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Smarte Gebäude sind die Zukunft


Intelligente Automation für moderne Bauten

Die Heidelberger Bahnstadt ist die größte Passivhaussiedlung der Welt mit vielen Musterbeispielen für zeitgemäße Gebäudeautomation.

Mit prognostizierten Wachstumsraten von jährlich über 50 % bestehen glänzende Zukunftsaussichten für Smart-Home-Lösungen. Die intelligenten Gebäude werden komfortabler, sicherer und energieeffizienter – und vor allem immer leichter zu steuern, per Smartphone oder Sprachsteuerung. Damit verschiedene Geräte noch einfacher miteinander kommunizieren können, hat ABB den Online-Marketplace mozaiq mitgegründet. Er soll dazu beitragen, neue Potenziale zu erschließen.

Ein Auto rollt in die Einfahrt, das Garagentor öffnet sich automatisch. An der Haustüre geht die Beleuchtung in einer vorgewählten Lichtstimmung an, die Alarmanlage deaktiviert sich und im Wohnbereich erklingt Musik von der Spotify-Playlist. Was vor einigen Jahren wie eine Zukunftsvision erschien, wird bald vielerorts Normalität werden. Die steigende Verbreitung von intelligenter Gebäudeautomation für private und gewerbliche Immobilien lässt vielfältige Steuerungsfunktionen für Komfort, Lifestyle, Energieeffizienz und Sicherheit alltäglich werden: Beleuchtungsregie, Unterhaltungselektronik, Energieverbrauchsmessung, Temperatursteuerung, Anwesenheitssimulation, Bewegungsmelder, Türkommunikation, Beschattung. Dabei spielt es keine Rolle, ob es sich um ein Bürogebäude, ein Hotel, ein Krankenhaus oder ein Privathaus handelt.

Markt wächst rasant

Aktuelle Studien zeigen, dass Lösungen für Smart Buildings ein globaler Trend mit gewaltiger Substanz sind. Der Markt bietet ein sehr großes Wachstumspotenzial. Nordamerika ist die Region, in der Smart-Building-Lösungen am weitesten verbreitet sind. Ende 2016 waren 16,7 % aller Haushalte in Nordamerika laut einer Studie der Marktforscher von Berg Insight mit Smart-Home-Lösungen ausgestattet. Bis 2021 soll die Zahl der Smart Homes jährlich um 27 % wachsen. Das Marktvolumen wird laut der Studie um jährlich 22 % zulegen und 2021 einen Wert von 25 Mrd. Euro erreichen. Auf dem europäischen Markt, der auf diesem Feld noch deutlich weniger entwickelt ist, waren Ende 2016 erst 3,8 % aller Haushalte mit smarter Technologie versorgt. Dagegen sind die für Europa (EU28+CH+NOR) von Berg Insight prognostizierten Wachstumsschritte wesentlich größer als die für Nordamerika: Demnach wächst die Zahl der Smart Homes bis 2021 rasant mit jährlich 57 %; das Marktvolumen legt laut der Studie um jährlich 49 % zu und erreicht bis 2021 mit 20 Mrd. Euro fast das Niveau Nordamerikas.

„Um auf ganzer Breite Erfolg zu haben, müssen Smart-Home-Systeme auch für Nutzer ohne technische Kenntnisse bedienbar sein.“

Leicht zu bedienen

Entscheidende Bedeutung für die weitere Verbreitung von intelligenten Gebäudelösungen hat deren einfache, intuitive Bedienbarkeit. „Um auf ganzer Breite Erfolg zu haben, müssen Smart-Home-Systeme auch für Nutzer ohne technische Kenntnisse verständlich und bedienbar sein“, sagt Prof. Dr. Thorsten Schneiders von der Technischen Hochschule Köln. Prof. Schneiders und seine Arbeitsgruppe haben die Nutzung von Smart-Home-Systemen in einem groß angelegten Forschungsprojekt mit 120 Haushalten über zwei Jahre untersucht. Neben dem Komfortgewinn haben die Versuchsteilnehmer durch intelligente Heizungsregelung von einem um 30 % gesenkten Heizenergieverbrauch profitiert.

