Gebäude gelten immer noch als die größten Energieverbraucher. Wie die Gebäudeautomation zu Ressourcenschonung, Betriebssicherheit und Wirtschaftlichkeit beiträgt, erklärt Dipl.-Ing. Franz Rebmann, Technischer Referent des BTGA – Bundesindustrieverband Technische Gebäudeausrüstung e.V.
Herr Rebmann, was verändert sich im Gebäudebetrieb grundlegend, wenn Heizung, Lüftung, Beleuchtung, Sicherheitstechnik und weitere Systeme nicht mehr isoliert arbeiten, sondern digital miteinander vernetzt sind?
Franz Rebmann: Die Integration der einzelnen Gewerke in die Gebäudeautomation spielt eine zentrale Rolle bei der Transformation und Digitalisierung des Gebäudebetriebs. Erst durch die ganzheitliche Betrachtung und Verknüpfung von Beleuchtung, Beschattung, HLK-Technik (Heizung, Lüftung, Klima) und Raumbelegung lassen sich intelligente Szenarien realisieren, beispielsweise die automatische Nachtabsenkung, die Steuerung der Beschattungsanlage im Sommer- und Winterbetrieb oder die bedarfsgerechte Klimatisierung von Besprechungsräumen.
Ein wichtiger Aspekt bei der Planung und Umsetzung moderner Gebäudeautomation ist die Interoperabilität. Systeme müssen in der Lage sein, über standardisierte Protokolle wie KNX, BACnet oder Modbus miteinander zu kommunizieren. Nur so ist eine zukunftssichere und skalierbare Automationslösung gewährleistet.
Kurz gesagt: Die Raumautomation ist ein zentrales Element energieeffizienter und nachhaltiger Gebäude. Sie reduziert nicht nur den Energieverbrauch, sondern erhöht zugleich Komfort, Betriebssicherheit und Wirtschaftlichkeit. Richtig geplant und umgesetzt, amortisieren sich entsprechende Investitionen häufig bereits nach wenigen Jahren.
Dipl.-Ing. Franz Rebmann ist Technischer Referent beim Bundesindustrieverband Technische Gebäudeausrüstung (BTGA).
Foto: BTGA
Wo beginnt ein Smart Building – und wo endet reine Gebäudeautomation? Welche Kriterien müssen erfüllt sein, damit ein Gebäude tatsächlich als „smart“ bezeichnet werden kann?
Franz Rebmann: Ein Smart Building ist optimal auf die verschiedenen Nutzergruppen abgestimmt und unterstützt deren tägliche Abläufe und Prozesse. Die Räume bieten zu jeder Jahreszeit behagliche Bedingungen hinsichtlich Raumluftqualität, Raumtemperatur, Luftfeuchte und Beleuchtung. Die Parkplätze der Mitarbeitenden und Besucher sind idealerweise mit Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge ausgestattet. Der Zutritt zum Gebäude erfolgt auf Grundlage eines Sicherheitskonzepts, sodass Wartezeiten für die unterschiedlichen Besuchergruppen minimiert werden. Türen öffnen und schließen automatisiert; Sicherheitspersonal und Betreiber werden bei Störungen oder Abweichungen von definierten Sollwerten unmittelbar informiert. Gleichzeitig werden automatisch Tickets für die Bearbeitung von Störungen und Sollwertabweichungen generiert.
Darüber hinaus zeichnet sich ein Smart Building dadurch aus, dass Betriebs-, Nutzungs- und Energiedaten kontinuierlich erfasst, analysiert und ausgewertet werden. Auf dieser Basis können Prozesse optimiert, Ressourcen effizient eingesetzt und die Leistungsfähigkeit der Technischen Gebäudeausrüstung (TGA) nachhaltig verbessert werden.
Die „Smartness“ eines Gebäudes bezieht sich auf seine Fähigkeit, die sich ändernden Bedingungen im Zusammenhang mit dem Betrieb technischer Gebäudesysteme, der externen Umgebung (einschließlich der Stromnetze) und den Anforderungen der Gebäudenutzer effizient zu erfassen, zu interpretieren, zu kommunizieren und aktiv zu reagieren. Die Bewertung der „Smartness“ über alle Gewerke erfolgt mit dem Smart Readiness Indikator (SRI).
