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Drehkreuz im smarten Gebäude

Lichtinfrastruktur als Basis von intelligenten Gebäuden

Im Rahmen einer Pilot-Installation in der eigenen Firmenzentrale nutzt Tridonic die bestehende Lichtinfrastruktur als Trägertechnologie.

Visualisierung der Systemarchitektur von „net4more“.

Thomas Moder, Segment Manager Controls & Connectivity bei Tridonic, erläutert das Pilotprojekt am Stammsitz Dornbirn.

 

Der Einsatz von intelligenten Gebäudetechnologien ist mit großem Potenzial verbunden. Im folgenden Artikel wird anhand eines beschriebenen Pilotprojektes verdeutlicht, wie die Lichtinfrastruktur eine große Stütze für Smart Buildings sein kann. Gleichzeitig gibt der Artikel Antworten auf die Fragen, was ein Smart Building auszeichnet und wann sich eine Investition in ein intelligentes Gebäude lohnt.

Das Thema Smart Building ist in aller Munde. Ein wesentlicher Grund dafür ist, dass mithilfe von intelligenten Technologien Energie eingespart werden kann: In Deutschland verursacht der Gebäudesektor (Wohngebäude sowie sogenannte Nichtwohngebäude, zum Beispiel Büros, Geschäfte und Verwaltungsgebäude) fast 40 % des gesamten Energieverbrauchs. Die eingesetzte Gebäudetechnik spielt eine zentrale Rolle bei der Reduzierung von Energiekosten. Der Einsatz von Sensorik erlaubt eine direkte Interaktion zwischen Technik und Gebäude. Das wiederum ermöglicht einen stärkeren Fokus auf die Nutzerbedürfnisse und bietet zum Beispiel in Bürogebäuden die Basis für optimierte Arbeitsbedingungen – so wächst das Wohlbefinden und die Produktivität. Dies spricht alles für eine Investition in ein smartes Gebäude.
Lichtinfrastruktur als Grundgerüst
Wie können Fachplaner ein Smart Building, in dem verschiedene Gewerke miteinander vernetzt und gesteuert werden, ideal realisieren? Drei Punkte sprechen dafür, die Lichtinfrastruktur als Grundgerüst zu verwenden: Licht ist in Gebäuden überall zu finden. Mit den passenden Sensoren werden Leuchten zum Drehkreuz des smarten Gebäudes. Eine Vielzahl von Daten kann über das Lichtnetzwerk generiert und weitergeleitet werden.
Um Leuchten miteinander zu vernetzen und darüber hinaus unterschiedliche Sensoren einzubinden, Daten zu erfassen und zu analysieren, hat der Technologiekonzern Tridonic „net4more“ entwickelt: eine offene IoT-Systemarchitektur, die updatebar ist und die Basis für zukünftige Anwendungen bereitstellt. Das System kommt ohne Gateways aus und basiert auf offenen Standards. So können Spezialisten aus unterschiedlichen Branchen effizient und einfach zusammenarbeiten und dem Endkunden eine Gesamtlösung anbieten, deren Wert über jenem von Einzellösungen liegt. Ein Vorteil der Lösung ist, dass sie flexibel skalierbar ist und sich somit in beliebig großen Bürokomplexen oder anderen Gebäudearten einsetzen lässt.
„net4more“ agiert im Smart Building wie ein flexibler Daten-Transporter: Integrierte Sensoren messen und erfassen automatisiert und regelmäßig bestimmte Daten, zum Beispiel das Helligkeitslevel, die Anwesenheit von Personen oder die Temperatur. Anhand der erfassten Daten können die Gebäudebetreiber die vorherrschenden Bedingungen kontinuierlich überprüfen und Maßnahmen treffen, falls die Ist-Werte vom Soll abweichen. Die Daten können bei Bedarf über die Link-Server API auch an BMS-Systeme zur Visualisierung oder an Servicepartner, zum Beispiel zur Raumnutzungsoptimierung oder Reinigungsplanung, übermittelt werden.
Praxistest eines Smart Buildings
Im Rahmen einer Pilot-Installation in der eigenen Firmenzentrale nutzt Tridonic die bestehende Lichtinfrastruktur als Trägertechnologie. Die Leuchten sind mit Sensoren ausgestattet und bilden gemeinsam ein Netzwerk, das an das Internet angebunden ist und in das sich weitere Geräte (Sensoren, Lichtpunkte, anderweitige Elektronik) gleichzeitig nahtlos integrieren lassen oder koexistieren. Die „net4more“-Toolbox fasst Komponenten wie LED-Treiber, Kommunikationsmodule, Sensoren und Kommunikationsinfrastruktur (Router, Switches) unter einer einheitlichen Plattform zusammen. Dafür verwendet die Toolbox sowohl kabelgebundene als auch drahtlose Übertragungswege für die Kommunikation zwischen den Leuchten, Sensoren und der IP-Infrastruktur. Die Energieversorgung erfolgt über herkömmliche Netzstromkabel oder Ethernet (Power over Ethernet). Für die Planung, Kommissionierung und Steuerung gibt es Apps. In der „net4more“-Cloud werden die erfassten Daten gespeichert sowie über eine Schnittstelle für Analyse- und Visualisierungszwecke zur Verfügung gestellt.
Transparente Visualisierung von Raum- und Gebäudedaten
Im Management Portal visualisiert das System die von den Sensoren erfassten Daten der Firmenzentrale anonymisiert, um Rückschlüsse auf einzelne Mitarbeiter zu verhindern. Grafiken stellen Parameter wie beispielsweise die Auslastung der Räume in Prozent, Temperaturwerte oder den Energieverbrauch der Leuchten dar. Sämtliche Werte werden regelmäßig in Cloud-Applikationen übertragen, dort analysiert und grafisch aufbereitet. Die ausgewerteten Daten dienen als Basis für Prozessoptimierungen. So kann Tridonic beispielsweise aus den Präsenzdaten detaillierte Profile über die Nutzung der verschiedenen Räume wie Büros, Konferenzräume oder Sektionen erstellen. Basierend darauf lassen sich gezielt Maßnahmen, wie zum Beispiel eine Anpassung der Raumtemperatur oder alternative Raumbelegungspläne, entwickeln. Möglich ist auch eine Fernwartung der integrierten Infrastruktur: Beispielsweise können Leuchten neu gruppiert und Beleuchtungseinstellungen sowie automatisierte zeitabhängige Schaltvorgänge angepasst werden.
Als zentrale Plattform liefert „net4more“ auch die Datenbasis für weitere, tie­fergehende Analysen: Partnerunternehmen können damit Applikationen für zusätzliche Anwendungsfälle entwickeln. Im Rahmen einer ersten kundenspezifischen Anwendung werden Parksensordaten über die Cloud-API in das Management Portal integriert, sodass die Auslas­tung des Firmenparkplatzes auf einen Blick sichtbar ist. So werden aus erfassten Daten fundierte Informationen, aus denen sich ein konkreter Nutzen ziehen lässt.

