Smart Buildings: Was kann das Gebäude der Zukunft?

Inhaltsverzeichnis

1. Smart Buildings Vs. Smart Homes: Eine Definition
2. Wie funktioniert ein Smart Building?
3. Smart Cities: Städte die mitdenken
4. Energieeffizienz dank Smart Home
5. Die Rolle des Smart Meters
6. Smart Grids: Die intelligente Energieversorgung
7. Funk oder Kabel? Vernetzung im Smart Home
8. Technische Komponenten für Smart Buildings bei Bürklin Elektronik

Smart Buildings Vs. Smart Homes: Eine Definition

Intelligente Beleuchtung, automatisch gesteuerte Jalousien, Heizkosten-Einsparungen dank Wochen- und Jahresprogramm und Smartphone-App – eine digitale Ausstattung schafft neue Lebensqualität und gehört zum modernen Wohnen dazu. Smart Home lautet hier das Zauberwort.

Die Bezeichnung „Smart Home“ bezieht sich wiederum auf eine Wohnung und umfasst spezielle, austauschbare Komponenten. Unter dem Begriff „Smart Building“ wird dagegen die Digitalisierung eines gesamten Gebäudes verstanden.

Immer mehr Abläufe im Alltag – ob am Arbeitsplatz oder den eigenen vier Wänden – werden automatisiert und an die individuellen Bedürfnisse angepasst. Eine enge Vernetzung von Mensch, System und Umgebung ist der Trend. Ob im Smart Home, in Smart Buildings oder etwa in Smart Cities – intelligente Technologien spielen in allen Bereichen des Lebens eine immer größere Rolle.

Wie funktioniert ein Smart Building?

Bei vernetzten Gebäuden stehen vor allem Automation, Sicherheit und Effizienz im Fokus. Charakteristisch für diese intelligenten Gebäude sind die Schnittstellen zu anderen Gebäuden, städtischen Einrichtungen oder Versorgungsunternehmen. Sie bilden die Basis für die sogenannten „Smart Cities“.

Um Abläufe in einem Gebäude zu automatisieren, sind grundlegende Faktoren nötig, die eine bequeme Steuerung ermöglichen:

• Smart Gadgets: Die Geräte sind miteinander kompatibel oder verfügen über denselben Funkstandard. Sie müssen „dieselbe Sprache sprechen“.
• Verbindung: Idealerweise wird ein einheitliches Steuersystem verwendet, das alle Geräte vernetzt, die quasi zusammenarbeiten sollen. Je nach Hersteller bezeichnet man diese Schaltzentralen auch als Hub, Bridge oder Gateway.
• Automation: Die Kommunikation der Geräte erfolgt über ein Zusammenspiel aus Sensoren und Aktoren. Registriert ein Gerät eine Veränderung im Raum, wird diese als Signal an die Zentrale weitergeleitet. Von dort aus wird mittels eines Aktors eine Reaktion veranlasst, die das Gerät sodann ausführt. Im Fall der Verknüpfung derartiger Reaktionen spricht man von einer Szene oder Routine. Ein Beispiel wäre das zeitgleiche Einschalten des Ambient-Lichts mit dem Fernseher.

Ein bekanntes Beispiel für ein smartes Gebäude ist das cube berlin. Alle Prozesse in dem Bürogebäude werden über eine Künstliche Intelligenz gesteuert und ist eines der ersten Smart Commercial Buildings

Smart Cities: Städte die mitdenken

Sie wissen, wann ihre Bürger wo unterwegs sein werden und verhindern Staubildung durch gezielte Lenkung der Verkehrsströme und Informationen. Sie sehen voraus, wann wie viel Strom benötigt werden wird und stellen rechtzeitig die Klimaanlagen oder Heizungen an: Smart Cities.

Immer mehr Städte setzen auf smarte Technologien, um fit für die Zukunft zu sein. Dabei werden durch intelligente Steuerungs-, Sicherheits- und Energiemanagement-Systeme Ressourcen optimal genutzt und Ausgaben eingespart. Auf Nachhaltigkeit basierende Smart Cities wie etwa Fujisawa SST sind ein gutes Beispiel dafür, wie sich das Alltagsleben der Menschen grundlegend verändern kann.

Energieeffizienz dank Smart Home

Intelligentes Wohnen ist im Laufe der letzten Jahre zur neuen Normalität geworden. Ziel ist es, möglichst viele Prozesse zu automatisieren und so das Alltagsleben zu vereinfachen. Zudem soll es den Energieverbrauch im Haushalt optimieren

Die Daten sind permanent abrufbar, Abläufe werden aus der Ferne kontrolliert. Das Aufdecken von Stromfressern oder Fehlfunktionen ist ebenfalls einfacher.

In Hinblick auf die Energieeffizienz werden beispielsweise Heizung sowie Lüftung miteinander verbunden: Bei geöffneten Fenstern reguliert sich die Heizleistung automatisch nach unten. Weitere Einsparungen gelingen durch das Abschalten nicht verwendeter Verbrauchsquellen. Beim Verlassen des Hauses schaltet sich beispielsweise das Licht ab, und die Geräte wechseln in den Standby-Modus.

Smarte Geräte gibt es inzwischen in beinahe jedem Haushaltsbereich – ob Staubsaugerroboter, Smart TV, smarte Türschlösser, intelligente Thermostate oder Leuchten. Alles ist möglich und vor allem – vernetzbar. Auch Jalousien, Lüftungen oder Warnmelder jeglicher Art gehören zu den bekannten Smart-Home-Gerätekategorien.

