Sprechende, intelligente Gebäude
Was dir dein Gebäude immer schon mal sagen wollte
Unsere Gebäude sind mehr als bloß ein Dach über dem Kopf, ein Heim oder ein Arbeitsplatz. Innerhalb ihrer Mauern spielt sich der Großteil unseres Lebens ab. Sie können uns in unseren alltäglichen Abläufen unterstützen, sodass wir Zeit und Kosten einsparen können. Wir müssen ihnen nur die Augen und Ohren sowie die Möglichkeit geben, mit uns zu kommunizieren. Der batterielose EnOcean-Funkstandard hat sich hierfür etabliert.
Bild: EnOcean GmbH/©Rawpixel/Shutterstock.comDie Augen und Ohren der Gebäude - das sind elektronische Sensoren, die bereits der klassischen Gebäudeautomation erlauben, die Beleuchtung, Beschattung und das Raumklima eines Gebäudes zu steuern. Das Internet der Dinge fügt der klassischen Gebäudeautomation neue Dimensionen hinzu, indem Sensordaten an Cloud-basierte IT-Plattformen übermittelt werden, die die Daten mit weiteren, im Netz vorhandenen Informationen und intelligenten Datenanalysewerkzeugen verknüpfen. Dies ermöglicht neue Dienstleistungen und Geschäftsmodelle.
Klassische Gebäudeautomation: Beleuchtung, Beschattung, HKL
Bei der klassischen Gebäudeautomation werden Beleuchtung, Beschattung und HKL mittels geeignet positionierter Funksensoren lokal über sogenannte Raumcontroller gesteuert. Die einzelnen Raumcontroller bieten lokale Steuerungsintelligenz und sind über klassische Raumautomationsbusse wie KNX, LON, BacNet, TCP etc. miteinander verbunden. Die Anbindung der Sensoren, vor allem an Wandtaster, Fensterkontakte, Temperaturfühler und Bewegungsmelder, erfolgt drahtlos, um eine höchstmögliche Flexibilität und Kostenreduzierung gegenüber einer verdrahteten Lösung zu erzielen. Neben Schaltern zur Steuerung von Licht und Beschattung bieten Fensterkontakte und Bewegungsmelder eine perfekte Synergie, denn hiermit werden Funktionen wie Regenschutz mit Einbruchsicherheit und Energieeinsparungen effektiv kombiniert. Die EnOcean Alliance mit über 400 Mitgliedern im Bereich der Gebäudeautomation bietet hierbei die Vorteile eines umfangreichen Ökosystems aus interoperablen batterielosen Funksensorlösungen.
Bild: EnOcean GmbH/©Thomas Northcut/DigittalVision/Thinkstock.comBild: EnOcean GmbH/©Dmitrijs Dmitrijevs/Hemera/Thinkstock.comNeues IoT-Schlagwort "Gebäudenutzungsmanagement"
Das intelligente Gebäudenutzungsmanagement ist ein wichtiges neues Instrument, bei dem Unternehmen die Voraussetzung für eine optimale Verwaltung des kostenintensiven Ressourceneinsatzes von Raum, Personen und Gegenständen schaffen. Durchschnittlich 50% des Platzangebots in einem typischen Bürogebäude ist während eines Geschäftstages unbesetzt. Raumsensoren liefern detaillierte Informationen darüber, wie Gebäudeflächen und Räume tatsächlich genutzt werden und ermöglichen die optimale Raumplanung und Zuordnung von Mitarbeitern zu verfügbaren Räumen. Dienstleistungen im Bereich Mitarbeiter- und Inventar-Management können mittels geeigneter Sensoren stark optimiert werden. Diese Sensoren liefern detaillierte Informationen zu Nutzungsmustern im Normalbetrieb und während Veranstaltungen, inklusive der Berücksichtigung von Tageszeitunterschieden und saisonalen Auswirkungen. So können Nutzungsmuster des Gebäudes, des Personals und des Inventars erstellt werden, um die optimale Ressourcenverwendung und Sicherheitsanforderungen zu bestimmen. Leben retten - auch dies wird durch den Einsatz von Sensoren vereinfacht, indem man den Aufenthaltsort einer zurückgebliebenen Person im Falle einer Notfallevakuierung genau lokalisieren kann. Höhere Sicherheit und weniger Diebstahl durch die Erkennung von Personen an ausgeschlossenen Orten verhindert unberechtigten Zugang und optimiert die Zugangskontrolle. Und letztendlich ermöglichen Sensoren die Optimierung des Energieverbrauches und der Luftqualität auf Basis der tatsächlichen Platzbelegung.