Sensoren und vernetzte Anlagen erzeugen große Mengen an Daten. Welche Informationen sind für Betreiber tatsächlich relevant, um Kosten zu senken, Energie zu sparen oder den Betrieb effizienter zu organisieren?
Franz Rebmann: Für Betreiber sind vor allem solche Daten relevant, die konkrete Rückschlüsse auf Energieverbrauch, Anlagenzustände, Raumnutzung und Betriebsqualität erlauben. Dazu gehören insbesondere Energie- und Medienverbräuche, Betriebszeiten technischer Anlagen, Temperatur- und Luftqualitätswerte, Belegungsdaten sowie Stör- und Wartungsinformationen.
Bereits beim Erstellen der Nutzervorgabe werden die erforderlichen Rahmendaten und Informationsbedarfe definiert. Sie bilden die Grundlage für Planung, Ausführung, Dokumentation, Inbetriebnahme und Betrieb des Gebäudes – einschließlich der Übergabe und Schulung des Betreiberpersonals bzw. des Facility Managements.
Die Nutzervorgabe legt unter anderem die angestrebten Effizienzklassen, das Messkonzept, die Struktur der IT- und Automationsnetzwerke und die Anforderungen an den späteren Betrieb des Gebäudes bzw. der Anlagen fest. Nur wenn die relevanten Daten systematisch erfasst und ausgewertet werden, können Einsparpotenziale identifiziert und Betriebsprozesse kontinuierlich optimiert werden.
Building Information Modeling (BIM) ist eine geeignete Methode, um über die gesamte Lebensdauer eines Gebäudes die erforderlichen Daten zur Verfügung stellen zu können.
Bei Neubauten lässt sich digitale Infrastruktur frühzeitig einplanen. Wie kann die Transformation zum Smart Building bei bestehenden Gebäuden gelingen, deren technische Anlagen teilweise Jahrzehnte alt sind?
Franz Rebmann: Bei bestehenden Gebäuden werden zunächst die vorhandenen Anlagen und die verfügbare Dokumentation erfasst, überprüft und bewertet. Gemeinsam mit dem Investor und den Nutzern wird anschließend – analog zu einem Neubauprojekt – eine Nutzervorgabe erstellt und die Projektziele werden definiert.
Vorhandene Automationssysteme werden analysiert und hinsichtlich ihrer Integrations- und Modernisierungsfähigkeit bewertet. Bereits installierte Gebäudeautomationssysteme können ausgelesen und beispielsweise auf Basis des BACtwin-Modells strukturiert und dokumentiert werden. Dadurch lassen sich Bestandsanlagen schrittweise modernisieren und in eine übergreifende Smart-Building-Strategie integrieren.
Bei der Ausführung von Maßnahmen in bestehenden Gebäuden kann auch auf funkbasierte Technologien zurückgegriffen werden, beispielsweise LoRaWAN. Solche Technologien können in die Gesamtlösung integriert werden und minimieren den Verkabelungsaufwand in den Räumen.
Je stärker Gebäude vernetzt sind, desto größer wird auch die Gefahr für Cyberangriffe. Welche Bedeutung hat die IT-Sicherheit inzwischen für den klassischen Gebäudebetrieb?
Franz Rebmann: Das Thema „Cybersicherheit“ gewinnt durch Smart Buildings, den Einsatz von Cloud-Lösungen und das Internet of Things (IoT) auch in der Gebäudetechnik und -automation zunehmend an Bedeutung. Der Cyber Resilience Act (CRA) ist eine europäische Regelung, die die Sicherheit und Widerstandsfähigkeit digitaler Produkte und Systeme stärken soll – einschließlich von Gebäudeautomationssystemen. In einer zunehmend vernetzten Welt ist es unverzichtbar, Steuerungs- und Automationssysteme vor Cyberangriffen zu schützen, um einen sicheren und zuverlässigen Betrieb von Gebäuden zu gewährleisten. Der CRA verpflichtet Hersteller und weitere Marktakteure dazu, angemessene Sicherheitsmaßnahmen umzusetzen, regelmäßige Sicherheitsupdates bereitzustellen und bekannte Schwachstellen zu beheben. Für Betreiber bedeutet das, dass IT-Sicherheit zu einem integralen Bestandteil des Gebäudebetriebs geworden ist.
