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Der Markt für intelligente Gebäude boomt, aber was sind intelligente Gebäude? und warum ist Technologie in Gebäuden wichtig? Es gibt viele Informationen über diese aufkommende Technologie, wenn man sich die intelligente Gebäude Definition ansieht. In einfachen Worten ist ein intelligentes Gebäude eine Immobilie, die mit Hilfe automatisierter Prozesse Prozesse wie Heizung, Lüftung, Klimatisierung, Beleuchtung, Sicherheit und andere Umweltsysteme als Reaktion auf die Belegung des Gebäudes oder äußere Bedingungen steuert.
Intelligente Gebäudesysteme, auch intelligente Gebäudesysteme oder IoT-Smart-Building-Systeme genannt, sammeln Daten von Sensoren, IoT-Geräten (Internet der Dinge) und Diensten vor Ort. Anhand dieser Daten passen sie die Ressourcen automatisch an sich ändernde Bedingungen an. Intelligente Gebäudesteuerungen können beispielsweise die Beleuchtung dimmen, wenn die Sonne scheint, oder die Luftzirkulation in Räumen erhöhen, wenn die Belegung zunimmt.
Durch die Fähigkeit intelligenter Gebäudelösungen, automatisch auf Veränderungen zu reagieren, wird es Gebäudemanagern ermöglicht, Ressourcen, Platz und Energie effizienter zu nutzen und gleichzeitig optimale Bedingungen für die Nutzer des Gebäudes zu schaffen.
In diesem Artikel wird erläutert, was ein intelligentes Gebäude ist. Es werden Beispiele für intelligente Gebäude Komponenten beschrieben und die Vorteile der Nutzung intelligenter Gebäudesysteme skizziert.
Der Einsatz von IoT-Lösungen für intelligente Gebäude wird durch eine Reihe von Faktoren vorangetrieben. Dazu gehören:
Intelligente Gebäudemanagementsysteme umfassen eine Reihe wichtiger Elemente:
Sensoren erfassen sowohl interne als auch externe Daten, die durch eine Intelligente Gebäudeverwaltung genutzt werden können, um fundierte Entscheidungen über die Nutzung von Raum, Energie oder Ressourcen zu treffen. Mit Sensoren werden Daten über Faktoren wie Innen- oder Außentemperatur, Lichtverhältnisse, Raumbelegung oder Luftqualität erfasst. Mit Umweltsensoren werden luftbasierte und sensorische Veränderungen überwacht, z. B. der Kohlenmonoxidgehalt, die Luftfeuchtigkeit oder die Partikelbelastung am Arbeitsplatz. Dies trägt zur Erhaltung einer gesunden Arbeitsumgebung und zur Verringerung des Risikos krankheitsbedingter Fehlzeiten bei.
Mithilfe von Analytik können Gebäudemanager Sensordaten überwachen und Daten in intelligente Gebäudemanagementprozessoren und IoT-Gebäudeautomatisierungssysteme einspeisen. Zur weiteren Verbesserung der Geschwindigkeit und Genauigkeit der Datenanalyse können Techniken der künstlichen Intelligenz eingesetzt werden. Die Analyse ist für die Erkennung von anormalem Verhalten und langfristigen Trends oder Veränderungen in intelligenten Gebäuden nützlich.
Damit ist sowohl die physische Hardware als auch die Software für intelligente Gebäude gemeint, die in intelligenten Gebäuden zum Einsatz kommt. Für die Steuerung von Elementen wie Heizung, Beleuchtung, Luftqualität oder Belüftung ist eine Vielzahl unterschiedlicher Produkte, Technologien und Systeme im Einsatz. Um den Anwendungsbereich intelligenter Gebäudetechnik zu erweitern, können intelligente Gebäudetechnologien auch mit Sicherheits- und Schutzsystemen wie Zugangskontrollsystemen oder Brandmeldern integriert werden.
Intelligente Gebäudesteuerungen sind mit Prozessoren ausgestattet, die Änderungen an intelligenten Gebäudekomponenten automatisieren. Gebäudeverwalter können intelligente Gebäudesteuerungen so programmieren, dass sie auf alle Änderungen reagieren, die durch Daten oder bestimmte Regeln ausgelöst werden. Beispielsweise können Prozessoren, mit denen die Beleuchtung in einem Geschäftsgebäude gesteuert wird, so programmiert werden, dass sie nur auf Änderungen während der Geschäftszeiten reagieren.