Nutzungsmanagement von Büroflächen und Hotels
Gebäudefläche ist eine extrem teure Ressource von bis zu mehreren 100 Euro pro Quadratmeter. Häufig werden jedoch viele Flächen, wie Büroarbeitsbereiche, Hotelräume, Konferenzräume, Kantinen, Flure und Stauräume, weniger als 70% genutzt. Dies schafft unnötige laufende Kosten in Millionenhöhe für Heizung, Beleuchtung und Wartung. Bestehende Hotelräume können mit Hilfe von drahtlosen Sensoren problemlos nachgerüstet werden, ohne den normalen Betrieb von Gebäuden zu beeinträchtigen, was zu einer Reduzierung des Energieverbrauchs zwischen 30 und 40% führt. Um das Nutzungsmuster des Gebäudes, des Personals und des Inventars zu erstellen, können geeignete Sensoren eingesetzt werden: Präsenzmelder im Raum oder an einzelnen Sitzplätzen; Türkontakte; Sensoren zur Personenzählung; Strommesser zur Aktivitätserfassung von elektronischen Geräten wie Drucker, Kopierer, Seifenspender, Kaffeemaschine, Wasserkocher, Lüftungsgeräte usw. Zyklisch sendende, sogenannte Funkbeacon, dienen der Ortserkennung von mobilen Geräten und Einrichtungsgegenständen. Sind Unternehmensstandorte beispielsweise nur teilweile ausgelastet, kann das Zusammenlegen mehrerer Standorte eine Kostensenkung herbeiführen. Und wenn das Gebäudesystem analysiert hat, dass kein Mitarbeiter vor 8 Uhr das Gebäude betritt, können die Heizzeiten dementsprechend angepasst werden.
Facility Management von Sanitäreinrichtungen
Eine optimale Wartung und Reinigung von sanitären Anlagen in Bürogebäuden, entsprechend der tatsächlichen Nutzung, ist praktisch unmöglich zu prognostizieren. Häufig werden beispielsweise Toiletten nicht nach Bedarf gereinigt und Papier oder Seife sind leer, was zu Frustration der Nutzer führt. Die simple Überwachung der sanitären Anlagen mit Präsenzsensoren ermöglicht eine effiziente Reinigung und Ressourcenplanung, was wiederum zu erheblich reduzierten Kosten und Nutzerzufriedenheit führt.
Bild: EnOcean GmbH/©Thomas Northcut/DigittalVision/Thinkstock.comBild: EnOcean GmbH/©Dmitrijs Dmitrijevs/Hemera/Thinkstock.comNutzungsanalyse und Ortsbestimmung von Geräten und Einrichtungsgegenständen
Stromsensoren in der Versorgungsleitung ermöglichen die Bewertung der Nutzung von elektronischen Geräten innerhalb eines Gebäudes. Für die Auslastungsanalyse sendet ein Strommesser, der sich entweder im Netzkabel oder im Netzstecker befindet, den aktuellen Gerätezustand. Zur Ortsbestimmung von mobilen Gegenständen werden - wie bereits erläutert - zyklisch sendende Sensoren ( Funkbeacon) verwendet. Ein integrierter Temperatur- und Feuchtigkeitssensor kann zudem die Umgebungsbedingungen des Inventars liefern. Zur Standortbestimmung analysiert die Funk-Gateway-Infrastruktur die Signalstärke der Beacon. Elektrische und elektronische Geräte können auch mittels Präsenzsensor manuell ein- oder ausgeschaltet werden, um so die Lebensdauer und den Energieverbrauch zu optimieren.
