Game-Changer in der Gebäudeautomation?
Der Einsatz Künstlicher Intelligenz (KI) im Gebäudemanagement hat in den letzten Jahren rasante Fortschritte gemacht. Selbstlernende Algorithmen und Systeme analysieren Daten, erkennen Muster und führen Aufgaben selbstständig aus – und zwar in sämtlichen Phasen des Gebäudelebenszyklus.
KI-gestützte Anwendungen im Gebäudemanagement sind ein heiß diskutiertes Branchenthema, wenn es um die Zukunft einer möglichst nachhaltigen und kostenschonenden Gebäudeperformance geht. Angefangen bei Design und Konstruktion über Gebäudetechnik, Gebäudebetrieb und -wartung bis hin zu Rückbau und Entsorgung – mit innovativen KI-Tools können Prozesse und Systeme in fast allen Lebensphasen eines Gebäudes proaktiv unterstützt werden. Vor allem bei gewerblich genutzten Immobilien zahlt sich die Digitalisierung und intelligente Automatisierung ganzer Gebäude und Gebäudekomplexe aus: Laut einer aktuellen Studie der EnOcean Alliance, einem internationalen Zusammenschluss führender Unternehmen aus der Gebäude- und IT-Wirtschaft, seien dadurch Energie- und CO2-Einsparungen bis zu 30 % sowie reduzierte Raum- und Betriebskosten bis zu 40 % erzielbar. „Eine Verlagerung hin zu intelligenten Systemen bedeutet zunächst einmal, dass das Gebäude sich uns offenbaren kann, dass es physische Realität in Form digitaler Abbilder aufzeigt“, erklärt Andreas Mauer, Chief Architect bei Bosch Building Technologies. „Wir gewinnen Transparenz über die Leistung der Systeme wie Heizung, Lüftung und Kühlung, von denen wir ja wollen, dass sie möglichst effizient zusammenwirken.“
Manueller Engineeringaufwand sinkt
KI-basierte Softwarelösungen, deren Algorithmen beispielsweise Wetterdaten, Strompreise und Gebäudenutzung in Echtzeit analysieren, passen die Heizungs-, Klima- und Lüftungsanlagensteuerung situativ an und verwandeln damit Gebäude in selbstlernende Energiesysteme. Auf diese Weise wird nicht nur deren Energieverbrauch automatisiert und kostenoptimiert, sondern gleichzeitig auch der manuelle Engineeringaufwand reduziert. Dafür verantwortlich ist die vorausschauende Instandhaltung, die branchenintern auch „Predictive Maintenance“ genannt wird. Weil im Rahmen eines KI-gestützten Gebäudemanagements wichtige Sensordaten wie Temperatur, Feuchtigkeit oder Druck laufend überwacht und potenzielle Schwachstellen frühzeitig identifiziert werden, können Wartungsarbeiten besser geplant und teure Ausfallzeiten durch Reparaturen minimiert oder ganz vermieden werden. So können beispielsweise auch im Bereich der Brandmeldeanlagen auf Basis von Zeitserien immer wiederkehrende Fehlermeldungen erkannt und präzise Handlungsempfehlungen gemacht werden.
