud-Service umsetzbar ist. Zudem werden zukünftig immer mehr energieautarke Sensoren und Geräte mit minimalem Energieverbrauch und hohem Nutzerkomfort zum Einsatz kommen.
TGA: Vielen Dank für das Gespräch.