Gebäudeüberwachung für Versicherungen
Die späte Erkennung von Ereignissen wie Wasserleckagen, Feuerschäden oder Gebäudeeinbruch verursachen den Versicherungsgesellschaften jährlich Kosten in Milliardenhöhe. Dies spiegelt sich in den stetig steigenden Versicherungsprämien wieder. Im Falle von Überschwemmungen, Feuer oder Einbruch liefern Sensoren in Echtzeit die benötigten Daten und Informationen, um den Eigentümer und die Versicherungsgesellschaft zu alarmieren. Folgenschwere und kostenintensive Vorfälle können so frühzeitig erkannt und entsprechend gelöst werden.
Bild: EnOcean GmbH/©antpkr/iStock.comVerkaufsflächen und Gastronomie
Bei Verkaufs- und Handelsflächen korrelieren die Kundenströme mit Personalbedarf, Verkaufszahlen, und Standortattraktivität. Eine intelligente Datenanalyse ermöglicht eine bedarfsgerechte Ressourcenverteilung des Verkaufspersonals und gibt zudem Hinweis auf eventuell nötige Verbesserungen von verkaufsschwachen Plätzen. Präsenzmelder liefern hierzu detaillierte Informationen über Parameter wie Bewegungsprofile, Personenanzahl und Tischbelegung. Eine Ruftaste am Restauranttisch oder an speziellen Verkaufsständen, mittels der eine Bedienung oder ein Verkäufer bedarfsgerecht angefordert werden kann, kann beispielsweise die zur Steigerung der Kundenzufriedenheit beitragen. Ebenfalls von Relevanz sind Kleintierfallen, die über spezifische Sensoren entsprechend der gesetzlichen Vorschriften bei Bedarf umgehend geleert werden können.
Parkplatzmanagement
Eine weitere wichtige Applikation im Gebäudeumfeld ist die Erfassung von Parkraum. Drucksensoren, eingebaut im Boden, erkennen die Fahrtrichtung von Fahrzeugen und damit auch die Platzbelegung von Parkplätzen.
Wartung von Motoren, Getrieben und Bremsen
In der Regel bevorzugen Facility Manger eine Frühausfallerkennung, da eine vorbeugende Wartung stets mit hohen Kosten verbunden ist. Mithilfe von Stromsensoren kann beispielsweise der Zustand eines Motors erkannt werden, über Temperatursensoren der Zustand von Getrieben und Bremsen. Hierzu wird der Strom- oder Temperaturverlauf kontinuierlich analysiert, der sich bei zunehmendem Geräteverschleiß ändern. Über geeignete Algorithmen kann die notwendige Gerätewartung dann bedarfsgerecht und rechtzeitig durchgeführt werden.
Anforderungen an die Sensorik und Konnektivität zum IoT
Ein geeignetes EnOcean IoT Gateway vernetzt Sensoren und Aktoren des EnOcean-Funkstandards über das Internet mit der Cloud. Mittels Internetprotokoll und geeigneten Middleware-Konnektoren können die batterielosen Funksensoren schnell und einfach mit Anwendungen im Internet verbunden werden und mit einer cloud-basierten Plattform wie IBM Watson, Amazon Echo, Microsoft Azure, Apple HomeKit, Google Home, Crestron, interagieren. Dieses Szenario ist die Grundlage für das Internet der Dinge. Mithilfe eines interoperablen Netzwerks lassen sich generierte Daten für die intelligente Geräte- und Gebäudesteuerung nutzen und das Facility-Management optimieren, aber auch völlig neue Dienstleistungen im Bereich der Gebäudenutzung realisieren. Wichtig ist, die umfangreichen Daten, die uns ein Gebäude mitteilen kann, mittels geeigneter Sensoren zu erkennen und geeignet zu nutzen. So können wir langfristig Abläufe und Prozesse optimieren, Kosten einsparen und die Energieeffizienz unserer Gebäude erhöhen. Und wie Sie sicher wissen: Viele Augen sehen mehr als zwei.
