Smart Home ist mehr als „nur“ Energiesparen. Ziel von intelligentem Wohnen ist es, Wirtschaftlichkeit, Sicherheit und Komfort von Gebäuden zu erhöhen. Das Thema Komfort spielt gerade bei der momentanen demografischen Entwicklung mit einem ständig wachsenden Anteil an älteren Menschen eine wichtige Rolle. Vor allem alters- und behindertengerechtes Wohnen oder Gesundheitsmonitoring sind in diesem Zusammenhang ein Thema. Bei der Wirtschaftlichkeit stehen Einsparungen von Heizenergie, Strom und Wasser im Vordergrund. Immer öfter werden heute Niedrigenergiehäuser auch mit der entsprechenden Sensorik und Aktorik sowie Bus- und Visualisierungssystemen ausgestattet. Wie lässt sich aber in älteren Gebäuden eine solche Gebäudeleittechnik einfach nachrüsten?
Intelligente Schnittstellen
Vergleicht man ein Gebäude mit einem Auto, muss man feststellen, dass die Gebäudetechnik in den letzten Jahrzehnten vergleichsweise wenig technische Innovationen hervorgebracht hat. Strom- und Wasserzähler, die im Schnitt einmal pro Jahr abgelesen werden, und vielleicht eine Anzeige für den Füllstand des Heizöltanks sind die wenigen „Visualisierungstools“, die man heute in einem üblichen Haushalt vorfindet, Lichtschalter und Heizkörperthermostate sind die wesentlichen „Steuerungsutensilien“ und Strom- oder vielleicht noch Telefonleitungen die einzige Vernetzung des Hauses.
Nach und nach kamen automatisch steuerbare Elemente dazu: Außenjalousien, die gekoppelt sind mit einem Windmesser und sich bei Bedarf öffnen oder schließen. Oder Bewegungs- oder Helligkeitssensoren, die die Beleuchtung bedarfsorientiert steuern. Zeitlich programmierbare Heizungsthermostate sorgen dafür, dass Räume oder das ganze Haus nur dann beheizt werden, wenn wirklich Wärme benötigt wird. Mit automatischen Rollladenhebern lassen sich Rollläden abhängig von der Tageszeit schließen und öffnen.
Ein Problem bringen all diese TGA-Systeme mit sich: Sie sind Insellösungen. Mittlerweile finden sich in der Gebäudetechnik unterschiedlichste Busse, die meist nicht direkt miteinander kompatibel sind. Will man aber unter dem Gesichtspunkt des Energiesparens ein Gebäude automatisieren, müssen die einzelnen Komponenten zusammenspielen. Scheint beispielsweise in einem Raum auf der Südseite des Hauses die Sonne durchs Fenster, sollte sich nicht nur die Jalousiestellung anpassen, sondern auch die Leistung der Heizung herunterregeln und die Beleuchtung an die neuen Verhältnisse anpassen. In der Vergangenheit mussten dazu Schnittstellen zwischen den einzelnen „Inseln“ geschaffen werden, um ein solches Zusammenspiel zu ermöglichen.
Über kurz oder lang wird sich auch hier wohl das Ethernet als einheitliches Kommunikationsmedium durchsetzen. Wer aber schon heute sein Gebäude nachträglich automatisieren will, hat meist nur wenig Lust im kompletten Gebäude Ethernet-Leitungen zu verlegen. Hier bieten sich einerseits standardisierte Funklösungen, wie die rasant wachsende ZigBee-Technologie, an. Andererseits sind auch Power-Line-Lösungen geeignet, die Datenkommunikation zu übernehmen. Mittlerweile gibt es schon kostengünstige Unterputzdosen, die sich einfach montieren lassen. Schnell wird so das ohnehin vorhandene Stromnetz zum Kommunikationsmedium für die Gebäudetechnik.
Intelligente Komponenten
Mit einem einheitlichen Kommunikationsnetzwerk allein ist es aber nicht getan. Es werden auch die entsprechenden intelligenten Komponenten benötigt, die sich in diese Netzwerke einbinden lassen. Bernhard Böhrer, Geschäftsführer der Webfactory GmbH, stellt Prozessleitsysteme für die Gebäudeautomation her, macht sich aber auch Gedanken um die Hardwareseite und pflegt dazu die entsprechenden Kontakte mit potenziellen Partnern. „Es wäre doch praktisch, ein Fenster mit integrierten Sensoren zu haben. Öffne ich das Fenster zum Lüften, wird die Heizung automatisch heruntergeregelt“, meint Böhrer. „Oder ein Fenster schließt sich automatisch dann, wenn draußen die Temperatur stark fällt, es anfängt zu regnen oder zu stürmen.“ Das Energieeinsparungspotenzial wäre schon hier groß. Integriert man in ein solches Fenster noch einen Helligkeitssensor, kann zudem gleich die Steuerung der Beleuchtung angeschlossen werden.
