Sensoren verbinden, um intelligentere Gebäude zu schaffen

Die Augen und Ohren eines Gebäudes - seine elektronischen Sensoren - ermöglichen bereits klassischen Gebäudeautomationssystemen, Licht, Schatten und Raumklima zu steuern.

Das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) ermöglicht durch Vernetzung mit Multimedia, Haushaltsgeräten, Alarmanlagen, Aufzügen und Parkplätzen neue und effizientere Dienstleistungen. Jede dieser Disziplinen wird immer intelligenter und verleiht Services und Geschäftsmodellen neue Dimensionen.

Der EnOcean-Energy-Harvesting-Funkstandard wurde für die drahtlose Vernetzung von Gebäuden entwickelt.

Intelligentes Lichtmanagement

Neben Heizung, Lüftung, Klima und Beschattung spielt die Beleuchtung eine wichtige Rolle in der Gebäudeautomation. Es wird auch schlauer. Zum Beispiel können sich Leuchten an die Bedingungen in Haus, Büro, Einkaufszentrum oder Straße anpassen, abgestimmt auf Tageslicht oder Belegungsgrad.

Auch die dynamische Lichtsteuerung und die Anpassung des Lichts an den menschlichen Biorhythmus werden immer wichtiger. Die aktive Lichtregulierung kann sicherstellen, dass die Mitarbeiter während des Arbeitstages aktiv und motiviert sind.

Die Einführung der LED-Technologie hat eine enorme Transformation der Beleuchtung bewirkt. Grundlegende Änderungen in der Elektronik mussten entwickelt werden, um die neuen Leuchten effizient steuern und regulieren zu können. Anwesenheitssensoren ermöglichen beispielsweise das automatische Abschalten von nicht benötigten Leuchten. Dies ist besonders in Büroumgebungen sinnvoll, in denen nicht alle Bereiche ständig besetzt sind.

Lichtsensoren können die Helligkeit der Innenbeleuchtung an das verfügbare Umgebungslicht anpassen. Dies ist besonders vorteilhaft für Gebäude mit großen Glasfronten, wo viel Umgebungslicht verfügbar ist. Die Festlegung von maximalen Helligkeitseinstellungen für dimmbare Leuchten (Task-Tuning) vermeidet eine zu helle Beleuchtung von Bereichen und optimiert die Lichtstärke für einzelne Bereiche.

Andere Sensoren können Echtzeitdaten über den Zustand und die technische Gesundheit eines Gebäudes liefern. Stromsensoren messen den Energieverbrauch und die Energieeinsparung pro Leuchte, pro Etage und für das gesamte Gebäude. Bewegungssensoren erfassen Belegungsdaten und die Nutzung von Büroräumen, wodurch die wirtschaftliche Raumnutzung optimiert wird.

Ein System dieser Art kann auch einen Einblick in die Betriebsstunden und Nutzungshistorie von Beleuchtungssystemen geben, beispielsweise um den Wartungsprozess zu verbessern. Der Wartungsverlauf zeigt Ereignisse im System an, z. B. Stromspitzen, Spannungsabfälle, Geräte, die offline sind, und sporadische Probleme.

Verbundenes IoT

Das enorme Potenzial des IoT liegt in seinem interdisziplinären Einsatz von Sensoren. Beispielsweise kann ein Bewegungsmelder je nach Bedarf die Beleuchtung und das Raumklima steuern, um Energie zu sparen und die Sicherheit im Gebäude zu gewährleisten. Das Gleiche gilt für Fensterkontakte.

Der optimale Ansatz besteht darin, den Bewegungsmelder mit Fensterkontakten zu kombinieren, die vor Eindringlingen schützen und auch Fehlalarme durch offene Fenster verhindern. Wenn Fenster geöffnet werden oder wenn der Raum nicht besetzt ist, wird die Wärmezufuhr heruntergefahren und das Gesamtsystem in Verbindung mit Algorithmen optimiert, die das Benutzerverhalten lernen und abbilden.

Durch die Kombination mit Wetterdaten über das Internet kann beispielsweise rechtzeitig eine Warnung vor drohendem Regen gegeben werden, wenn Fenster offen gelassen werden.

Zusätzliche Intelligenz kann hinzugefügt werden, z. B. Lichtqualität (Intensität, Farbmischung), Temperatur, Feuchtigkeit oder Luftqualität.
All diese Daten können zentral im System gesammelt, zusammen mit anderen verfügbaren Umweltdaten aus dem Internet verarbeitet und an andere vernetzte Geräte und Disziplinen im Gebäude verteilt werden.

Das drahtlose und energieautarke IoT

Das Sammeln von zuverlässigen Sensordaten und das Kombinieren dieser Daten verbindet die physische mit der digitalen Welt. Das vernetzte System kann besser reagieren oder sogar völlig neue Dienste erstellen.

Drahtlose Sensoren werden zur Norm, denn sie bieten Flexibilität und können an der optimalen Stelle für die gewünschte Funktion im Raum platziert werden. Die wartungsfreien Sensoren sind auch für die Nachrüstung in Gebäuden geeignet.

Gerade bei den vielen Subsystemen und internationalen Standards gewinnen interoperable Sensorkonzepte zunehmend an Bedeutung.

Ein Ökosystem von mehr als 400 Unternehmen bildet die EnOcean Alliance. Diese Unternehmen sind der Idee verpflichtet, dass drahtlose und autarke Sensoren die Zukunft sind.

Das energieautarke IoT, bei dem Gebäude durch effiziente und vernetzte Automatisierung nachhaltig die Anforderungen der Zukunft erfüllen können, indem neue Dienstleistungen für täglich genutzte Gebäudebereiche realisiert werden.

Über den Autor

Armin Anders ist Vizepräsident für Business Development bei EnOcean