Sprachsteuerung kommt immer stärker

Smartphone-Apps stellen heute die wichtigste Schnittstelle und Bedienoption für Smart-Home-Lösungen dar. Axel Kaiser, Leiter Produktmanagement Gebäudeautomation bei ABB Busch-Jaeger, erläutert die Hintergründe: „Die Vorstellung des iPhones mit seiner Einfachheit, seiner Nutzerfreundlichkeit und dem App-Konzept vor mehr als zehn Jahren war auch ein wesentlicher Treiber für die Entwicklung von Smart-Home-Lösungen, die ähnlich mit den Nutzern kommunizieren.“ Als nächster Meilenstein und Trend für die nahe Zukunft zeichne sich ab, dass die Sprachsteuerung die führende Rolle übernehmen werde. Sie ist im Zuge von Alexa, Google Home & Co. in den vergangenen Jahren bereits in viele Haushalte eingezogen. Die Sprachsteuerung ermöglicht dem Nutzer eines smarten Gebäudes in Zukunft, verschiedene Geräte zu steuern, ohne dabei eine Vielzahl individueller Apps starten zu müssen.

mozaiq: Neue Plattform macht kompatibel

Um Smart-Home-Lösungen in Zukunft noch universeller zu machen, müssen alle Geräte und Systeme sich austauschen können. „Während Interoperabilität, also die Fähigkeit zur Zusammenarbeit zwischen Geräten verschiedener Hersteller, schon seit Jahrzehnten Industriestandard ist, gab es bei Smart Homes bisher nichts dergleichen“, sagt Axel Kaiser. „Das wird sich jetzt mit Online-Marktplätzen wie mozaiq ändern. ABB ist neben Bosch und Cisco eines der Gründungsmitglieder.“ Als ein offener und sicherer Marketplace wird mozaiq Produkte und Geräte mit allen Arten von Diensten verbinden und die Interoperabilität zwischen den Anbietern der Technologien ermöglichen. Die Cloud-to-Cloud-Lösung erfüllt wachsende Erwartungen an die Einfachheit der Systeme. Menschen, die in einem Smart Home leben, wollen sich beim Betrieb ihrer angeschlossenen Geräte nicht um die technische Kompatibilität kümmern müssen. Sie wollen die gesamte Palette von Dienstleistungen – vom Energiemanagement bis hin zur Sicherheit und Unterhaltung – per Knopfdruck über ihr Smartphone oder Tablet steuern können. „Wir wollen dahin kommen, dass die Technologie von Smart Homes und Smart Buildings für jeden anwendbar ist, ungeachtet des Alters und ohne besondere Fähigkeiten – so wie bei einer App auf dem Smartphone“, sagt Axel Kaiser. „Wenn die Technologie über mozaiq in einem weithin zugänglichen Format bereitgestellt wird, kann sie ihr ganzes Potenzial freisetzen.“

„Eine wesentliche Aufgabe für die Zukunft ist es, gewerkeübergreifend zu denken und zu arbeiten.“

Planer arbeiten zusammen

Ebenso wichtig wie ein gemeinsames technisches Format ist für die weitere Verbreitung von smarten Gebäudelösungen die planerische Zusammenarbeit. „Bisher versuchen manche Gewerke, ihr Gebiet zu verteidigen. Das ist der falsche Weg. Eine wesentliche Aufgabe für die Zukunft ist es, gewerkeübergreifend zu denken und zu arbeiten“, sagt Axel Kaiser. „Ein Lösungsansatz, der sich immer mehr durchsetzt, besteht in einer Gesamtplanung von Betreiberseite, die Use Cases definiert und erst danach Aufgaben für die Arbeitsebene definiert.“ Auf diese Weise bricht die traditionelle Gewerkeplanung immer mehr auf. Für die Ausführung entscheidend ist die Kompetenz, entsprechende Produkte verarbeiten zu können. „Die Schere im Arbeitsmarkt zwischen hochkompetenten Spezialisten für komplexe Gebäudelösungen und Generalisten für einfache Tätigkeiten geht immer mehr auf. Eine koordinierte Zusammenarbeit ist gefragt; die Baustelle wird industrieller und damit effizienter“, sagt Axel Kaiser.

Das Bedienelement ABB-tacteo KNX ist individuell konfigurierbar und reagiert berührungslos.

Zukunftssicher investieren

Das Produktportfolio von ABB wird in der Gebäudeautomation allen Anforderungen gerecht. Von gewerblichen und industriellen Gebäuden bis hin zu komfortablen Privathäusern: ABB bietet flexibles Design und Lösungen für individuelle Bedürfnisse. Zudem sind ABB-Produkte nachhaltig: „ABB steht für verlässliche, zukunftsfähige Technologie, die kontinuierlich weiterentwickelt wird“, sagt Axel Kaiser. „Die Investitionen unserer Kunden sind sicher, weil unsere Lösungen für Änderungen und Erweiterungen bereit sind.“ Innerhalb des vielfältigen Portfolios von ABB sind ABB-tacteo KNX, ClimaEco und ABB-secure@home aktuelle Highlights.