Die Rolle des Smart Meters

Das Herzstück des Smart Homes befindet sich im Zählerschrank. Zentralen in den eigenen vier Wänden ermöglichen eine bequeme Steuerung unterschiedlichster Geräte und sparen dazu Energie und Geld. Die Regelung des Datenverkehrs in Kombination mit der Vernetzung ist die Basis für ein intelligentes Zuhause.

Digitale Stromzähler werden auch als Smart Meter bezeichnet und ersetzen zunehmend mechanische Zähler. Die Vorteile: Smart Meter ermöglichen einen sicheren Betrieb der Stromzufuhr und sind einfach zu bedienen. So entfällt etwa das jährliche Ablesen des Zählerstandes, und Störfälle werden schneller entdeckt. Zudem informieren digitale Stromzähler über unnötige Stromfresser und bessere Tarife, wodurch man am Ende Geld sparen kann. Nach dem Energiewirtschaftsgesetz (EnWG) müssen intelligente Zähler bereits seit 2010 in Neubauten implementiert werden

Smart Grids: Die intelligente Energieversorgung

Die Smart Meter werden am intelligenten Stromnetz – dem Smart Grid – angeschlossen. Hier sind alle Netze innerhalb eines Energiesystems miteinander verbunden. Dies geschieht über ein Kommunikationsnetzwerk, das ein effizientes Kostengleichgewicht zwischen Stromverbrauchern, -erzeugern und -speichern sowie eine wirtschaftliche Energieversorgung bewirkt.

Die drei wichtigen Eckpfeiler von Smart Grids sind:

• optimale Integration der dezentralisierten Stromerzeugung in den aktuellen Verteilernetzbetrieb
• effiziente Nutzung der Infrastruktur und Netzoptimierung durch bessere Abstimmung zwischen volatiler Erzeugung und flexiblem Verbrauch
• Kostenoptimierung durch die Kombination aus erneuerbaren Energien und Netzautomatisierung sowie durch Reduktion der CO2-Emissionen

Funk oder Kabel? Vernetzung im Smart Home

Die Vernetzung von Systemen im Smart Home kann auf zwei Arten erfolgen: via funkbasierter oder kabelgebundener Vernetzung. Beide Varianten haben ihre Vor- und Nachteile, welche vor dem Kauf berücksichtigt werden sollten.

Während viele Hersteller Smart-Home-Systeme entwickeln, die für mehrere Marken nutzbar sind, setzen andere auf ein proprietäres Funkprotokoll. Diese geschlossenen Systeme grenzen das Geräteangebot zwar etwas ein, bieten jedoch ein zuverlässiges Zusammenspiel. Kabelgebundene Systeme sind hingegen etwas teurer, können jedoch individuell angepasst werden.

Wie funktioniert die funkbasierte Verschaltung?

Funkbasierte Systeme werden meist bei Mietwohnungen eingesetzt, da sie keine großen Aufwände erfordern und unterschiedliche Funkprotokolle umfassen. Die bekanntesten Funksysteme sind Bluetooth, WLAN, ZigBee und Z-Wave, die für Einsteiger durchaus Vorteile bringen.

Vorteile funkbasierter Systeme:  

• flexibel
• großes Angebot kompatibler Geräte
• geringe Kosten

Im Unterschied zu speziell für Smart-Home-Anwendungen entwickelten Funkstandards, haben WLAN und Bluetooth jedoch auch ihre Tücken. Zwar verbrauchen sie weniger Energie, die Bedienung ist jedoch nur lokal möglich.

Nachteile funkbasierter Systeme:  

• störanfällige Verbindung
• geringe Reichweite hinsichtlich Steuerung

Wie funktioniert die kabelbasierte Vernetzung?

Das Pendant zur Funkverbindung stellt die kabellose Vernetzung dar, besser bekannt als Bussystem. Eines der bekanntesten kabelbasierten Systeme ist das Bussystem von KNX. Wegen der hohen Anschaffungskosten wird es zwar meist nur bei Neubauten verwendet, ermöglicht allerdings eine völlig individuelle Verkabelung. Dadurch kann das System perfekt an die Bedürfnisse angepasst werden. Drahtlose KNX-Optionen, deren Vernetzung via Funk oder Infrarot erfolgt, können auch nachträglich noch implementiert werden.

Vorteile kabelbasierter Systeme:  

• geringer Energieverbrauch und niedrige Betriebskosten
• flexible Erweiterung
• Steuerung aus der Ferne
• Integration verschiedener Systeme

Nachteile kabelbasierter Systeme: 

• hohe Anschaffungskosten
• individuelle Verkabelung nur bei Neubauten
• planungsaufwendig
• Zuverlässigkeit der Gadgets kann variieren

Technische Komponenten für Smart Buildings bei Bürklin Elektronik

Intelligent vernetzte Gebäude gelten als Schlüssel zur Energiewende. Für die Digitalisierung von Gebäuden verfügt Bürklin Elektronik über ein breites Angebot an Bauteilen und Geräten für Facility und Automation: von Signalgebern über Steuerungen und Schnittstellen bis zu Sensoren, Beleuchtung und vielem mehr.

Im Online-Shop finden Sie schnell und bequem das passende Bauteil für Ihre Gebäudeautomation. Bei Fragen zum Automation-Sortiment nehmen Sie jederzeit mit den Experten von Bürklin Elektronik Kontakt auf.