Eine weitere Schlüsselkomponente der intelligenten Infrastruktur sind Server, auf denen Datenbanken und Verwaltungssoftware laufen. Intelligente Gebäudeprodukte können auf Servern im Gebäude oder in der Cloud gehostet werden. Cloud-basierte Systeme bieten mehr Flexibilität und Potenzial für die IoT-Gebäudeautomatisierung, da Gebäudemanager über mobile Geräte von überall auf das System zugreifen und es verwalten können. Im Gegensatz dazu können Server vor Ort besser an die Bedürfnisse des jeweiligen Unternehmens angepasst werden.
IoT-Geräte nutzen das Internet, um Daten zu übertragen. Ein leistungsstarkes Netzwerk ist daher der Schlüssel zur Entwicklung und Umsetzung intelligenter Gebäude. Über zuverlässige Hochgeschwindigkeitsnetze werden alle Komponenten eines intelligenten IoT-Gebäudesystems miteinander verbunden, so dass Sensoren Daten übertragen und Prozessoren Signale senden können, die ohne Unterbrechung oder Verzögerung Änderungen in den Räumen des Gebäudes auslösen.
Heute gibt es viele Lösungen für intelligente Gebäude. Je nach den Zielen Ihres Gebäudes und Ihrer Organisation sind jedoch nicht alle notwendig. Bei der Planung intelligenter IoT-Gebäude für Gewerbeimmobilien sollten die Produkte eingesetzt werden, die den größten Einfluss darauf haben, dass die Effizienz verbessert wird, die Zusammenarbeit gefördert wird und ein sicherer Arbeitsplatz gewährleistet wird. Einige der gängigsten Technologien für intelligente Gebäude, die Manager bei der Erreichung dieser Ziele unterstützen können, sind:
Intelligente Beleuchtungslösungen mit Hilfe von Sensoren zum Ein- und Ausschalten der Beleuchtung in Abhängigkeit von der Anwesenheit von Personen. Die Beleuchtungssteuerung kann zur Maximierung des Tageslichtanteils und zur Senkung der Beleuchtungskosten mit automatischen Jalousien oder Tageslichtsensoren kombiniert werden. In einem intelligenten Bürogebäude würde die intelligente Lichtlösung so programmiert, dass die nicht sicherheitsbezogene Beleuchtung außerhalb der Bürozeiten auf ein Minimum reduziert ist. In einem intelligenten Mehrfamilienhaus wird die Beleuchtung nur in öffentlichen oder Gemeinschaftsräumen an die Umgebungshelligkeit oder an Sicherheitserfordernisse angepasst. Einige Gebäude mit mehreren Wohneinheiten könnten auch intelligente IoT-Lösungen für einzelne Wohneinheiten anbieten.
Intelligente Systeme für Heizung, Lüftung und Klimatisierung (HLK-Systeme) automatisieren die Steuerung von Heizungs‑, Lüftungs- und Klimaanlagen und passen die Temperaturen an die Belegung der Räume, die vorherrschenden Temperaturen und die Wettervorhersage an, um den Energieverbrauch zu steuern und ein angenehmes Raumklima zu gewährleisten.
Intelligente Fenster, die sich je nach Intensität des Sonnenlichts aufhellen oder abdunkeln, können zur Verringerung der Belastung der Beleuchtungs- und HLK-Systeme und zur Reduzierung von Blendung beitragen.
Bei Buchungssystemen für Besprechungsräume werden die Raumverwaltungssysteme mit den Kalendern der Mitarbeiter, internen Besprechungsplänen und geplanten Kundenbesuchen synchronisiert, so dass Gebäudemanager einen vollständigen Überblick über die Verfügbarkeit von Räumen erhalten. Durch die Integration von Buchungssystemen mit intelligenten Raumsteuerungs- und Zugangskontrollsystemen wird sichergestellt, dass Beleuchtung, Klimaanlage und Heizung nur dann eingeschaltet werden, wenn ein Raum belegt ist. Außerdem können nur Personen, die einen Raum gebucht haben, das Gebäude betreten.