ABB-tacteo KNX ist ein individuell konfigurierbares Bedienelement für die intelligente Gebäudesteuerung in Hotels und gehobenen Wohnhäusern. Mit seiner kapazitiven KNX-Glas-Sensorik reagiert es berührungslos und erfüllt alle Ansprüche an ein modernes Design, erstklassige Qualität und vor allem höchsten Komfort: Jalousien, Beleuchtung, Heizung und Medien sowie Zutrittskontrollen sind ganz einfach steuerbar. Jedes Produkt ist individuell – so kommen Industrie 4.0 und Gebäudeautomation zusammen.

ClimaECO ist eine durchgängige Automatisierungslösung für Heizung, Lüftung und Klima (HLK) in Zweckgebäuden, die Raumautomatisierung und HLK-Primäranlagen nahtlos in ein System integriert. Damit sparen Bauherren, Planer und ausführende Unternehmen Zeit und Aufwand, während die Energieeffizienz in Gebäuden deutlich erhöht wird.

Mit ABB-secure@home ist im Wohngebäude alles unter Kontrolle. Das funkbasierte System schützt vor Einbrüchen und Diebstahl, aber auch vor Gefahren wie Feuer oder Wasser. Es ist leicht zu installieren – ohne Wände zu beschädigen – und kann einfach in ABB-free@home integriert oder als Einzellösung betrieben werden. So lassen sich im Alarmfall zum Beispiel die Lichter einschalten und die Jalousien hochfahren. Zudem ist das Zuhause auch von unterwegs immer im Blick: Das integrierte System lässt sich bequem über die ABB-free@home-App bedienen und von der Welcome-Innenstation aktivieren.

„Die Investitionen unserer Kunden sind sicher, weil unsere Lösungen für Änderungen und Erweiterungen bereit sind.“

Bei ABB in Bad Honnef sparen LED-Beleuchtung und KNX-basierte Steuerung pro Jahr 240.000 kWh Strom.

Zwei Drittel weniger Strom verbrauchen

Auch an eigenen Standorten setzt ABB in Sachen Gebäudeautomation Maßstäbe. In Bad Honnef wurde Anfang 2015 die 50 Jahre alte Beleuchtung in einer Produktionshalle gegen energiesparende LED-Technologie ausgetauscht und mit einer KNX-basierten Lichtsteuerung versehen, die die Hallenbeleuchtung tageslichtabhängig ändert und an das Nutzungsverhalten anpasst. Durch die Modernisierung konnten der Energieverbrauch von jährlich 240.000 kWh und damit auch die Stromkosten für die Halle um fast zwei Drittel gesenkt werden. Die Beleuchtungsoptimierung wirkt sich zudem positiv auf die Ergonomie der Arbeitsplätze aus. Die verbesserte Beleuchtungsstärke beugt Ermüdung und möglichen Fehlhaltungen an den Montagearbeitsplätzen vor.

Autark leben in Brütten

Komplett auf externe Energie verzichtet ein Projekt im Schweizer Brütten: das erste Mehrfamilienhaus der Welt, das sich vollständig selbst mit Energie versorgt. Die Energie, die die Bewohner zum Leben benötigen, wird aus Sonnenlicht vor Ort gewonnen. ABB-Produkte sind wichtige Komponenten im energieautarken Pioniergebäude. Im Sommer ist der tägliche Energiebedarf der neun Familien schon nach einer Stunde Sonnenschein gedeckt. Im Keller wandeln hierfür 26 ABB-Solarwechselrichter Gleichspannung aus den Solarmodulen, die Dach und Fassade bedecken, in Wechselspannung um und speisen Strom in das hausinterne Netz ein. Drei Energiespeicher sorgen für Zeiten ohne Sonne und den Winter vor: eine Lithium-Eisenphosphat-Batterie für drei bis vier Tage, ein Wassertankspeicher mit 250.000 l Fassungsvermögen als Heizungsvorsorge für den Winter und eine Power-to-Gas-Anlage, die Wasserstoff erzeugt, der gespeichert und bei Bedarf in einer Brennstoffzelle verbrannt wird. Neben sparsamen Elektrogeräten hilft das ABB-free@home-Haussteuerungssystem dabei, den Energieverbrauch der Bewohner möglichst klein zu halten. Verschiedene Funktionalitäten des Haussteuerungssystems reduzieren den Energieverbrauch und steigern zugleich den Komfort für die Bewohner – eine klassische Win-win-Situation.