Digitalisierung von Gebäuden:
Die Energieeffizienz optimieren 

Es gibt vielfältige Ansätze, um einen Prozess zur Optimierung der Energieeffizienz zu implementieren und unterschiedliche Zeitpunkte, um damit zu starten. Grundsätzlich kann zwischen einer regelmäßigen manuellen Bestandsaufnahme von definierten Werten, beispielsweise Zählerständen, und einer digitalen Speicherung von verfügbaren Datenpunkten technischer Anlagen unterschieden werden, die ebenfalls Messwerte liefern.

Bei der manuellen Bestandsaufnahme liegt der Fokus auf thermischen und elektrischen Verbräuchen. In der digitalen Erfassung sollen sogenannte Multivendoranlagen in einem System vereint und dargestellt werden. Der Begriff Multivendoranlagen beschreibt das Zusammenspiel von Automatisierungskomponenten verschiedener Hersteller.

Zwischen beiden Polen – der manuellen Bestandsaufnahme und der digitalen Erfassung – liegen zahlreiche Varianten. In der Praxis gelangen die Daten sowohl durch manuelle Zuarbeit als auch automatisiert über Hilfssoftware in digitale Systeme.

Im Sinn des Gebäudelebenszyklus‘ kann bereits früh in der Planungsphase eine Entscheidung für eine manuelle Datenbestandsaufnahme oder eine automatisierte digitale Datenpunktstruktur getroffen und die dafür notwendigen Komponenten eingeplant werden. Durch Building Information Modeling (BIM) werden Gebäude von Anfang an digital geplant. Dagegen bestehen im Gebäudebestand Einschränkungen aufgrund der bereits verbauten technischen Anlagen. Hier muss das vorhandene Equipment inklusive seiner Konnektivität betrachtet und Lösungen zur Anpassung konzipiert werden.

Wird ein System zur Energieeffizienz erstmalig implementiert, deutet sich durch den kontinuierlichen Verbesserungsprozess eine Entwicklung zu einer detaillierten Betrachtungsweise an. In der Praxis bedeutet das, eine integrale Gesamtlösung, die alle notwendigen Datenpunkte beinhaltet – ausgehend von der manuellen Bestandsaufnahme über Insellösungen bis zur offenen integralen Gesamtlösung.

Bei der integralen Lösung sind neben den großen technischen Anlagen, wie Lüftungsgeräten oder Wärme- und Kälteerzeugern, auch kleine Feldgeräte in die Management- und Bedieneinheit (MBE) eingebunden. Hierzu zählen beispielsweise Jalousiemotoren als Teil der intelligenten Gebäudeautomation (GA), die automatisiert geschaltet werden, um Gebäude vor Hitze zu schützen und so Energie zur Kühlung einzusparen. Bei der Systemintegration nimmt die GA als Schnittstelle zwischen den Gewerken eine entscheidende Rolle ein.

Welche Daten im Sinne einer Optimierung der Energieeffizienz von Gebäuden gespeichert werden, definieren Experten für Nachhaltigkeit in der Immobilienbranche. Fachkräfte für Systemintegration beziehungsweise Anbietende von Plattformen für digitale Gebäudedaten übernehmen die Umsetzung. Datenpunkte werden abgestimmt und definierte technische Anlagen in die MBE integriert. Damit wird sowohl bei Retrofit-Konzepten – der Modernisierung des Bestands – als auch bei Neubauten sichergestellt, dass alle notwendigen Datenpunkte für die Optimierung von Immobilien gespeichert und bereitgestellt werden können.

Sind alle Datenpunkte digital verfügbar, muss im ersten Schritt ihre Richtigkeit überprüft werden: Entsprechen die digitalen Datenpunkte den physischen Datenpunkten? Sind gegebenenfalls notwendige Anpassungen vollzogen, können im nächsten Schritt die erhobenen Daten gespeichert und genutzt werden. Diese werden über definierte Schnittstellen für jegliche Anwendung bereitgestellt.

Im Hinblick auf die Energieeffizienz von Gebäuden gilt es, alle relevanten thermischen und elektrischen Verbraucher des Systems zu identifizieren. Hierfür werden die gemessenen Werte exakt aufgeschlüsselt – beispielsweise nach Werkstatt, Büro und Lager – und die einzelnen Verbräuche grafisch dargestellt.

Mit Hilfe der transparenten Visualisierung zeigt sich, welche Verbräuche durch welche Begebenheit und in welcher Menge angefallen sind. Anhand der vorliegenden Daten konzipieren Fachleute nun Maßnahmen, setzen diese um, kontrollieren und optimieren sie. Das Ziel: Die Verbräuche zu reduzieren, den CO₂-Ausstoß des Gebäudes zu minimieren und damit nicht zuletzt auch Kosten zu sparen.

Neben den Verbräuchen von Strom und Heizenergie gibt es in Gebäuden eine große Anzahl weiterer Datenpunkte. Diese werden durch technische Anlagen sowie durch Sensoren und Aktoren erzeugt. Letztere sind Antriebselemente, die elektrische Signale und Strom in mechanische Bewegung oder Licht umwandeln. Moderne Anlagentechnik und die zugehörige Automation können bereits einen Großteil eventuell auftretender Probleme eigenständig regulieren. Bei wichtigen und damit kritischen Anlagen gilt es, diese durch definierte Werte zusätzlich zu beobachten, da Störungen oder gar der Stillstand der Technik zu Produktionsausfällen oder Fehlproduktionen führen können.

Das systematische Speichern von Daten an einem globalen Ort ermöglicht es, Optimierungen hinsichtlich der Energieeffizienz von Gebäuden durchzuführen und zu dokumentieren. Anwendungen wie Künstliche Intelligenz (KI) können mit den erhobenen Daten trainiert werden. Neben der Effektivität und Effizienz der technischen Anlagen spiegeln die erfassten Daten übrigens auch das Verhalten der Nutzenden eines Gebäudes wider – ein weiterer Ansatzpunkt in Sachen Energieeffizienz, denn auch Arbeitsprozesse lassen sich auf dieser Basis zum Vorteil aller Beteiligten optimieren. Digitale Daten sind nützlich für temporäre Lösungen ebenso wie für Langzeitoptimierungen, für Immobilien, die sich bereits im Betrieb befinden und solche, die noch konzipiert und geplant werden. Indem wir im Rahmen der Digitalisierung von Gebäuden die Performance einer Immobilie messen, gelingt es uns, einen Gebäudebestand zu schaffen, der seine Energieeffizienz kontinuierlich verbessert, folglich seine Emissionen senkt und wesentlich zum Klimaschutz beiträgt. Zudem können Kosten verlässlich reduziert werden.