Smart Buildings verbinden Menschen, Orte und Dinge und liefern neue Möglichkeiten für Effizienz und Arbeitsqualität. Eine wichtige Rolle dabei spielt die »3-30-300-Regel«.

Die aktuelle Situation zeigt, wie wichtig eine verlässliche Infrastruktur ist, damit Strom auch während der Krise zuverlässig fließt und Gebäude sicher und geschützt sind. Sie bietet aber auch die Chance, neue Wege zu beschreiten und eine intelligente, anpassungsfähige und zukunftsfähige Infrastruktur voranzutreiben. Im Rahmen der Online-Veranstaltung »Smart Infrastructure – Future inside« Anfang Juni haben Siemens-Experten, darunter Davor Stosic, Lösungen für intelligente Gebäude-, Sicherheits- und Energietechnik diskutiert.

Stosic ist in der Geschäftsentwicklung des Bereichs Digital Buildings bei Siemens tätig – mit dem Erfolgsrezept smarter Gebäude. Doch wie hat sich die Intelligenz in der Gebäudetechnik eigentlich entwickelt? Die Mehrheit der Neubauten, die bis vor etwa zehn Jahren errichtet worden waren, befindet sich noch im Bereich der domänenspezifischen Lösungen. Die Gebäudetechnik folgte bis 2010 vornehmlich traditionellen Modellen: kaum vernetzt, Wartungsarbeiten werden in der Regel vor Ort durchgeführt, das Gebäude wird als reiner Kostenfaktor gesehen.

In den Jahren darauf hat eine zunehmende Automatisierung die Vernetzung der verschiedenen Gewerke im Gebäude – Brandschutz, Gebäude- und Sicherheitstechnik, Energietechnik – über ein zentral gemanagtes System vorangetrieben. Wartungstätigkeiten können nun dank der Möglichkeit von Fernzugriffen optimiert werden und sind folglich auch ein geringerer Störfaktor für den Betrieb.

Wie sieht dieser Trend nun in der Gegenwart aus? »Heute sprechen wir von vernetzten Gebäuden und datengetriebenen Modellen für die Energieeffizienz. Mit Daten aus den Gebäuden werden Anlagen optimiert und Betriebskosten gesenkt«, berichtet Stosic. Über Building Information Modelling, die Digitalisierung des gesamten Lebenszyklus des Gebäudes von der Planung über den Bau bis zum Betrieb, findet auch der digitale Zwilling auf Gebäudeebene Einzug.

»Das Internet of Things bildet die Grundlage für die vernetzte Wirkung von Sensoren, Aktoren und Datenmodellen. Vor allem stellt die Technik jedoch den Menschen in den Mittelpunkt«, spricht der Experte von der Nutzerfreundlichkeit der Systeme und Ausrichtung von Gebäudetechnik auf die unterschiedlichen Bedürfnisse der Nutzer auch mithilfe von künstlicher Intelligenz.

Einfache Regel

Der Gebäudestratege erklärt die Notwendigkeit des reibungslosen Zusammenspielens von Technik, Immobilie und Mensch anhand der »3-30-300-Regel« bei den Betriebskosten (OPEX) für Unternehmen: Drei Euro pro Quadratmeter und Monat sind die üblichen Kosten für die Aspekte »Utility« wie etwa Strom, Wärme und Wasser – Energie- und Anlageneffizienz ist hier das Thema.

Das Zehnfache des monatlichen Budgets muss für die Büro- und Arbeitsfläche aufgewendet werden – Flächeneffizienz. Wiederum das Zehnfache dessen sind die Kosten auf Ebene der Mitarbeiter, der individuellen Effizienz und dem Komfort aus Gebäudesicht. »Wenn wir es nun schaffen, mit der Gebäudetechnik die Produktivität der Mitarbeiter zu erhöhen, hat das direkte Auswirkungen auf das Geschäft und ist gleichzeitig auch der größte Effizienzhebel, den wir bewegen können«, rechnet er vor. »Denn es sind die Mitarbeiter, die den Geschäftserfolg von Unternehmen maßgeblich beeinflussen.«

Das wechselseitige Wirken von Effizienz und Kosten am Beispiel eines Krankenhauses: Spitalspersonal wendet pro Schicht durchschnittlich 72 Minuten für das Suchen von »Assets« auf – für ein mobiles Röntgengerät zum Beispiel, ein freies Bett, das auch gereinigt ist, und vielem mehr –, zu diesem Schluss kommt eine Studie von Frost & Sullivan. Diese Zeit geht tatsächlich verloren, die Bediensteten würde diese weitaus lieber in die Fürsorge für ihre Patienten investieren. Siemens nutzt die Beleuchtung im Gebäude als Hebel für IoT-Lösungen zur Unterstützung der Beschäftigten.

