Digitalisierung und Konnektivität prägen das moderne Leben. Mobiltelefone, Fahrzeuge und Produktionsmaschinen wurden durch die Integration intelligenter Funktionen erheblich effizienter gemacht. Diese Art von Technologie wird eigentlich nur noch von der gebauten Realität begrenzt. In diesem Artikel Analog Devices wird beleuchtet, wie Digitalisierung und Konnektivität die Energieeffizienz in Gebäuden und Wohnungen revolutionieren können.
Die zunehmende Urbanisierung steigert weltweit den Bedarf an mehr Wohnraum und Büroflächen in den Städten. Prognosen zufolge wird sich die weltweite Gebäudegrundfläche bis zum Jahr 2060 verdoppeln1, in den nächsten 40 Jahren käme also jede Woche eine Fläche in etwa so groß wie Paris dazu. Heute sind Gebäude schätzungsweise für 26 % aller energiebezogenen Emissionen und etwa 30 % des weltweiten Endenergieverbrauchs verantwortlich. 18 % dieser Emissionen sind auf die Produktion von Strom und Wärme zurückzuführen2. Der alltägliche Betrieb eines Gebäudes muss intelligent gestaltet werden. Mithilfe von datengesteuerten Erkenntnissen kann eine höhere Energieeffizienz erreicht werden, als dies mit einem ständig laufenden oder geplanten Betrieb, der keine Anpassungsfähigkeit der Gebäude zulässt, möglich ist. Deshalb liegt die Zukunft intelligenter Gebäude in der Digitalisierung und Konnektivität.
Die intelligentere Gestaltung von Gebäuden beschränkt sich nicht nur auf Neubauten (die traditionell als „Neuansiedlung“ bezeichnet werden), sondern muss sich auch mit Brachflächen befassen (alle bestehenden Gebäude, die modernisiert oder für einen neuen Zweck umgerüstet werden). Wussten Sie, dass einer Studie der Europäischen Kommission zufolge mehr als 220 Millionen Gebäude (das sind 85 % des Gebäudebestands der EU) vor 2001 gebaut wurden? Im Jahr 2050 werden 85–95 % aller heutigen Gebäude in der EU noch stehen3. Das bedeutet allerdings, dass diese Gebäude modernisiert und nachgerüstet werden müssen, um sicherzustellen, dass sie den Bedürfnissen einer wachsenden Stadtbevölkerung und eines sich wandelnden Arbeitskräftemodells sowie der Sicherheit und dem Komfort der Menschen in den kommenden Jahrzehnten gerecht werden können.
Um Mitternacht sind die Anforderungen eines Bürogebäudes an Beleuchtung, Heizung und Belegung ganz anders als zwischen 9 und 17 Uhr an einem beliebigen Arbeitstag. Wie ineffizient wäre es, wenn die Klimaanlage auch dann laufen würde, wenn das Gebäude leer ist, oder wenn die Beleuchtung immer eingeschaltet wäre, egal ob das Gebäude belegt ist oder nicht. In Einzelhandelsgeschäften, Schulen und Universitäten gelten die gleichen Überlegungen wie bei Ihnen zu Hause: Lassen Sie nachts alle Lichter an, wenn Sie ins Bett gehen? Ich hoffe, Sie haben mit „Nein“ geantwortet. Sie steuern Ihre Umgebung manuell: Sie gehen durch Ihr Haus und schalten Lichter, Schalter, Fernseher und andere elektrische Geräte aus, um die Energieverschwendung zu reduzieren und Kosten einzusparen. Wir müssen heute mehr vernetzte Geräte einplanen, die eine größere Intelligenz am Rande am Edge und die Möglichkeit bieten, Einblicke und mehr Daten als je zuvor zu sammeln, um die zentrale Verwaltung und effiziente Kontrolle eines Gebäudes während des gesamten 24-Stunden-Betriebs sicherzustellen.
Im eigenen Zuhause mögen manuelle Steuerungen gut funktionieren, in großen Gebäuden oder Umgebungen, die sich an ein unkonventionelles Betriebsmodell von 9 bis 17 Uhr anpassen müssen, wie z. B. Fabriken, die rund um die Uhr arbeiten, ist Automatisierung der Schlüssel. Indem Intelligenz in Form von Sensoren in Räumen und offenen Bereichen zur Überwachung von Temperatur, Lichtstärke, Belegung und vielen weiteren Faktoren integriert wird, kann das Gebäude bei Bedarf reagieren und so eine effiziente Raumverwaltung gewährleisten. Warum sollte eine Klimaanlage einen leeren Raum auf einer bestimmten Temperatur halten? Die Raumbelegungserkennung kann feststellen, ob der Raum zu einem bestimmten Zeitpunkt belüftet werden muss. Wenn die Sonne an einem schönen Tag durch die Fenster Ihres Gebäudes scheint, müssen Sie nicht die Klimaanlage aufdrehen, um die Temperatur wieder zu senken. Stattdessen können die Sensoren am Fenster entscheiden, ob die Jalousien heruntergelassen werden müssen, um das Raumklima aufrechtzuerhalten. Dadurch wird sichergestellt, dass sich der Raum nicht so sehr aufheizt, dass er gekühlt werden muss. Es gibt viele intelligente Möglichkeiten, ein Gebäude zu verwalten. Für alle ist jedoch eine lokalisierte Intelligenz durch rund um das Gebäude angebrachte Sensoren und die Verbindung dieser Geräte mit einem zentralen Steuerungssystem (einem Gebäudemanagementsystem) erforderlich. Daher werden sowohl Digitalisierung als auch Konnektivität benötigt, um Nachhaltigkeit zu gewährleisten und adaptive Umgebungen zu schaffen, die in Echtzeit auf die Anforderungen des Gebäudes reagieren, anstatt nach festgelegten Zeitplänen zu funktionieren.