Intelligente Zonenverkabelung für Gebäude
Zurück in die Zukunft
Smart Buildings stehen vor mehreren Herausforderungen, darunter die Sicherstellung von Energieeffizienz, Nachhaltigkeit, zunehmende Vernetzung und IT-Sicherheit. Ein zentraler Aspekt dieser Entwicklung ist die Rolle moderner Technologien und die Schaffung attraktiver Arbeitsumgebungen. Der Artikel zeigt Trends und Herausforderungen auf, die das digitale Gebäude der Zukunft prägen werden.
Nach der Pandemie haben sich die Arbeitsgewohnheiten vieler Menschen verändert. Die Vorteile des Homeoffice werden geschätzt, was zur Folge hat, dass Büros vielerorts noch immer gering ausgelastet sind. Das ändert sich gerade, denn viele kleinere, mittlere und auch größere Unternehmen - darunter IT-Giganten wie Google oder Amazon - bringen ihre Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen wieder zurück in die Bürogemeinschaft. Um diese wieder stärker an den Arbeitsplatz zu binden, wollen die Unternehmen attraktive und moderne Umgebungen schaffen. Hier können Smart Buildings entscheidend beitragen, indem sie nicht nur effiziente, sondern auch benutzerfreundliche und gesundheitsfördernde Arbeitsbedingungen bieten. Bisher liegt der Fokus vieler Bürogebäude noch auf der betrieblichen Effizienz. Eine Umfrage von Navigant Research aus dem Jahr 2019 ergab, dass nur rund 10% der Gebäudeplaner die Nutzerzufriedenheit als Hauptmotiv angaben. Hauptsächlich ging es um Kostenersparnisse und Nachhaltigkeit. In der Zukunft müssen Smart Buildings aber mehr auf die physische und mentale Gesundheit der Nutzer achten.
Individuelle Nutzer und Umgebungen
Ein zentraler Punkt ist die Notwendigkeit, dass Smart Buildings sich individuell an Nutzer und Umgebungsbedingungen anpassen können. Ein einfaches Beispiel sind automatische Abschattungssysteme, die den Sonneneinfall regulieren, um die Arbeitsbedingungen zu verbessern und gleichzeitig die Klimaanlage zu entlasten. Doch moderne Lösungen sollten differenzierter vorgehen und gezielt Räume unberücksichtigt lassen, in denen Sonnenlicht erwünscht ist. Eine umfassende Sensorik im Gebäude ist nötig, um Umgebungsbedingungen in Echtzeit zu erfassen und darauf zu reagieren. Solche Szenarien ziehen technische Herausforderungen und IT-Sicherheit-Anforderungen nach sich - neben der Bereitschaft von Investoren in entsprechend höhere Anfangsinvestitionen.
Herausforderung Technik
Zu den größten Herausforderungen bei der Entwicklung von Smart Buildings gehört die technische Umsetzung. Es bedarf intelligenter Systeme, die in der Lage sind, große Datenmengen zu verarbeiten und darauf zu reagieren. Hier kommen auch künstliche Intelligenz (KI) und Mustererkennungsalgorithmen ins Spiel, um die gewaltigen Datenmengen, die von Sensoren erfasst werden, zu analysieren und die Steuerung des Gebäudes zu optimieren. Eine weitere zentrale Herausforderung liegt in der IT-Sicherheit. Da Smart Buildings zunehmend vernetzt sind, steigt das Risiko von Cyberangriffen. Intensive Tests und Sicherheitsmaßnahmen sind erforderlich, um die Systeme zu schützen. Hierbei spielt auch der digitale Zwilling eine Rolle, der eine virtuelle Nachbildung des Gebäudes darstellt, an der Änderungen risikofrei getestet werden können.