Unsere Gebäude sind mehr als bloß ein Dach über dem Kopf, ein Heim oder ein Arbeitsplatz. Innerhalb ihrer Mauern spielt sich der Großteil unseres Lebens ab. Sie können uns in unseren alltäglichen Abläufen unterstützen, sodass wir Zeit und Kosten einsparen können. Wir müssen ihnen nur die Augen und Ohren sowie die Möglichkeit geben, mit uns zu kommunizieren. Der batterielose EnOcean-Funkstandard hat sich hierfür etabliert.
Bild: EnOcean GmbH/©Rawpixel/Shutterstock.comDie Augen und Ohren der Gebäude - das sind elektronische Sensoren, die bereits der klassischen Gebäudeautomation erlauben, die Beleuchtung, Beschattung und das Raumklima eines Gebäudes zu steuern. Das Internet der Dinge fügt der klassischen Gebäudeautomation neue Dimensionen hinzu, indem Sensordaten an Cloud-basierte IT-Plattformen übermittelt werden, die die Daten mit weiteren, im Netz vorhandenen Informationen und intelligenten Datenanalysewerkzeugen verknüpfen. Dies ermöglicht neue Dienstleistungen und Geschäftsmodelle.
Klassische Gebäudeautomation: Beleuchtung, Beschattung, HKL
Bei der klassischen Gebäudeautomation werden Beleuchtung, Beschattung und HKL mittels geeignet positionierter Funksensoren lokal über sogenannte Raumcontroller gesteuert. Die einzelnen Raumcontroller bieten lokale Steuerungsintelligenz und sind über klassische Raumautomationsbusse wie KNX, LON, BacNet, TCP etc. miteinander verbunden. Die Anbindung der Sensoren, vor allem an Wandtaster, Fensterkontakte, Temperaturfühler und Bewegungsmelder, erfolgt drahtlos, um eine höchstmögliche Flexibilität und Kostenreduzierung gegenüber einer verdrahteten Lösung zu erzielen. Neben Schaltern zur Steuerung von Licht und Beschattung bieten Fensterkontakte und Bewegungsmelder eine perfekte Synergie, denn hiermit werden Funktionen wie Regenschutz mit Einbruchsicherheit und Energieeinsparungen effektiv kombiniert. Die EnOcean Alliance mit über 400 Mitgliedern im Bereich der Gebäudeautomation bietet hierbei die Vorteile eines umfangreichen Ökosystems aus interoperablen batterielosen Funksensorlösungen.
Bild: EnOcean GmbH/©Thomas Northcut/DigittalVision/Thinkstock.comBild: EnOcean GmbH/©Dmitrijs Dmitrijevs/Hemera/Thinkstock.comNeues IoT-Schlagwort "Gebäudenutzungsmanagement"
Das intelligente Gebäudenutzungsmanagement ist ein wichtiges neues Instrument, bei dem Unternehmen die Voraussetzung für eine optimale Verwaltung des kostenintensiven Ressourceneinsatzes von Raum, Personen und Gegenständen schaffen. Durchschnittlich 50% des Platzangebots in einem typischen Bürogebäude ist während eines Geschäftstages unbesetzt. Raumsensoren liefern detaillierte Informationen darüber, wie Gebäudeflächen und Räume tatsächlich genutzt werden und ermöglichen die optimale Raumplanung und Zuordnung von Mitarbeitern zu verfügbaren Räumen. Dienstleistungen im Bereich Mitarbeiter- und Inventar-Management können mittels geeigneter Sensoren stark optimiert werden. Diese Sensoren liefern detaillierte Informationen zu Nutzungsmustern im Normalbetrieb und während Veranstaltungen, inklusive der Berücksichtigung von Tageszeitunterschieden und saisonalen Auswirkungen. So können Nutzungsmuster des Gebäudes, des Personals und des Inventars erstellt werden, um die optimale Ressourcenverwendung und Sicherheitsanforderungen zu bestimmen. Leben retten - auch dies wird durch den Einsatz von Sensoren vereinfacht, indem man den Aufenthaltsort einer zurückgebliebenen Person im Falle einer Notfallevakuierung genau lokalisieren kann. Höhere Sicherheit und weniger Diebstahl durch die Erkennung von Personen an ausgeschlossenen Orten verhindert unberechtigten Zugang und optimiert die Zugangskontrolle. Und letztendlich ermöglichen Sensoren die Optimierung des Energieverbrauches und der Luftqualität auf Basis der tatsächlichen Platzbelegung.