Dass die Ethernet-Technik im Gebäudebereich tatsächlich im Kommen ist, zeigt ein weiteres Beispiel. „Einer unserer Partner denkt derzeit darüber nach, Heizkörper künftig gleich mit einer IP-Adresse auszurüsten“, so Böhrer. Bewegungsmelder, inzwischen vielerorts zur Beleuchtungssteuerung eingesetzt, könnten in einem intelligenten Gesamtkonzept viel mehr leisten, als nur ein Licht an- oder auszuschalten. Weitere Beispiele sind Feuermelder oder Gassensoren zur Detektion gefährlicher Stoffe oder gefährlicher Sauerstoff-Gas-Konzentrationen. Sind solche an das Prozessleitsystem angeschlossen, kann dieses durch entsprechende Belüftungsregelung gefährlichen Situationen vorbeugen oder die entsprechenden Alarme absetzen. Auch eine Solaranlage ließe sich besser ins Gesamtkonzept integrieren und sinnvoller nutzen als bisher, wenn für die Ertragsnutzung mehr Informationen zur Verfügung stünden.
Intelligente Software
Schon heute helfen Visualisierungslösungen für die Gebäudetechnik, Prozesse in einem Haus anwenderfreundlich darzustellen und zu regeln. Je mehr intelligente Komponenten der technischen Gebäudeausrüstung im Visualisierungssystem integriert sind, umso mehr Optimierungspotenzial kann ausgeschöpft werden. Eine webbasierte GLT-Software für intelligentes Gebäudemanagement erleichtert Anwendern dank entsprechender Visualisierung nicht nur das Bedienen der gesamten Anlage. Sie schafft auch die wesentlichen Voraussetzungen für eine konsequente Energieoptimierung.
Mit der Software lassen sich alle Geräte und Anlagen unter einer einheitlichen, webbasierten Bedienoberfläche zusammenführen. Individuelle Auswertungstools zeigen den Verbrauch über eine bestimmte Zeitspanne ebenso wie zum aktuellen Zeitpunkt. „Das Bewusstsein für den tatsächlichen Verbrauch, das dabei im Gegensatz zu einer Nebenkostenabrechnung zum Jahresende entsteht, ist erstaunlich“, meint Böhrer „und allein schon dieses Bewusstsein ist Voraussetzung für weitere Energiesparbemühungen.“
Betreiber mehrerer Gebäude können zudem den tatsächlichen Energieverbrauch der einzelnen Objekte ermitteln und miteinander vergleichen. Kennt man den Energieverbrauch eines Gebäudes, kann man statt nachträglicher Nebenkosten-Nachzahlungen zum Jahresende bereits vorab ermitteln, welche Energiemengen für das bereits bezahlte Geld zur Verfügung gestellt werden. Ein möglicher Einsatzbereich dafür sind Sozialwohnungen. Die dort wohnenden Menschen sind oft von den hohen Nachzahlungsforderungen überrumpelt. Sorgt ein Energiemanagement über das Jahr hinweg dafür, dass der reale Verbrauch die Vorauszahlungen nicht übersteigt, können solche böse Überraschungen vermieden werden. Ein Vorteil sowohl für Mieter als auch Vermieter. Auch im Zusammenhang mit dem Energieausweis, den Eigentümer ihren neuen Mietern vorlegen müssen, kann ein solches System zur Gebäudeleittechnik Aufschluss geben.
Sowohl in öffentlichen Gebäuden und Firmengebäuden als auch in Hotels schafft eine durchgängige Gebäudeautomation Energie- und somit Kostenersparnis. „So ist es denkbar, in einem Hotel das Reservierungssystem direkt mit der automatischen Heizung zu verknüpfen“, sagt Böhrer. „In Konferenzräumen könnten die Heizungen abhängig vom Raumbelegungsplan an- und sensorgesteuert wieder ausgeschaltet werden, wenn der letzte den Raum verlässt.“
Im öffentlichen wie im privaten Bereich erleichtern die im Prozessleitsystem hinterlegten „Szenarien“ das Leben. So können beispielsweise bei einem Szenario „Urlaub“ alle Heizkörper, Lichter und elektronischen Geräte aus- und die Alarmanlage gleichzeitig eingeschaltet werden. Die Frage „habe ich die Herdplatte wirklich ausgemacht?“, kann dann nicht weiter erschrecken. Und wer sich dennoch nicht sicher ist, kann ja im nächsten Internet-Café nachsehen. WEBfactory Building lässt sich beispielsweise dank Webtechnologie nicht nur zu Hause vom Touch-Screen, Steuer-PC, PDA und sonstigen Bediengeräten steuern, sondern erlaubt von überall übers Internet Zugriff aus der Ferne. So werden auch Alarme nicht nur hausintern angezeigt, sondern auf Wunsch auch direkt aufs Handy übertragen.
Nora Crocoll und Dietrich Homburg, Redaktionsbüro Stutensee
Bernhard Böhrer
„Mittelfristig wird sich wohl auch in der Gebäudetechnik das Ethernet als einheitliches Kommunikationsmedium der Wahl durchsetzen.“