Zukunftsvision und Technologie
Obwohl es bereits hochintegrierte Smart Buildings - wie The Edge in Amsterdam oder The Cube in Berlin - gibt, sind viele der Technologien noch Zukunftsmusik. Planer und Architekten können jedoch bereits heute Gebäude so vorbereiten, dass diese auf zukünftige Anforderungen flexibel reagieren können. Dabei werden häufig die IT-Infrastrukturen in Neubauten vernachlässigt und ein Umdenken ist nötig, um Gebäude für zukünftige technologische Entwicklungen besser zu rüsten. Ein smartes Büro könnte z.B. eine zehnfach höhere Anzahl an Datenpunkten aufweisen als der heutige Standard. Die Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen in den Gebäuden bevorzugen häufig drahtlose Netzwerkverbindungen. Dabei sollte allerdings bedacht werden, dass drahtlose Lösungen nicht immer ausreichend stabil oder bandbreitenstark sind. Kritische Komponenten werden daher weiterhin auf kabelgebundene Verbindungen angewiesen sein. Eine herkömmliche Verkabelung mit einem zentralen Verteiler ist für Smart Buildings nicht mehr sinnvoll. Besser ist es, zukünftig eine intelligente Zonenverkabelung zu planen und zu installieren, bei der Glasfaser bis zu aktiven Zonenverteilern führen. Diese Verteilung reduziert Leitungsverluste und spart Kosten, indem sie kürzere Kabelwege ermöglicht. Diese technologische Umstellung erfordert zwar höhere Anfangsinvestitionen, amortisiert sich jedoch schnell durch die Einsparungen im Betrieb. Darüber hinaus ist der Nutzen für den Endanwender auf mittel- und langfristige Sicht enorm.
Effiziente Verkabelungslösungen
Panduit ist bekannt als Hersteller von passiver physikalischer Infrastruktur, insbesondere im Bereich der Verkabelung und der IT-Schranktechnik. In den letzten Jahren hat das Unternehmen jedoch auch intelligente Stromversorgungslösungen entwickelt. Darunter befinden sich unterbrechungsfreie Stromversorgungen, die speziell für verteilte Infrastrukturen in Gebäuden konstruiert wurden, sowie eine neuartige Gleichstromversorgung mit pulsierendem Strom, die höhere Leistungen als PoE (Power over Ethernet) über längere Strecken übertragen kann. Diese Pulsed-Power-Lösungen werden derzeit in Nordamerika eingesetzt und könnten zukünftig eine Schlüsselrolle in der Versorgung von Smart Buildings spielen.
Intelligente Zonenverkabelung
Zudem lassen sich PoE-Verluste reduzieren, wenn man eine intelligente Zonenverkabelung einführt. Statt einer herkömmlich strukturierten Verkabelung - mit Glasfasern nur zwischen den Stockwerken und Kupfer innerhalb der Etage - werden aktive Zonenverteilungen eingesetzt. Diese Zonenverteiler werden über Glasfaser hochperformant und redundant an einen zentralen Gebäudeverteiler angebunden. Die geringeren Leitungsverluste und die Kosteneinsparungen durch deutlich kleinere Kabelwege zum Endanwender sind groß und amortisieren die zusätzlichen Investitionen in aktive Technik schneller.
