Gebäude mit künstlicher Intelligenz und schier unendlichen Rechenkapazitäten neu denken

Nach dem Smart Home kommen intelligente Gebäude. Die digitale Steuerung ermöglicht unter anderem einen effizienten Umgang mit Ressourcen. Vieles von dem, was wie Zukunftsmusik klingt, ist heute schon möglich.

Autor Sarah-Indra Jungblut, 07.03.19

Kann in naher Zukunft ein Computer auf Basis offener Daten eine lukrative Lage in der Stadt vorhersagen, einen Kredit bei einer Bank aufnehmen, eine Baufläche erwerben, die Architektur des Gebäudes entwerfen, Baufirmen (Menschen oder irgendwann vielleicht auch Roboter) beauftragen, das Gebäude zu bauen, Anzeigen in Immobilienportalen aufgeben (oder ausgewählte Menschen direkt als Kunden kontaktieren), mit den Mieteinnahmen den Kredit zurückzahlen, mit geeigneter Technik Ressourcenverbrauch, CO2-Emissionen und Wartungskosten minimal halten und durch den Non-Profit-Ansatz die Miete so niedrig wie möglich halten? Das wäre eine große Disruption in der Gebäudeverwaltung – und ist nach Ansicht des Berliner Startups METR nicht unrealistisch.

Ok, ganz so weit sind wir noch nicht. Aber wir sind nahe dran! Eine kürzlich veröffentlichte Studie der Technologiestiftung Berlin betont: Die intelligente Gebäudetechnik hat Dank der Digitalisierung den Heizungskeller verlassen. Und meint damit: Schon jetzt können eine Vielzahl von Sensoren und Geräten als Teil des Internets der Dinge wichtige Daten über Gebäudesysteme liefern, die dann für eine intelligente Steuerung eingesetzt werden. Damit werden nicht mehr nur einzelne Haushaltsgeräte und Raumregelungen für Heizung und Licht miteinander vernetzt – Stichwort Smart Home – sondern ganze Gebäude oder Gebäudekomplexe werden intelligent. Dadurch können enorme Mengen CO2 und Ressourcen eingespart werden – und auch für die Nutzenden kann das einen konkreten Mehrwert bedeuten. Wie dieser aussieht? Das fängt bei der bedarfsgerechten Belüftung an und geht bis zum Austausch von Wärme und Energie mit dem Nachbarn als „Prosumer“. Für dieses sogenannte Prosuming ist ein offener Austausch von Gebäudedaten eine notwendige Voraussetzung: Wenn der Nachbar weiß, dass nebenan überschüssige Energie produziert wird, kann eine Vernetzung stattfinden und Strom auf Quartiersebene geteilt werden.

Warum das Ganze?

Gebäude, die dank modernster Technik ein Eigenleben entwickeln – das klingt für die einen vielversprechend, für andere eher unheimlich. Was also gewinnen wir dadurch, dass wir unsere Gebäude mit Hightech vollstopfen? Ein paar Zahlen zeigen deutlich den Bedarf von Veränderungen im Gebäudebereich: 40 Prozent der gesamten Primärenergie entfällt auf den Gebäudesektor. Der größte Teil davon landet in Form von Wärme in unseren Räumen: 2016 wurden in Deutschland rund 28 Prozent der gesamten Energie für Raumwärme verbraucht – der Anteil an erneuerbaren Energien daran betrug lediglich 16,7 Prozent. Das heißt im Umkehrschluss: Wenn wir unsere Klimaziele erreichen wollen, dürfen wir Gebäude mit ihrem enormen Energieverbrauch nicht vergessen: Eines der wichtigsten Ziele der Energiewende sollte sein, den Energieverbrauch von Gebäuden zu reduzieren. Experten gehen davon aus, dass alleine schon bis zu 30 Prozent Energie in Gebäuden eingespart werden könnten, wenn die bereits bestehenden haustechnischen Anlagen optimiert bzw. wenigstens nutzungspezifisch passend eingestellt werden. Und genau an dieser Stelle kann intelligente Technik enorme Dienste leisten.

Es kann also losgehen mit intelligenteren Gebäuden, oder nicht?

Damit aus einem Gebäude ein Smart Building wird, müssen technische Anlagen und Bauteile vernetzt sein, entweder miteinander oder mit dem Internet, und Prozesse digitalisiert werden. Im Unterschied zu einem Smart Home, in dem beispielsweise einzelne Haushaltsgeräte und Raumregelungen für Heizung und Licht über das Internet der Dinge (IoT) miteinander vernetzt sind, werden bei einem Smart Building in erster Linie die zentrale haustechnische Anlage und zusätzlich die Raum- bzw. Geräteregelungen vernetzt und können miteinander kommunizieren.

Doch natürlich gilt es noch einige Herausforderungen zu bewältigen, wie die Studie der Technologiestiftung Berlin hervorhebt :

  • Oftmals mangelt es noch an den Schnittstellen; viele Geräte lassen sich noch nicht ohne weiteres verbinden (Stichwort Interoperabilität der Komponenten und Systeme). Die eine große Lösung, bei der alles reibungslos und einfach mit „plug-and-play“ läuft, gibt es nicht.
  • Intelligente Gebäude sind noch selten. Selbst wenn neue Technik in das Gebäude einzieht, werden die Möglichkeiten der modernen Anlagen oft nicht oder nur schlecht genutzt.
  • Gebäude sind derzeit noch selten vernetzt. Für ein Sharing, zum Beispiel von Energie mit dem Nachbarn, ist gerade das aber notwendig.
  • Qualifizierte Fachkräfte, die all die neue Technik einbauen und betreuen können, sind Mangelware. Das gilt für Planer und Fachingenieure gleichermaßen wie für den Facharbeiter oder den Handwerker. Ganz vorne mit dabei sind die Branchen Mechatronik und Automatisierungstechnik, Energietechnik, Sanitär,- Heizungs-, und Klimatechnik.
  • Der wichtigste Sicherheitsaspekt bei der Digitalisierung von Gebäuden ist der Zugang zu den Daten, die hier erhoben werden. Dafür ist es unumgänglich, Nutzerrollen und Zugriffsrechte klar zu definieren und transparent zu kommunizieren.

Dass es einmal selbstfahrende Autos geben wird und jeder einen Mini-Computer in der Hosentasche mit sich herumtragen würde, hätte vor 20 Jahren auch kaum jemand geglaubt. Warum sollte es in Zukunft keine eigenständigen Gebäude geben, die Solarenergie vom eigenen Dach oder die des Nachbarn nutzen, wenn die Sonne scheint, bei Verschleiß per Mail einen Wartungstermin vereinbaren und die Raumtemperatur automatisch danach regulieren, wie viele Menschen sich darin aufhalten? Das Haus von morgen steuert sich selbst – und ist heute schon möglich!

Hier gibt es die ausführliche Studie der Technologiestiftung Berlin: „Smart Building

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