Desktop-Management-Software ist für Hybrid-Büros unerlässlich, in denen die Nachfrage nach Arbeitsplätzen von Tag zu Tag schwankt. Mitarbeiter können Arbeitsplätze für geplante Besuche im Voraus reservieren oder nach freien Schreibtischen suchen, wenn sie unerwartet Besuch bekommen. In Verbindung mit einer intelligenten Zutrittskontrolle ermöglicht diese IoT-Gebäudeautomatisierung den Zutritt nur an Tagen und zu Zeiten mit genehmigter Reservierung.
Systeme zur vorbeugenden Wartung erkennen abnormale Muster in der Systemleistung und geben Wartungswarnungen aus, indem sie leistungsstarke Analysen und künstliche Intelligenz für Systemdaten nutzen. Das Gebäudemanagementpersonal wird in die Lage versetzt, Probleme zu beheben, bevor sie ausfallen oder zu Ausfallzeiten führen. Intelligente Gebäudesoftware und intelligente Gebäude-Apps, die zusätzliche Informationen über die Systemleistung liefern können, unterstützen sie dabei.
Intelligente Gebäudesysteme verbessern nicht nur das Umfeld einer Immobilie. Sie können auch zur Erhöhung der Sicherheit eingesetzt werden.
Durch die Verwaltung des Zugangs zu einem intelligenten Gebäude kann das Risiko des unbefugten Zutritts zu einem Gebäude verringert werden. Benutzer und autorisierte Besucher können über IoT-Anwendungen für intelligente Gebäude verschiedene Arten von Berechtigungsnachweisen für den Zugang zu Gebäudeeingängen oder Sicherheitstüren zu Sperrbereichen vorlegen, einschließlich mobiler und biometrischer Lösungen. Durch die Integration mit Smart Building-Anwendungen für die Reservierung von Tischen und Zimmern haben nur Mitarbeiter mit einer genehmigten Reservierung zu den von ihnen reservierten Daten und Zeiten Zugang zum Gebäude.
Die Daten aus den Zutrittssystemen liefern wertvolle Informationen über die aktuelle und vergangene Belegung als Input für die Umweltkontrollsysteme. Auf diese Weise können Gebäudemanager Umweltkontrollen in variabel genutzten Räumen, wie z.B. Besprechungsräumen, so programmieren, dass sie belegungsabhängig funktionieren.
Kommerzielle intelligente Sicherheitskameras können für einen 360-Grad-Blick auf die Sicherheit im gesamten Gebäude in die Zugangskontrolle und andere Sicherheitsprodukte wie Sensoren und Alarme integriert werden. Mit künstlicher Intelligenz ausgestattete Sicherheitskameras können so programmiert werden, dass sie auf ungewöhnliche Aktivitäten reagieren, indem sie Videobilder beim Erkennen ungewöhnlicher Bewegungen oder Verhaltensweisen aufzeichnen.
Intelligente Sensoren, z. B. zur Erkennung von Einbruch, Glasbruch oder Geräuschen, können ebenfalls in Sicherheitskameras integriert werden. Wird ein Fenster eingeschlagen oder eine Tür offen gelassen, aktiviert der Sensor die Kamera und alarmiert das Sicherheitspersonal zur Untersuchung des Vorfalls.
IoT-Gebäudeautomation kann auch zur Verbesserung der Leistung von Brandmeldern, Rauchmeldern oder Luftqualitätssensoren eingesetzt werden. Diese Sensoren können Schließsysteme aktivieren oder gesicherte Türen öffnen, wenn sie in Zugangskontrollsysteme in Bereichen mit Brand- oder Luftverschmutzungsrisiko integriert sind.
Sicherheitssensoren können auch für die automatische Aktivierung anderer Notfallmaßnahmen programmiert werden, wie z.B. die Benachrichtigung der Feuerwehr und der örtlichen Polizeibehörden.
