Energieverbrauch in Gebäuden transparent machen

Nachhaltigkeit und Energieeffizienz haben in den vergangenen Jahren deutlich an Bedeutung gewonnen. Davon profitieren verschiedenste Bereiche, so steht unter anderem auch die Gebäudeautomation im Fokus. Wenig Wunder, hat moderne Gebäudeautomation doch das Potenzial, den Energieverbrauch in heimischen Gebäuden erheblich zu reduzieren und gleichzeitig den Komfort und die Sicherheit zu erhöhen. Und das nicht nur im privaten Wohn-Sektor. In Gewerbe- und Industriebauten könnten Studien zufolge durch die Nachrüstung von Systemen zur Gebäudeautomation im Durchschnitt über 40 Prozent thermische und bis zu 25 Prozent elektrische Energie eingespart werden.
So kommt eine Studie von Waide Strategic Efficiency beispielsweise für den Fall, dass die Anforderungen der Gebäudeautomation der EPBD 2018 (Energy Performance of Buildings Directive) im Nichtwohngebäudesektor umgesetzt werden, zum Schluss, dass dadurch Einsparungen an Primärenergie von europaweit jährlich 14 Prozent umgesetzt werden können. 
Gebäude sind auch in Österreich für einen erheblichen Teil des Energieverbrauchs im Land verantwortlich und dieser Verbrauch hat wiederum erhebliche Auswirkungen auf die Umwelt. Die Reduzierung des Energieverbrauchs in Gebäuden ist dabei nicht nur eine Möglichkeit, den CO2-Ausstoß zu verringern, sondern auch, die Betriebskosten zu senken und die Energieversorgung nachhaltiger zu gestalten. „Der Gebäudesektor ist ein wesentlicher Hebel um Österreich bis 2040 klimaneutral zu machen. Umfassend sanieren bedeutet einen großen Schritt in Richtung Klimaschutz zu machen, die Versorgungssicherheit voranzutreiben und die regionale Wirtschaft zu stärken“, betont beispielsweise Klimaschutzministerin Leonore Gewessler. „Durch die Verbesserung der Energieeffizienz unserer Gebäude tragen wir nicht nur zur Reduktion der CO₂-Emissionen bei, sondern wir machen uns auch unabhängiger von unsicheren Rohstoffimporten“, ergänzt Bernd Vogl, seines Zeichens Geschäftsführer des Klima- und Energiefonds.

Mittlerweile gibt es zahllose Technologien, die es ermöglichen, den Energieverbrauch in Gebäuden zu reduzieren, ohne den Komfort oder die Funktionalität einzuschränken. Gebäudeautomation gewinnt – als eine dieser Technologien - immer mehr an Bedeutung. Gebäudeautomation, auch als „Gebäudemanagementsystem“ bekannt, umfasst die Integration von verschiedenen technologischen Komponenten, um Gebäude effizienter zu betreiben. Diese Systeme nutzen Sensoren, Aktoren und intelligente Software, um die Steuerung von Beleuchtung, Heizung, Belüftung, Klimatisierung und anderen Anlagen zu optimieren. Sie ermöglichen auch die Fernüberwachung und -steuerung, was die Effizienz weiter steigert. Gebäudeautomation zielt darauf ab, Energieverschwendung zu minimieren, den Komfort der Nutzer zu maximieren und die Sicherheit zu erhöhen. Dies geschieht durch die Automatisierung von Prozessen und die Bereitstellung von Echtzeitdaten, die es Installateuren ermöglichen, fundierte Entscheidungen zu treffen.
Im Rahmen dessen bietet die Gebäudeautomation eine Vielzahl von Möglichkeiten zur Energieeinsparung. Etwa eine intelligente Regelung der Raumtemperatur. Die Heizung, Belüftung und Klimatisierung ist in der Regel für einen erheblichen Teil des Energieverbrauchs eines Gebäudes verantwortlich. Die Automation ermöglicht hier eine präzise Steuerung der Systeme, basierend auf Faktoren wie der Anzahl der Personen im Raum, der aktuellen Außentemperatur und der Tageszeit. Dadurch wird vermieden, dass Räume übermäßig beheizt oder gekühlt werden, was zu erheblichen Energieeinsparungen führt.
Die Beleuchtung ist ein weiterer wichtiger Faktor im Energieverbrauch von Gebäuden. Gebäudeautomation ermöglicht eine Automatisierung der Beleuchtung, indem sie das Licht entsprechend den natürlichen Lichtverhältnissen anpasst und sicherstellt, dass Licht nur in genutzten Bereichen eingeschaltet ist. Ferner kann die Beleuchtung in Bereichen, in denen niemand anwesend ist, automatisch ausgeschaltet werden. Dies trägt erheblich zur Reduzierung des Energieverbrauchs bei. Gebäudeautomation ermöglicht es zudem, den Energieverbrauch zu überwachen und zu steuern, um Lastspitzen zu vermeiden. Dies ist besonders wichtig in Spitzenlastzeiten, wenn der Energieverbrauch in der Regel höher ist und die Stromkosten steigen. Durch die Reduzierung des Energieverbrauchs in diesen Zeiten können Kosten eingespart werden.