Nutzungsmanagement von Büroflächen und Hotels
Gebäudefläche ist eine extrem teure Ressource von bis zu mehreren 100 Euro pro Quadratmeter. Häufig werden jedoch viele Flächen, wie Büroarbeitsbereiche, Hotelräume, Konferenzräume, Kantinen, Flure und Stauräume, weniger als 70% genutzt. Dies schafft unnötige laufende Kosten in Millionenhöhe für Heizung, Beleuchtung und Wartung. Bestehende Hotelräume können mit Hilfe von drahtlosen Sensoren problemlos nachgerüstet werden, ohne den normalen Betrieb von Gebäuden zu beeinträchtigen, was zu einer Reduzierung des Energieverbrauchs zwischen 30 und 40% führt. Um das Nutzungsmuster des Gebäudes, des Personals und des Inventars zu erstellen, können geeignete Sensoren eingesetzt werden: Präsenzmelder im Raum oder an einzelnen Sitzplätzen; Türkontakte; Sensoren zur Personenzählung; Strommesser zur Aktivitätserfassung von elektronischen Geräten wie Drucker, Kopierer, Seifenspender, Kaffeemaschine, Wasserkocher, Lüftungsgeräte usw. Zyklisch sendende, sogenannte Funkbeacon, dienen der Ortserkennung von mobilen Geräten und Einrichtungsgegenständen. Sind Unternehmensstandorte beispielsweise nur teilweile ausgelastet, kann das Zusammenlegen mehrerer Standorte eine Kostensenkung herbeiführen. Und wenn das Gebäudesystem analysiert hat, dass kein Mitarbeiter vor 8 Uhr das Gebäude betritt, können die Heizzeiten dementsprechend angepasst werden.
Facility Management von Sanitäreinrichtungen
Eine optimale Wartung und Reinigung von sanitären Anlagen in Bürogebäuden, entsprechend der tatsächlichen Nutzung, ist praktisch unmöglich zu prognostizieren. Häufig werden beispielsweise Toiletten nicht nach Bedarf gereinigt und Papier oder Seife sind leer, was zu Frustration der Nutzer führt. Die simple Überwachung der sanitären Anlagen mit Präsenzsensoren ermöglicht eine effiziente Reinigung und Ressourcenplanung, was wiederum zu erheblich reduzierten Kosten und Nutzerzufriedenheit führt.
Bild: EnOcean GmbH/©Thomas Northcut/DigittalVision/Thinkstock.comBild: EnOcean GmbH/©Dmitrijs Dmitrijevs/Hemera/Thinkstock.comNutzungsanalyse und Ortsbestimmung von Geräten und Einrichtungsgegenständen
Stromsensoren in der Versorgungsleitung ermöglichen die Bewertung der Nutzung von elektronischen Geräten innerhalb eines Gebäudes. Für die Auslastungsanalyse sendet ein Strommesser, der sich entweder im Netzkabel oder im Netzstecker befindet, den aktuellen Gerätezustand. Zur Ortsbestimmung von mobilen Gegenständen werden - wie bereits erläutert - zyklisch sendende Sensoren ( Funkbeacon) verwendet. Ein integrierter Temperatur- und Feuchtigkeitssensor kann zudem die Umgebungsbedingungen des Inventars liefern. Zur Standortbestimmung analysiert die Funk-Gateway-Infrastruktur die Signalstärke der Beacon. Elektrische und elektronische Geräte können auch mittels Präsenzsensor manuell ein- oder ausgeschaltet werden, um so die Lebensdauer und den Energieverbrauch zu optimieren.
