<dt>Smart Buildings zeichnen sich durch einen hohen Automatisierungsgrad aus. Im Betrieb können sich smarte Gebäude sowohl der Umgebung als auch den Anforderungen der Nutzer dynamisch anpassen. Ein gut geplantes Smart Building bietet Komfort, ökonomische und ökologische Vorteile. Denn im Smart Building sind übergreifend alle Komponenten des Systems zugunsten maximaler Energieeffizienz miteinander vernetzt – von der Heizung über Lüftung und Elektrogeräte bis hin zu Verschattungseinrichtungen. Auch Unterhaltungselektronik, Überwachungsanlagen, Jalousien und Schließanlagen sowie Gartenbewässerung können zu diesem Netzwerk hinzugefügt werden. Die Intelligenz eines smart vernetzten Gebäudes wird über geeignete Software zum Leben erweckt. Die physische Vernetzung kann entweder kabelgebunden oder per Funk stattfinden. So kann beispielsweise eingestellt werden, dass die Heizung automatisch abgeschaltet wird, sobald ein Fenster im Raum geöffnet wird. In diesem Fall werden Fenster und Heizkörper durch einen elektronischen Sensor miteinander verbunden, der die Abschaltautomatik des Heizkörpers beim Öffnen des Fensters auslöst. Eine perfekte Welt, die jedoch auch Probleme machen kann wenn es zu Netzwerk- oder Stromausfällen kommt. Daher ist bei der Planung solcher Systeme auch diesem Umstand Rechnung zu tragen.</dt>
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Die möglichen Komponenten eines Smart Buildings:
- Sicherheitstechnik: Alarmanlage, Videoüberwachung
- Heizung, Lüftung, Klimageräte
- Brand-, Rauch-, Gaswarneinrichtungen
- Zutrittskontrolle
- Beleuchtung, Beschattung
- Bewässerung
Vernetzung per Funk oder mit KNX
Der Erfolg eines smarten Gebäudes steht und fällt mit der richtigen Planung der einzelnen Technologien. Die Merkmale der Betriebs- und Bedienungsphilosophie des Gebäudes bilden eine wesentliche Voraussetzung für das technische Gesamtkonzept und somit eine erfolgreiche Systemintegration moderner Automationstechnologien. Zuerst muss der Planer zusammen mit dem Bauherrn oder Betreiber des Gebäudes die projektspezifischen Fragen klären. Wie sind die individuellen Bedürfnisse nach Energieeffizienz, Sicherheit und Komfort gelagert? Wie hoch ist die Kapazität und welche Auslastungsspitzen gibt es? Je nach Anforderung wird das smarte Gebäude mit dem geeigneten System ausgestattet. Dabei ist eine wichtige Frage, die es zu beantworten gilt: KNX oder Funk? KNX ist Standard und basiert auf einem kabelgebundenen Bussystem. Das bedeutet, dass die Kommunikation zwischen den Systemkomponenten über Kabel, die in der Wand verlegt sind, geschieht. Für ein optimales Smart Building, das alle Komponenten beinhaltet, raten die meisten Experten zur kabelgebundenen Lösung. Wer aber keine Stemmarbeiten durchführen will und das Gebäude trotzdem nachrüsten möchte, kann auch auf die Funktechnologie zurückgreifen. Ob Regler für die Heizkörper, Licht- oder Jalousiensteuerung, die Umrüstung auf Funk ist möglich. Allerdings kann die Ausstattung mit funkbasierten Systemen bei einer hohen Anzahl an Zimmern teuer und aufwendig werden. Abgesehen davon gilt die KNX-gebundene Variante als zuverlässiger als die funkbasierte.
Aspekt Energieeffizienz
Weltweit verbrauchen Gebäude 41 Prozent des globalen Energiebedarfs. Ein Drittel der gesamten Treibhausgasemissionen stammt von Gebäuden. Hinzu kommt, dass die Energiekosten eines Gebäudes bis zu 30 Prozent der Lebenszykluskosten ausmachen. Gute Gründe also, um Hotel oder Wellnessressort energieeffizient zu bauen oder umzurüsten. „Gebäudeautomation ist dazu da, um bei der Steigerung der Energieeffizienz das Optimum herauszuholen. Dabei können die Einsparungen zwischen zehn und hundert Prozent liegen. Das kommt ganz auf die vorherrschenden Gegebenheiten an“, erklärt Markus Gratzl-Michlmair, Senior Researcher mit Schwerpunkt Smart Buildings an der FH Salzburg. Hotels sind von unterschiedlicher Auslastung sowie sehr individuellen Ansprüchen geprägt, wenn es z. B. um die Temperaturen in den einzelnen Zimmern geht. „Für solche Ansprüche eignen sich Niedrigtemperatursysteme. Eines der effizientesten ist hier in den meisten Fällen die Wärmepumpe“, weiß Gratzl-Michlmair. Grundsätzlich können aber alle Heizsysteme in smarte Technologie eingebunden werden. Smart Buildings ermöglichen eine optimal gesteuerte, automatisierte Verteilung, Nutzung, Speicherung und Weiterleitung der Energie und können so langfristig Ressourcen und Geld sparen.