Ein hohes Maß an Sicherheitskonvergenz ist für intelligente Gebäude unerlässlich. Die physische Sicherheit steht zwar an erster Stelle, aber durch den Einsatz intelligenter IoT-Lösungen für die Gebäudeautomation und die Verbindung einer größeren Anzahl von Geräten mit den Gebäudenetzwerken eröffnen sich neue Angriffsmöglichkeiten für Hacker. Da sowohl Maßnahmen zur physischen Sicherheit als auch zur Cybersicherheit für intelligente Gebäudelösungen wichtig sind, ist es unerlässlich, eine konvergierte Sicherheitsstrategie zu entwickeln, die es den Teams für physische Sicherheit und für Cybersicherheit ermöglicht, Informationen auszutauschen, Bedrohungen für intelligente Gebäudesysteme zu erkennen und wirksam darauf zu reagieren.
Daten gehören zu den Schlüsselkomponenten einer intelligenten Infrastruktur. Mit Hilfe von Daten können Ereignisse in intelligenten Gebäudesystemen identifiziert werden, z. B. die Belegung eines Raumes, das Betreten eines Gebäudes durch eine Person oder die Aktivierung eines Sensors aufgrund veränderter Bedingungen. Die intelligenten Gebäudedaten werden analysiert und können eine Reaktion auslösen. Beispielsweise wird die Beleuchtung oder die Klimaanlage eingeschaltet, eine Sicherheitskamera aktiviert oder das Gebäudemanagement benachrichtigt.
Die Daten können nicht nur für die Aktivierung der IoT-Steuerung von intelligenten Gebäuden verwendet werden, sondern auch für die Analyse der Nutzung von Einrichtungen oder anderer Trends, die die Grundlage für eine genaue Planung von Kapazitäten oder Ressourcen bilden. Auch für die Beweisführung bei Zwischenfällen sind Daten aus intelligenten Gebäudetechnologien eine wichtige Grundlage.
Intelligente Gebäudetechnologien können in ein neues Gebäude integriert werden. Sie können aber auch in bestehende Gebäude nachgerüstet werden. Mit diesem Leitfaden wird Ihnen geholfen, einen umfassenden Plan für intelligente Gebäude für Ihr Gebäude zu erstellen.
In der Planungsphase ist es wichtig, die Vorschläge mit allen Beteiligten zu teilen. Dazu gehören Eigentümer, Immobilien- und Gebäudemanager und Bewohner, um die Bedürfnisse und Prioritäten zu ermitteln. Obwohl es eine Vielzahl von Produkten für intelligente Gebäude gibt, die zur Verbesserung der Energieeffizienz und des Gebäudeumfelds beitragen können, ist es wichtig, die intelligenten IoT-Lösungen für Gebäude zu identifizieren und zu priorisieren, die den größten Nutzen bringen können.
Zur Vermeidung kostspieliger Fehler ist es auch sinnvoll, Technologie- und Sicherheitsexperten mit Erfahrung in der Planung intelligenter Gebäude zu Rate zu ziehen.
Ihr Basisplan für intelligente Gebäude sollte folgende Punkte umfassen:
Anzahl und Standort von Sensoren und IoT-Geräten
Neben den Kosten für die intelligenten Geräte sind in den Budgets für IoT-Lösungen für intelligente Gebäude auch die Kosten für die Installation, die Integration und die langfristigen Wartungs- und Aktualisierungskosten zu berücksichtigen, damit die Lebenszykluskosten berechnet werden können. Für die Bewertung des Nutzens der Lösung und die Berechnung der Investitionsrendite ist es wichtig, Metriken für die geplante Installation festzulegen.
Um als ein System zu funktionieren, müssen die Komponenten des intelligenten Gebäudesystems interoperabel und leicht integrierbar sein. Die Auswahl von Produkten und Systemen, die nach offenen Standards entwickelt und gebaut wurden, ist daher wichtig. Produkte für intelligente Gebäude sollten auch zuverlässig sein, um den täglichen Betrieb möglichst wenig zu stören.
Bei der Entscheidung, in welche Systeme der intelligenten Gebäudetechnik Sie investieren möchten, sollten Sie nach Lösungen Ausschau halten, die eine langfristige Flexibilität und die Möglichkeit zur Erweiterung oder Reduzierung des Umfangs bieten. Sie können Ihre Pläne später auf der Grundlage der Daten, die Ihre intelligenten Gebäudesysteme liefern, problemlos ändern. Intelligente Gebäudesysteme werden ständig weiterentwickelt. Daher können Sie Ihre Investition zukunftssicher machen, indem Sie von Anfang an Flexibilität in Ihre Planung einbeziehen.
