Datenbasiert zum optimierten Betrieb
Die Optimierung des Gebäudebetriebs, insbesondere im Bestand, ist ein zentraler Baustein für eine nachhaltige und effiziente Energiezukunft. Durch den Einsatz cloudbasierter Softwarelösungen und künstlicher Intelligenz kann die Energieeffizienz von Portfolios nachhaltig, kostengünstig und ressourceneffizient verbessert werden. Durch die netzdienliche Steuerung von Anlagen und Systemen werden Gebäude so zu einem integralen Bestandteil intelligenter Stromnetze und zu einem wichtigen Motor der Energiewende.
Eine proaktive Betriebsführung ist das A und O im Gebäudemanagement. Durch kontinuierliche Analysen zur Verbesserung der Betriebsabläufe können innovative Betreiberteams und Facility Management vor allem die Ursachen und nicht nur die Symptome von Alarmen und Beschwerden beheben. Durch die zunehmende Komplexität und die gestiegenen Anforderungen an die Nachhaltigkeit von Gebäuden reicht eine rein manuelle Analyse und Behebung jedoch meist nicht mehr aus. Hinzu kommen Fachkräftemangel und sich ändernde Nutzeranforderungen. Um die Energieeffizienz und damit den Wert unserer von Immobilien zu sichern, bedarf es intelligenter Lösungen für eine automatisierte und bedarfsgerechte Betriebsführung.
Daten für die Betriebsoptimierung Sammeln
Die Verfügbarkeit und Speicherung jeglicher Trends von Datenpunkten aus Automationssystemen, Energiemessungen und zusätzlicher IoT-Sensorik kann durch die Anbindung des Gebäudes an eine Cloud-Plattform erreicht werden. Moderne Anlagen bieten bereits eine direkte Anbindung von Automationssystemen an solche Plattformen und auch für den breiten Gebäudebestand sind Cloud-Gateways in Form von Edge Devices, also kleinen vorkonfigurierten Industrie-PCs, und Datenloggern (Speichereinheiten zur Datenaufnahme) verfügbar. Neben den Vorteilen für das technische Monitoring ermöglicht eine Cloud-Plattform zahlreiche weitere Anwendungsfälle in Smart Buildings, so dass sie sich zunehmend als Standardgewerk der Gebäudeautomation etabliert.
Strukturieren
Auf die Betriebsoptimierung von Gebäuden spezialisierte Cloud-Plattformen bieten die Möglichkeit, die verfügbaren Betriebsdaten mit Hilfe von künstlicher Intelligenz teilautomatisiert zu digitalen Abbildern der einzelnen technischen Anlagen, der Gewerke und des gesamten Gebäudes zu strukturieren. Ein öffentlich dokumentiertes Datenmodell ist dabei ein zentraler Baustein und ermöglicht die Übertragung von Informationen sowohl aus digitalen Modellen der Planungsphase als auch deren Konvertierung in andere Modelle.
Analysieren
Die Analyse der Daten kann sowohl manuell als auch automatisiert durch Algorithmen erfolgen. Für eine effiziente manuelle Auswertung der Betriebsdaten stellen Cloud-Plattformen einfache und ortsunabhängig bedienbare Web-Oberflächen zur Visualisierung der Betriebsdaten zur Verfügung. Der Vorteil der manuellen Datenanalyse liegt in der Flexibilität und Anpassung der Analyse an das jeweilige Gebäude. Die Strukturierung der Daten in digitale Zwillinge unterstützt die manuelle Navigation durch die Menge der Betriebsdaten. Bei der automatisierten Analyse werden die in digitalen Zwillingen strukturierten Betriebsdaten nicht manuell, sondern mittels künstlicher Intelligenz (KI) ausgewertet. Die künstliche Intelligenz ist in der Regel eine Kombination aus regelbasierten und statistischen Algorithmen. Die Ergebnisse der Analysen sind über die Weboberfläche der Plattform einsehbar. Sie und stellen automatisierte Inspektionen des Gebäudebetriebs im Sinne eines technischen Monitorings dar. Betreiberteams und Facility Management können die Ergebnisse direkt nutzen, um den Gebäudebetrieb proaktiv zu verbessern. Insbesondere im Dauerbetrieb steht dem Betreiberteam damit ein intelligenter „digitaler Helfer“ zur Verfügung, der vollautomatisch ein permanentes Monitoring des gesamten Gebäudesystems übernimmt.