Aspekt Sicherheit und Komfort
Neben der hohen Energieeffizienz sollen Smart Buildings auch ein Höchstmaß an Sicherheit und Komfort bieten. So können Alarmanlage, Brandschutzanlagen und Rauchmelder in das System eingebunden werden. Anspruchsvolle Videoüberwachungssysteme im Wellnessbereich zum Beispiel können erkennen, wenn sich eine Person länger nicht bewegt hat und senden eine entsprechende Meldung an die Leitstelle. Auch die Luftqualität kann durch die automatisierte CO2- und Luftfeuchtigkeitsmessung mittels Regelung der Lüftungsanlagen verbessert werden und trägt so zum Komfort der Gäste bei. Die Liste der Anwendungen ist lang. Smarte Gebäude können auf ihre Umgebung reagieren. So kann auch die Gartenbewässerung vollautomatisiert in Abstimmung mit den Wetterstationen der Umgebung durchgeführt werden. Die Funktionen sind sehr flexibel und können in der Regel den individuellen Bedürfnissen am Standort angepasst werden.
Bodenmaiser Hof zeigt, was möglich ist
Der Bodenmaiser Hof im Bayerischen Wald ist ein gutes Beispiel wenn es um Smart Buildings geht und zeigt die Vielfalt der Anwendungen. Im Rahmen von umfangreichen Baumaßnahmen im Jahr 2015 wurde der Bestand mit Ausnahme weniger Zimmer komplett entkernt. Der intelligente Bau basiert nun auf einem KNX System, das alle technischen Komponenten miteinander vernetzt. In der intelligenten Steuerzentrale laufen die Informationen zusammen. So sind zum Beispiel alle Lichtquellen vernetzt und lassen sich dimmen. Auf Knopfdruck oder nach zeitlichen Vorgaben sind zudem vorprogrammierte Lichtszenen abrufbar – „frisch und aktivierend am Morgen, entspannt und beruhigend am Abend“, so die Betreiber. Diese Szenen sind gekoppelt mit der Heizung, Lüftung und der musikalischen Untermalung, die sich automatisch der Tageszeit anpasst. Bedient wird die gesamte Hoteltechnik über eine zentrale Visualisierung auf dem PC. Mit einer App kann diese wahlweise auch auf dem Tablet oder Smartphone laufen. Das Personal im Bodenmaiser Hof kann nun vom PC der Rezeption aus in den Zimmern die Heizung regulieren, die Beleuchtung schalten, die Lüftung kontrollieren oder eben eine vorprogrammierte Szene aktivieren. Auf dem Interface lassen sich außerdem Verbrauchsdaten des Gebäudes und Angaben zur Energiegewinnung über die Blockheizkraftwerke anzeigen. Auch alle Störmeldungen, etwa der Heizung oder Lüftung, und alle Alarme der Rauchwarnmelder sowie der Sauna werden hier angezeigt.
Die Temperatur lässt sich mit einer Einzelraumregelung präzise für jedes Zimmer definieren – auch zeitlich je nach Nutzung. So werden Zimmer, die nicht gebucht sind, nur minimal beheizt. Wird der Raum als gebucht vermerkt, fährt die Heizung im Vorfeld hoch. Checkt der Gast mit seiner Hotelcard im Zimmer ein, steigt die Temperatur nochmals leicht an. Dabei wird auch die Begrüßungsszene mit Licht und Musik aktiviert. In den Suiten werden außerdem Außen-Jacuzzi oder Sauna nur aktiviert, wenn die Hotelcard eingesteckt, der Gast also anwesend ist. Damit wird Energie gespart. Ein wichtiger Aspekt im Wellnessbereich ist zudem die Lüftung: „Hier haben wir Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren verbaut, die melden, welche Menge an Luftaustausch nötig ist. Die Lüftung reguliert dann automatisch entsprechend der definierten Grenzwerte“, erklärt Stefan Schmid, der für die Elektroplanung und Systemintegration verantwortlich zeichnete. Dank der Wärmerückgewinnung mit einem Wirkungsgrad von 80 Prozent geht kaum Energie durch den Luftaustausch verloren. „Nur zum Starten der Sauna muss man sich aus Sicherheitsgründen noch vor Ort begeben – hier könnte sich ein liegengebliebenes Handtuch auf dem Ofen entzünden“, rät Schmid von einer Sauna-Startfunktion aus der Ferne ab.
Die beste Technologie funktioniert nur unter Einbindung der Nutzer
Wichtig für den Betrieb von Smart Buildings sind nicht nur bedienerfreundliche Technologien, sondern auch Anregung und Anweisung zum richtigen Umgang mit den Gebäudetechnologien. Die Hersteller sind zwar bestrebt, ihre Systeme intuitiv, also selbsterklärend zu gestalten, trotzdem sollten die Betreiber auf jeden Fall ein Interesse an ihrer Haustechnik zeigen. So zeigte sich etwa einmal Helmut Floegl, Leiter des Zentrums für Facility Management an der Donau-Universität Krems, im Rahmen eines Round Table Gesprächs überzeugt: „Gebäude nutzt jeder intuitiv. Aber man muss über den Betrieb sowie die Pflege und Wartung Bescheid wissen.“
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