Wandgehäuse für Edge-Anwendungen
Als Beispiel für Edge-Anwendungen wie lokale, abgesetzte Switch-, IT- und Server-Systeme bieten die kompakten TrueEdge-Wandgehäuse von Panduit viel Platz. Bei der Entwicklung ist der Hersteller neue Wege gegangen: In den Lösungen lassen sich 6 bis 9 aktive Switch-, Server- oder Edge-Computing-Systeme mit einer Höhe von jeweils 1HE (Höheneinheit) vertikal montieren. Gleichzeitig können weitere Switches, PDUs (Power Distribution Unit) oder eine USV (Unterbrechungsfreie Stromversorgung) an den seitlich angebrachten Schienen befestigt werden. Das strukturelle Design des Schranks bietet somit Platz für bis zu 36" große aktive Geräte. Dabei hat das TrueEdge eine statische Belastbarkeit von 136kg (400 Pfund) und eine thermische Belastbarkeit von bis zu 4kW, wofür nur zwei Lüftersätze benötigt werden. Das Gehäuse für die vertikale Wandmontage ist in verschiedenen Größen erhältlich, so dass es an die Bedürfnisse des Benutzers angepasst werden kann und als eigenständiges Mikro-Rechenzentrum oder als Ersatz für einen Telekommunikationsraum dienen kann. Sie erhöhen auch den Wert von Edge-Anwendungen, indem sie die Geräte näher an den Benutzer bringen. Die Schränke haben ein modulares Design mit einer umkehrbaren Tür, die einen einfachen Zugang zu den Geräten ermöglicht. Für zusätzliche Sicherheit kann die Tür auf Wunsch mit einem Sicherheitsgriff versehen werden. Die einstellbaren Halterungen können entweder mit Käfigmuttern oder Gewindemuttern befestigt werden. Panduit bietet darüber hinaus weiteres Zubehör zur individuellen Anpassung an, wie z.B. ein Lüfter- oder Geräteschienen-Set. Die TrueEdge-Gehäuse für die vertikale Wandmontage wurden für die Zukunft innovativer Netzwerkverbindungen entwickelt und bieten eine sichere, flache und skalierbare Lösung für Umgebungen, in denen dies bisher nicht oder nur schwer möglich war. Die aus 16er Stahl gefertigten Gehäuse bieten einen robusten Schutz vor physischen Beschädigungen, um die Langlebigkeit der darin untergebrachten Geräte zu gewährleisten. Darüber hinaus erfüllen die Wandgehäuse den Standard UL 2416 für Audio-/Video-, IT- und Kommunikationstechnologie für Schrank- und Gehäusesysteme.
Erfassung von Energiemessdaten
Intelligente Power Distribution Units wie die neue G6-PDU-Serie von Panduit, die sich z.B. im Schrank oder dem TrueEdge einbauen lassen, liefern Gebäudemanagern umfassende und genaue Energiemessdaten. Somit kann man Ressourcen optimal nutzen, die Verfügbarkeit verbessern, die Effizienz des Stromverbrauchs messen und nicht zuletzt auch Initiativen für nachhaltigere Informationstechnologie vorantreiben. Die G6 PDU kombiniert den optimalen flachen Formfaktor ihrer Klasse mit verbesserter integrierter Intelligenz in einem essenziellen Stromverteilungsgerät für Datenschränke. Das flache Design verbessert die Luftzirkulation im Rack-Bereich, während die besondere Anordnung der Anschlussdosen eine höhere Packungsdichte von aktiven IT-Endgeräten im Rack ermöglicht. In diesem Zusammenhang ist die Qualität aller infrastrukturellen Komponenten von entscheidender Bedeutung. So arbeitet die neue Stromverteilungsleiste zuverlässig im Betriebstemperaturbereich von bis zu 60°C über längere Zeiträume und bei Volllast. Das aktuelle, moderne Design bietet ein Hot-Swap-fähiges Netzwerkmodul mit Power Share für einfache Upgrades und verfügt über ein gut sichtbares optisches LED-Display, zwei Sensoranschlüsse, einen seriellen Anschluss sowie Schnellzugriffs- und Navigationstasten. Darüber hinaus können über die beiden 1GB-Netzwerkanschlüsse bis zu 32 PDUs über eine eine IP-Adresse und einen Netzwerk-Switch miteinander verbunden werden. Darüber hinaus ist die G6-PDU mit den C13/15- und C13/C15/C19/C21-Kombinationssteckdosen kompatibel, die erweiterte Funktionen bieten. Die G6 PDUs stellen durch zusätzliche Sicherheitsprotokolle einen Fortschritt hinsichtlich der Cybersicherheit auf der Ebene der Rechenzentrumsgeräte dar. Im Einklang mit den aktuellen Nachhaltigkeitsanforderungen bietet die G6-PDU sehr präzise, abrechnungsfähige Messfunktionen z.B. zur Erfassung der Ströme und Verbräuche sowie benutzerdefinierbare Alarmschwellen und Benachrichtigungen. Anwender können sowohl vor Ort als auch unterwegs durch die komfortable Monitoring-Applikation, Stichwort BYOD (Bring Your Own Device) und Web-GUI (Graphical User Interface, grafische Benutzeroberfläche), noch besser und schneller auf die Zustandsdaten zugreifen. Damit lässt sich z.B. das Zugangsgerät erkennen oder der Bildschirm automatisch für verbesserte Anwenderfreundlichkeit adaptieren.