Darüber hinaus ist es mittels entsprechenden Systemen möglich, den Energieverbrauch in Echtzeit zu überwachen und zu analysieren. Dadurch kann der Energieverbrauch im Laufe der Zeit verfolgt, Trends erkannt und gezielte Maßnahmen zur Verbesserung der Effizienz ergriffen werden. Gerade diese Transparenz in Bezug auf den Energieverbrauch ist ein wichtiger Schritt zur Energieeinsparung.
Moderne Gebäudeautomationssysteme sind zudem in der Lage, sich an die sich ändernden Bedingungen anzupassen. Sie lernen aus dem Nutzer*innenverhalten und optimieren ihre Einstellungen kontinuierlich, um den Komfort zu maximieren und gleichzeitig den Energieverbrauch zu minimieren. Dieses adaptive Energiemanagement trägt erheblich zur Energieeffizienz bei.
Die Energieeinsparungen sind allerdings nur ein Aspekt der Vorteile, sich durch Gebäudeautomation bieten. So lässt sich etwa der Komfort der Nutzer*innen erheblich steigern, wie die Hersteller der Systeme versichern. Indem beispielsweise sicherstellt werde, dass die Raumtemperatur angenehm, das Licht passend und die Belüftung optimal eingestellt sei. Dadurch wird ein besseres Raumklima geschaffen, welches sich wiederum positiv auf die Produktivität und das Wohlbefinden der Menschen auswirkt.
Zudem lässt sich mittels Gebäudeautomation auch die Sicherheit erhöhen. So können Brandmeldeanlagen, Einbruchsalarme und Videoüberwachungssysteme integriert werden. Die automatisierte Beleuchtung kann außerdem dazu beitragen, potenzielle Gefahrenbereiche gut auszuleuchten. Gerade die langfristigen Betriebskosten können durch Gebäudeautomation mitunter erheblich gesenkt werden. Dies geschieht nicht nur durch die Reduzierung des Energieverbrauchs, sondern auch durch die Optimierung der Wartungsprozesse. Gebäudeautomationssysteme können frühzeitig auf Probleme hinweisen, wodurch sich teure Ausfälle verhindern lassen.

„Ein smartes Gebäude weiß dank entsprechender Sensorik und den damit generierten Daten, was in ihm und rundherum passiert, eine übergeordnete künstliche Intelligenz passt den Gebäudebetrieb je nach definierten Zielvorgaben automatisch an“, erläutert Gerald Schweiger von der TU-Graz. Der Fachmann forscht am Institut für Softwaretechnologie der TU Graz an intelligenten Energiesystemen. „Was als Smart Building bezeichnet wird, grenzt zum Teil schon an Etikettenschwindel.“ Vielfach, so der Fachmann, würden sich „die Dinge“ zu einfach vorgestellt, mitunter mit den Ideen gerne auch „die Realität“ überholt.
„In Wahrheit sind wir bisher nicht so weit wie das manche glauben oder vorgeben; im Bereich der Forschung und Entwicklung gibt es noch viele offene Fragen.“ Um diese zu beantworten, wird unter realen Bedingungen am Campus Inffeldgasse der TU Graz geforscht. Als „Innovation District Inffeld“ sei der Campus eine Art Living Lab für Energiesysteme der Zukunft. Einen Ursprung hat der „Innovation District Inffeld“ im Projekt INFRAMONITOR, welches die Wasser- und Energieversorgung ausgewählter TU Graz-Gebäude in Echtzeit überwacht und visualisiert. Im Rahmen des von Schweiger geleiteten Projekts wird gezeigt, wie eine Internet of Things-Plattform die Echtzeitkommunikation zwischen Gebäuden, verschiedenen Anlagen und dem Personal ermöglicht und eine übergeordnete künstliche Intelligenz den Energie- und Wasserverbrauch optimiert und überwacht.
Obwohl Gebäudeautomation viele Vorteile bietet, sind auch einige Herausforderungen zu bewältigen. Eine davon ist der initiale Investitionsaufwand, den die Implementierung der Systeme mit sich bringen kann. Allerdings übersteigen die langfristigen Energieeinsparungen und die Wertsteigerung von Immobilien die anfänglichen Kosten oft bei Weitem. Eine weitere Herausforderung ist die Notwendigkeit einer guten Planung und Integration. Gebäudeautomationssysteme müssen sorgfältig auf die spezifischen Anforderungen und Ziele eines Gebäudes in Österreich zugeschnitten sein. Eine unsachgemäße Integration kann zu Ineffizienzen führen.