KI-gesteuerte Wärmepumpen erhöhen Energieeffizienz
Selbst Wärmepumpen lassen sich mit künstlicher Intelligenz effizienter betreiben, da fehlerhafte Geräteeinstellungen der Vergangenheit angehören und die Heizsysteme somit optimierter laufen können. Aktuell forscht das deutsche Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) an einer neuen Generation von intelligenten Wärmepumpen, die sich mithilfe von künstlichen neuronalen Netzen an ihre Umgebungsbedingungen anpassen, bei verändernden Bedingungen dazulernen und dadurch Energieeffizienz und Nutzerkomfort steigern. „Ein intelligenter KI-Wärmepumpenregler verwendet dabei eine digitale Abbildung des thermischen Gebäudeverhaltens zusammen mit einem echtzeitfähigen Optimierungsalgorithmus, um die Vorlauftemperatur der Wärmepumpe optimal zu regeln“, berichtet Projektleiterin Lilli Frison. Bis zum serienmäßigen Einsatz in der Praxis dürfte es laut Aussage der Fraunhofer-Expertin jedoch noch ein wenig dauern: „KI-Methoden müssen robuster und skalierbarer werden, um kostengünstig in einer Vielzahl unterschiedlicher Gebäude implementiert werden zu können.“
Mensch versus Maschine
Die ganzheitliche Vernetzung von Geräten, Anlagen und Systemen über Schnittstellen, Sensoren und Fühler ist das Herzstück einer intelligenten Gebäudesteuerung. Und dieser stehen heute viel mehr exponentiell wachsende Daten zur Verfügung als noch vor einigen Jahren. Obwohl die neuen auf digitalen Modellen basierenden Technologien durch automatisierte Auswertung und Analyse dieser Daten Prozesse beschleunigen und Arbeitsschritte verkürzen, bleibt Jens Wischmann, Geschäftsführer der Wirtschaftsvereinigung Gebäude und Energie (VdZ), dennoch gelassen: „KI ist besonders im Gebäudekontext sehr gut darin, Muster zu erkennen, Probleme zu identifizieren und Entscheidungen autonom zu treffen. Es ist jedoch nur ein Tool, keine ganzheitliche Lösung. Es braucht nach wie vor qualifizierte Fachkräfte, die die Probleme lösen, die KI identifiziert.“
Herausforderung Datenschutz
Ein zentraler Punkt für die Akzeptanz bzw. Einführung einer KI-gesteuerten Gebäudeautomation liegt sicherlich darin, dass sämtliche Gebäudenutzer in Kauf nehmen müssen, dass die Softwarehersteller erfahren, wann und wie welche Räume genutzt werden. Die gesammelten personenbezogenen Daten, welche eine sehr hohe Transparenz der Privatsphäre ermöglichen, rufen auch den Gesetzgeber auf den Plan. Eine DSGVO-konforme Verarbeitung der Nutzerdaten und der ab 2026 geltende AI Act der Europäischen Kommission werden wohl maßgeblich mitbestimmen, wie schnell sich neue KI-Technologien durchsetzen. Wischmann: „Es ist eben extrem wichtig, dass die Menschen verstehen, welche Daten gesammelt werden, wie sie verwendet werden und welche Kontrollmöglichkeiten sie haben.“
Wie KI die SHK-Branche unterstützt
Vorausschauende Wartung (Predictive Maintenance)
KI kann auf Basis der gesammelten semantischen Informationen systemrelevante Vorhersagen treffen. Sie identifiziert Muster und Trends, um zukünftige Ereignisse vorherzusehen, wie etwa potenzielle Ausfälle von Geräten, Anomalien oder optimale Wartungszeitpunkte.
Nachhaltiger Gebäudebetrieb
Die Verbrauchsdatenanalyse macht Muster und Trends im Energieverbrauch transparent – in Echtzeit und über längere Zeiträume hinweg. Auf dieser Basis können optimale Energieeinstellungen vorgeschlagen werden.
Proaktive Sicherheit
Intelligente Zutrittskontrollen und Videoüberwachung nutzen KI für eine proaktive und präzise Gewährleistung der Gebäudesicherheit. Von Kennzeichen-Erkennung und automatischer Schrankenöffnung bis hin zu Brandschutz und Zugangsberechtigungen.
Effizientes Flächenmanagement
Über einen längeren Zeitraum hinweg lernt und bewertet KI, wann und wie oft Räume genutzt werden. Entsprechend können Beleuchtung und HLK-Systeme angepasst werden, um den Energieverbrauch zu optimieren, ohne den Komfort der Nutzer zu beeinträchtigen.
Personalisierte Nutzererfahrung
Intelligente Gebäudetechnik kann sich auf die individuellen Bedürfnisse der Nutzer einstellen. Sie erkennt eine Person schon beim Eintritt in das Gebäude, weiß, wohin diese als nächstes gehen wird und welche Vorlieben sie bezüglich Helligkeit und Temperatur am Arbeitsplatz hat.
Optimiertes Energiemanagement
KI kann nicht nur die Heizung, sondern die gesamte Haustechnik steuern und auch das Energiemanagement übernehmen. Sie könnte beispielsweise das Zusammenspiel von Photovoltaikanlage, Wärmepumpe und weiteren elektrischen Verbrauchern im Haus sowie einem Elektroauto regeln und so den Eigenverbrauch des selbst erzeugten Solarstroms optimieren.
Unterschied zwischen KI- und Smart Home-Anwendungen
KI geht weiter als ein Smart Home. Eine Steuerung mit künstlicher Intelligenz funktioniert nicht nur automatisch, sie passt sich auch selbstständig an veränderte Bedingungen an.