Optimieren
Einige Plattformen bieten zusätzlich die Möglichkeit, mittels KI direkten Einfluss auf den Gebäudebetrieb zu nehmen, um zuvor erkannte Optimierungsmaßnahmen direkt umzusetzen. So können Betreiberteams und Facility Management ähnlich einer Gebäudeleittechnik Regelparameter, Sollwerte, Heizkurven, Absenkvorgänge und Zeitpläne der TGA anpassen und darüber hinaus zusätzliche und erweiterte Regelstrecken über die Plattform aktivieren. Derartige Anpassungen des Automationssystems machen einen Großteil der Optimierungsmaßnahmen aus, diedurch das technische Monitoring identifiziert werden konntenen Optimierungsmaßnahmen aus. Diese Optimierungen können ohne Investitionen umgesetzt werden.
Praxisbeispiel ‚One Cologne‘
Mit der aedifion Cloud-Plattform hat das Betreiberteam des One Colognin Köln ein starkes digitales Tool an die Hand bekommen, das der ESG-Strategie des Eigentümers Rechnung trägt. Das Betreiberteam des One Cologne, ein 2019 revitalisiertes Bürogebäude im Zentrum Kölns, nutzt seit 2021 die Cloud-Plattform von aedifion, um der ESG-Strategie des Eigentümers AEW Invest GmbH Rechnung zu tragen. Das Objekt wurde 2021 Plug-and-Play auf die aedifion Cloud-Plattform aufgeschaltet, das heißt, die Technologie konnte ohne großen Aufand angeschlossen und sofort genutzt werden, Seither liefert sie und liefert seither insie in Echtzeit wichtige Daten. Die künstliche Intelligenz analysiert kontinuierlich die entstandene Datenbasis und identifiziert dadurch Potenziale zur Optimierung im Gebäudebetrieb. So liefert die Plattform neben passgenauen Handlungsempfehlungen zur Verbesserung der Gebäudeperformance auch Einblicke in die Anlagenfunktionalität. So wurden 28 % jährliche Betriebskostenersparnis (1,50 €/m²/a ) und 25 % jährlich vermiedene CO2-Emission (3,1 kg /m²/a) erzielt.
Demand Side Management
Ein Schlüsselelement der Gebäudeoptimierung ist das Demand Side Management (DSM) – eine Strategie, um den Stromverbrauch von Gebäuden aktiv zu steuern und an die fluktuierende Erzeugung aus erneuerbaren Energien anzupassen. Durch die intelligente Drosselung oder Erhöhung des Stromverbrauchs in Abhängigkeit von Marktsignalen trägt DSM dazu bei, Angebot und Nachfrage im Gleichgewicht zu halten, die Stromkosten zu senken und die Netzstabilität zu gewährleisten. Als Anreiz für die Verbraucher verpflichtet das „Gesetz zum Neustart der Digitalisierung der Energiewende“ alle Stromversorger in Deutschland, ab 2025 dynamische Stromtarife anzubieten. Diese Tarife sind direkt an den Spotmarktpreis der Strombörse gekoppelt. Durch den Einsatz intelligenter Cloud-Plattformen und Smart Meter in Gebäuden können Verbrauchsmuster ganzheitlich analysiert und der Strombezug an die Verfügbarkeit günstiger erneuerbarer Energien angepasst werden.
Das Flexibilisierungspotenzial von Gebäuden wird so zu einem zentralen Wettbewerbsfaktor im Hinblick auf Kosteneffizienz, Versorgungssicherheit und CO2-arme Energieversorgung. KI-basierte Cloud-Plattformen zur digitalen Betriebsoptimierung ermöglichen die dynamische Vernetzung verschiedener Gewerke im Gebäude und unterstützen Eigentümer bei der Potenzialanalyse und Planungsunterstützung. So entsteht ein intelligent gesteuertes Gebäude, das den Anforderungen zukünftiger Energiesysteme gerecht wird.