Sichere, verschlüsselte Kommunikationsstandards für die Gebäudeautomation wie BACnet/SC helfen, die grundlegenden Sicherheitsanforderungen des CRA an vernetzte Komponenten zu erfüllen.
Steigende Energiepreise, Klimaziele und neue Anforderungen an die Nachhaltigkeitsberichterstattung erhöhen den Druck auf Unternehmen. Welche Rolle können Smart Buildings dabei spielen, Energie- und Betriebsdaten belastbar zu erfassen und nachzuweisen?
Franz Rebmann: Das Gebäudemodernisierungsgesetz (GModG) gibt mit § 56 ab 1. Januar 2027 gesetzliche Anforderungen zur Implementierung von Gebäudeautomation bereits ab einer Leistung von 70 kW bei Heizungs-, Klima- oder Lüftungsanlagen vor.
Die Energiewende ist auch eine Gebäudewende. Sie verändert die Anforderungen an Gebäude grundlegend. Energieeffizienz, Transparenz und Nachhaltigkeit stehen dabei im Mittelpunkt. Die Gebäudeautomation ist dafür ein zentrales Werkzeug. Sie vernetzt die Technische Gebäudeausrüstung zu einem „System of Systems“: Verschiedene Gewerke kommunizieren über standardisierte Schnittstellen, tauschen Daten aus und ermöglichen einen optimierten und energieeffizienten Betrieb. Durch die automatische Erfassung und Auswertung von Betriebs- und Verbrauchsdaten lassen sich Energieströme transparent analysieren, unnötige Energieverbräuche identifizieren und gezielt Optimierungsmaßnahmen umsetzen. Das reicht bis hin zu KI-gestützten Funktionen wie Lastprognosen, automatisierter Betriebsoptimierung und prädiktiver Wartung. Smart Buildings schaffen damit die notwendige Datengrundlage für Energieeffizienzmaßnahmen, Nachhaltigkeitsberichte und ESG-Nachweise.
Wenn die technischen Möglichkeiten bereits vorhanden sind: Warum ist der flächendeckende Einsatz von Smart-Building-Lösungen noch keine Selbstverständlichkeit? Sind es vor allem Kosten, fehlende Standards, Fachkräftemangel, bestehende Gebäude oder organisatorische Hürden?
Franz Rebmann: Kosten, fehlende Standards, Fachkräftemangel und bestehende Gebäude sind zwar relevante Herausforderungen. Häufig scheitert der flächendeckende Einsatz von Smart-Building-Lösungen jedoch an Defiziten im Projektablauf und an einer unzureichenden Abstimmung der Beteiligten. Für die Planung und Umsetzung von Smart-Building-Lösungen empfiehlt sich daher folgendes Vorgehen:
Frühzeitige Einbindung aller Beteiligten: Alle relevanten Akteure, einschließlich Architekten, Fachplanern, Bauherren, Betreibern und Facility Managern, sollten frühzeitig in den Planungsprozess eingebunden werden. Das verbessert Kommunikation und Koordination.
Ganzheitliche Planung: Eine gewerkeübergreifende Planung ist entscheidend. Alle technischen Systeme und ihre Schnittstellen müssen von Beginn an berücksichtigt werden, um eine optimale Integration sicherzustellen.
Nutzung von BIM: Building Information Modeling (BIM) kann den Planungsprozess erheblich verbessern, da Gebäude und technische Systeme digital abgebildet werden. Das erleichtert die Zusammenarbeit und erhöht die Planungsqualität.
Standardisierung und Modularität: Planung und Implementierung werden vereinfacht und die Flexibilität erhöht, wenn standardisierte und modulare Komponenten eingesetzt werden. Gleichzeitig werden zukünftige Erweiterungen und Anpassungen erleichtert.
Qualitätssicherung und Tests: Regelmäßige Qualitätssicherungsmaßnahmen und Tests während der Planungs- und Bauphase helfen dabei, Fehler frühzeitig zu erkennen und zu beheben.
Schulung und Weiterbildung: Alle am Projekt Beteiligten sollten kontinuierlich qualifiziert werden, damit aktuelle Technologien und Methoden fachgerecht eingesetzt werden können.