Bilder: Tridonic

www.tridonic.com


Was zeichnet ein Smart Building aus?
Unter „Smart Building“ versteht man eine Automatisierung der technischen Ausstattung von Zweckgebäuden. Die Gebäudetechnik steuert sich dadurch abhängig von der Intelligenz des Systems bis zu einem gewissen Grad selbstständig. Die vier Stufen der „Smartheit“:
Mindestanforderung an ein Smart Building ist, dass das Gebäude ad hoc auf seine Umwelt reagiert (Beispiel: Licht-Steuerung mithilfe eines Tageslichtsensors). Das System reagiert dabei auf Basis von Regeln, die der Mensch einspielt.
Nächste Stufe: Das Gebäude reagiert nicht nur ad hoc, sondern auch aufgrund von gesammelten Cloud-Daten. Dafür trainiert der Mensch das System mithilfe von vordefinierten Algorithmen.
Aktuell befinden wir uns auf dem Weg zur dritten Stufe, bei der eine gewisse Daten-Autonomie vorliegt: Das System generiert automatisch und selbstautomatisiert aus Erfahrung Wissen, lernt dabei und optimiert sich selbst (­Machine Learning).
Zukünftig werden Systeme auch eigenständig Anomalien erkennen und diese mit anderen Daten korrelieren. Auf dieser Grundlage erkennt das Gebäude nicht nur „Unregelmäßigkeiten“ im Betrieb und der Gebäudenutzung, sondern kann eine erste Ursachenanalyse betreiben und entsprechend mögliche Handlungsempfehlungen zur Fehlerbehebung oder Optimierung geben.

 


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