Die intelligente Gebäudesoftware, die für die Verwaltung und den Betrieb des Systems erforderlich ist, kann vor Ort installiert oder in der Cloud gehostet werden. Die in der Cloud gehostete Software bietet mehr Flexibilität — sie ist skalierbar und kann aus der Ferne über mobile Geräte verwaltet werden, die mit dem Internet verbunden sind. Dadurch kann sich die Gebäudeverwaltung auf den Betrieb des Systems konzentrieren und Ausfallzeiten für die Wartung vor Ort minimieren.
Neue und vorhandene Systemkomponenten wie Beleuchtung, Heizungs‑, Lüftungs- und Klimaanlagen, Zutrittskontrolle und Sicherheitseinrichtungen sollten zusammen mit den entsprechenden Sensoren installiert und integriert werden. Ergänzende intelligente Gebäudetechnologien wie Sicherheitskameras und Bewegungsmelder sollten ebenfalls integriert werden, um die Gesamtleistung des Systems zu verbessern, wo immer dies möglich ist.
Die Systemkomponenten können über eine direkte Verkabelung, über Datennetzwerke oder über drahtlose Netzwerke mit dem intelligenten Gebäudemanagementsystem verbunden werden, wobei die Verkabelung die teuerste und die Stromversorgung die zuverlässigste Option ist. Direkte Verkabelung ist die teuerste Option und bietet nicht die Skalierbarkeit von Netzwerkverbindungen, ist aber normalerweise am zuverlässigsten.
Datennetze unterstützen eine effektive Zwei-Wege-Kommunikation zwischen Komponenten und Controllern und können mittels Power-over-Ethernet (PoE) die Stromversorgung übernehmen. Für einen konsistenten und zuverlässigen Betrieb muss das Netzwerk jedoch über eine gute Signalstärke im gesamten Gebäude verfügen.
Zur Interpretation der Sensordaten und zur automatischen Auslösung entsprechender Reaktionen sollte Analysesoftware in intelligente Gebäudeleitsysteme integriert werden. Administratoren sollten Regeln zur Steuerung der Reaktion festlegen, z. B. Tageszeitregeln für die Steuerung der Beleuchtung oder der Heizungs‑, Lüftungs- und Klimaanlagen in einem Bürogebäude. Die Integration von künstlicher Intelligenz in einzelne Komponenten oder in das zentrale Leitsystem kann die Genauigkeit und die Reaktionsfähigkeit weiter erhöhen, indem ungewöhnliche Muster oder Ereignisse erkannt werden, die eine Untersuchung oder ein Eingreifen erforderlich machen.
Intelligente Infrastruktur ist für die effiziente Verwaltung und den Betrieb der Gebäudetechnik auf einen sicheren Datenfluss angewiesen. Der Schutz der Infrastruktur und der Daten vor physischen oder Cyber-Angriffen, die das System gefährden könnten, ist daher von entscheidender Bedeutung. Eine integrierte Sicherheitsstrategie stellt sicher, dass sowohl die für die physische Sicherheit als auch die für die Cybersicherheit zuständigen Teams über potenzielle Bedrohungen informiert sind. Dies geschieht durch den Austausch von Sicherheitsdaten und die Harmonisierung der Abdeckung, um Lücken im Sicherheitsprofil zu vermeiden.
Gebäudeeigentümer und ‑verwalter müssen bei der Planung einer IoT-Lösung für intelligente Gebäude oder einer Anwendung für intelligente Gebäude in Zusammenarbeit mit einem Unternehmen für intelligente Gebäude eine Vielzahl von Faktoren in Betracht ziehen. Die intelligente Gebäudelösung sollte den Bewohnern bei gleichzeitiger Kostensenkung, Verbesserung der Energieeffizienz und Maximierung der Sicherheit eine sichere und gesunde Umgebung bieten.
Um sicherzustellen, dass Sie sich für eine Lösung entscheiden, die sowohl Ihren aktuellen als auch Ihren zukünftigen Anforderungen gerecht wird, ist es wichtig, dass Sie sich von einem Experten beraten lassen, um herauszufinden, welche intelligenten Gebäudetechnologien für Ihr Unternehmen am besten geeignet sind.
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