Gebäudeüberwachung für Versicherungen
Die späte Erkennung von Ereignissen wie Wasserleckagen, Feuerschäden oder Gebäudeeinbruch verursachen den Versicherungsgesellschaften jährlich Kosten in Milliardenhöhe. Dies spiegelt sich in den stetig steigenden Versicherungsprämien wieder. Im Falle von Überschwemmungen, Feuer oder Einbruch liefern Sensoren in Echtzeit die benötigten Daten und Informationen, um den Eigentümer und die Versicherungsgesellschaft zu alarmieren. Folgenschwere und kostenintensive Vorfälle können so frühzeitig erkannt und entsprechend gelöst werden.
Bild: EnOcean GmbH/©antpkr/iStock.comVerkaufsflächen und Gastronomie
Bei Verkaufs- und Handelsflächen korrelieren die Kundenströme mit Personalbedarf, Verkaufszahlen, und Standortattraktivität. Eine intelligente Datenanalyse ermöglicht eine bedarfsgerechte Ressourcenverteilung des Verkaufspersonals und gibt zudem Hinweis auf eventuell nötige Verbesserungen von verkaufsschwachen Plätzen. Präsenzmelder liefern hierzu detaillierte Informationen über Parameter wie Bewegungsprofile, Personenanzahl und Tischbelegung. Eine Ruftaste am Restauranttisch oder an speziellen Verkaufsständen, mittels der eine Bedienung oder ein Verkäufer bedarfsgerecht angefordert werden kann, kann beispielsweise die zur Steigerung der Kundenzufriedenheit beitragen. Ebenfalls von Relevanz sind Kleintierfallen, die über spezifische Sensoren entsprechend der gesetzlichen Vorschriften bei Bedarf umgehend geleert werden können.
Parkplatzmanagement
Eine weitere wichtige Applikation im Gebäudeumfeld ist die Erfassung von Parkraum. Drucksensoren, eingebaut im Boden, erkennen die Fahrtrichtung von Fahrzeugen und damit auch die Platzbelegung von Parkplätzen.
Wartung von Motoren, Getrieben und Bremsen
In der Regel bevorzugen Facility Manger eine Frühausfallerkennung, da eine vorbeugende Wartung stets mit hohen Kosten verbunden ist. Mithilfe von Stromsensoren kann beispielsweise der Zustand eines Motors erkannt werden, über Temperatursensoren der Zustand von Getrieben und Bremsen. Hierzu wird der Strom- oder Temperaturverlauf kontinuierlich analysiert, der sich bei zunehmendem Geräteverschleiß ändern. Über geeignete Algorithmen kann die notwendige Gerätewartung dann bedarfsgerecht und rechtzeitig durchgeführt werden.
Anforderungen an die Sensorik und Konnektivität zum IoT
Ein geeignetes EnOcean IoT Gateway vernetzt Sensoren und Aktoren des EnOcean-Funkstandards über das Internet mit der Cloud. Mittels Internetprotokoll und geeigneten Middleware-Konnektoren können die batterielosen Funksensoren schnell und einfach mit Anwendungen im Internet verbunden werden und mit einer cloud-basierten Plattform wie IBM Watson, Amazon Echo, Microsoft Azure, Apple HomeKit, Google Home, Crestron, interagieren. Dieses Szenario ist die Grundlage für das Internet der Dinge. Mithilfe eines interoperablen Netzwerks lassen sich generierte Daten für die intelligente Geräte- und Gebäudesteuerung nutzen und das Facility-Management optimieren, aber auch völlig neue Dienstleistungen im Bereich der Gebäudenutzung realisieren. Wichtig ist, die umfangreichen Daten, die uns ein Gebäude mitteilen kann, mittels geeigneter Sensoren zu erkennen und geeignet zu nutzen. So können wir langfristig Abläufe und Prozesse optimieren, Kosten einsparen und die Energieeffizienz unserer Gebäude erhöhen. Und wie Sie sicher wissen: Viele Augen sehen mehr als zwei.
EnOcean GmbH
Dieser Artikel erschien in GEBÄUDEDIGITAL 1 2018 - 06.02.18.Für weitere Artikel besuchen Sie www.gebaeudedigital.de