Fazit
Das smarte Gebäude der Zukunft entwickelt sich zunehmend von reinen Effizienzmaschinen zu nutzerzentrierten und technologisch hochvernetzten Umgebungen. Dabei müssen die Integration moderner IT-Infrastrukturen und die Berücksichtigung von Gesundheit und Wohlbefinden der Nutzer in den Mittelpunkt rücken. Gleichzeitig sind flexible, intelligente und sichere Systeme nötig, um den Anforderungen der Zukunft gerecht zu werden. Lösungen wie intelligente Zonenverkabelungs-Lösungen und Stromversorgungssysteme wie von Panduit spielen dabei eine wichtige Rolle.
Herausforderung Technik
Zu den größten Herausforderungen bei der Entwicklung von Smart Buildings gehört die technische Umsetzung. Es bedarf intelligenter Systeme, die in der Lage sind, große Datenmengen zu verarbeiten und darauf zu reagieren. Hier kommen auch künstliche Intelligenz (KI) und Mustererkennungsalgorithmen ins Spiel, um die gewaltigen Datenmengen, die von Sensoren erfasst werden, zu analysieren und die Steuerung des Gebäudes zu optimieren. Eine weitere zentrale Herausforderung liegt in der IT-Sicherheit. Da Smart Buildings zunehmend vernetzt sind, steigt das Risiko von Cyberangriffen. Intensive Tests und Sicherheitsmaßnahmen sind erforderlich, um die Systeme zu schützen. Hierbei spielt auch der digitale Zwilling eine Rolle, der eine virtuelle Nachbildung des Gebäudes darstellt, an der Änderungen risikofrei getestet werden können.
Zukunftsvision und Technologie
Obwohl es bereits hochintegrierte Smart Buildings - wie The Edge in Amsterdam oder The Cube in Berlin - gibt, sind viele der Technologien noch Zukunftsmusik. Planer und Architekten können jedoch bereits heute Gebäude so vorbereiten, dass diese auf zukünftige Anforderungen flexibel reagieren können. Dabei werden häufig die IT-Infrastrukturen in Neubauten vernachlässigt und ein Umdenken ist nötig, um Gebäude für zukünftige technologische Entwicklungen besser zu rüsten. Ein smartes Büro könnte z.B. eine zehnfach höhere Anzahl an Datenpunkten aufweisen als der heutige Standard. Die Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen in den Gebäuden bevorzugen häufig drahtlose Netzwerkverbindungen. Dabei sollte allerdings bedacht werden, dass drahtlose Lösungen nicht immer ausreichend stabil oder bandbreitenstark sind. Kritische Komponenten werden daher weiterhin auf kabelgebundene Verbindungen angewiesen sein. Eine herkömmliche Verkabelung mit einem zentralen Verteiler ist für Smart Buildings nicht mehr sinnvoll. Besser ist es, zukünftig eine intelligente Zonenverkabelung zu planen und zu installieren, bei der Glasfaser bis zu aktiven Zonenverteilern führen. Diese Verteilung reduziert Leitungsverluste und spart Kosten, indem sie kürzere Kabelwege ermöglicht. Diese technologische Umstellung erfordert zwar höhere Anfangsinvestitionen, amortisiert sich jedoch schnell durch die Einsparungen im Betrieb. Darüber hinaus ist der Nutzen für den Endanwender auf mittel- und langfristige Sicht enorm.
Panduit
Dieser Artikel erschien in GEBÄUDEDIGITAL 6 (November) 2024 - 08.11.24.Für weitere Artikel besuchen Sie www.gebaeudedigital.de