Multisensoren erkennen Lichtverhältnisse, Temperatur und Bewegungen, um damit die Beleuchtung effizient und auch für die Nutzer angenehm steuern zu können. Über diese Sensoren ist aber auch eine Innenraumlokalisierung von Gegenständen möglich. Mit diesen Daten versorgt, können Apps beim Finden der benötigten Arbeitsmittel helfen – und liefern auch Informationen zum Zustand eines Geräts. »Arbeitsabläufe im Spital werden damit effizient optimiert. Wir wollen die 72 Minuten massiv reduzieren«, bekräftigt Stosic. Nebenher bringt die Effizienz höhere Auslastungen der Geräte.

Wo bewegen sich die Menschen im Gebäude? Wo sind Hotspots und welche Bereiche haben noch Auslastungspotenzial? Die Siemens-Experten ermitteln mit dem gleichen Sensorsystemen der Beleuchtung auch die Flächeneffizienz in Gebäuden. Aus den Daten lassen sich neben der Analyse von Raumauslastungen und Bewegungspfaden auch ideale Workflows für das Facility Management ableiten, beispielsweise Reinigungspläne.

Flexible Gebäude

Auch wenn die herrschende Covid-Krise die Arbeitswelt wohl auf Dauer verändern wird und künftig mehr Menschen Homeoffice nutzen werden – Bürogebäude werden weiterhin zentrale Orte der Begegnung, der Zusammenarbeit und Innovation bleiben. Aber sie werden sich flexibel anpassen müssen. In Bürogebäuden waren schon vor der Krise Untersuchungen zufolge ein Drittel der Flächen ungenutzt – die Unternehmen bezahlen trotzdem dafür. Zudem legen gut ausgebildete, junge Arbeitnehmer heute auf die richtige Unternehmenskultur und auf Work-Life-Balance Wert. Arbeitgeber würden sich mit Smart Buildings am Arbeitsmarkt hervorheben können, meint Stosic.

Die positiven Effekte moderner Gebäudetechnik sind umfangreich: Die Kommunikation und Zusammenarbeit mit den Kollegen wird unterstützt, buchbare Arbeitsplätze und Meetingräume liefern das Fundament für agiles Arbeiten und Umgebungsvariablen wie die Temperatur und Beleuchtung in den Arbeitsbereichen lassen sich über eine »Workplace App« auf das Bedürfnis der Nutzer einstellen. Sensordaten liefern Echtzeitinformationen über die Belegung der Flächen und ermöglichen dem Gebäudebetreiber auf Veränderungen in der Arbeitswelt zu reagieren.

»In einem Smart Building haben Mitarbeiter durch die Vernetzung die volle Kontrolle über Leistungen, die das Gebäude zur Verfügung stellt. Das reicht von der gemeinschaftlichen Nutzung der Gebäudeflächen, der Gebäudeservices bis hin zum individuellen Komfort«, betont Stosic. »Damit wandelt sich das Gebäude von einem Kostenfaktor zu einem ­Teamplayer.«

Digitalisierung greifbar gemacht

Mit dem neuen Digital Experience Center »DigiLab« möchte Siemens in Wien Technologien für die digitale Zukunft der Produktion greifbar werden. Mit dieser Plattform für den Wissens­transfer zwischen Kunden, Forschung und Branchenexperten werden auf Augenhöhe gemeinsame Lösungen erarbeitet und die Grundlagen für neue Dienstleistungen und Geschäftsmodelle entwickelt. Mit dem Wissen über Zukunftstechnologien wie künstliche Intelligenz oder Edge Computing wird die industrielle Produktion neugestaltet.
Das Technologieunternehmen setzt digitale Projekte nicht nur bei Kunden, sondern auch im eigenen Haus um. Jetzt soll das DigiLab in der Siemens City mit dem digitalen Abbild des SIMEA Elektronikwerks in Wien verbunden werden, um die Produktionsprozesse mit dem Wissen über die Daten zu optimieren und die Effizienz zu steigern.