Die Geschichte der Gebäudeautomation

Der niederländische Konstrukteur Cornelius Drebbel entwickelt die erste Temperatursteuerung, um Brutschränke für Hühnereier konstant beheizen zu können. Das verwendete mechanische Regelprinzip für einen Temperaturfühler wird bis in die 1970er Jahre genutzt.

Stromkreise mit offenen Schaltern sind für den täglichen Gebrauch zu gefährlich. Mit der Einführung des elektrischen Lichts durch Edison werden isolierte und sichere Gleichstromschalter notwendig. Schon kurz darauf folgen Steckdosen und Kippschalter.

Die Elektrifizierung ist in den Privathaushalten angekommen. Der Respekt vor der neuen Technik weicht schnell großer Begeisterung über den hohen praktischen Nutzwert. Heute ist Leben und Arbeiten ohne elektrische Beleuchtung unvorstellbar.

Nicolas Minorsky erfindet den PID-Regler, der zunächst für Schiffssteuerungen zum Einsatz kommt. Er wird kurze Zeit später als erster analoger Regler der Heizungsvorlauftemperatur verwendet. Auf dieser analogen Technologie basieren sämtliche Regelsysteme in der Gebäudeautomation bis zur Entwicklung der digitalen Automationssysteme (DDC: Direct-Digital-Control) im Jahr 1979.

In kommerziell genutzten Gebäuden werden erstmals Systeme zur Störmeldung realisiert. Auch der „Electronic Computer Home Operator“ wird erfunden – als erster Rechner seiner Art reguliert er unter anderem das Raumklima und erstellt Einkaufslisten.

Mit der speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) kommt die erste digitale Steuerung von Geräten und Maschinen auf den Markt. Sie wird anfänglich auch zur Steuerung von Smart Homes eingesetzt und verwendet eine Zentraleinheit, die die gesamte angeschlossene Peripherie steuert.

Die Revolution der direkten digitalen Steuerung beginnt. Der Einsatz von DDC (Direct-Digital-Control) explodiert und erweitert den Umfang des traditionellen Marktes für Gebäudeautomationssteuerungen erheblich. Die bisher genutzte pneumatische und analoge MSR-Technik wird verdrängt.

Ethernet wird entwickelt und bietet damit 20 Jahre später ein kostengünstiges, schnelles, weit verbreitetes und allgemein akzeptiertes Medium, um Daten auszutauschen. Durch diese Technik werden offene und leichter zu integrierende Systeme möglich.

BIM – Die Bauwerksdatenmodellierung kann erstmalig alle relevanten Daten eines Gebäudes digital modellieren, kombinieren und erfassen. Mit vernetzter Planung, Ausführung und Bewirtschaftung von Gebäuden wird es möglich, Daten über den gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes kontinuierlich abzubilden – heute unverzichtbar für die Realisierung von Gebäudeautomationssystemen.

BACnet macht als firmenneutraler Standard die übergreifende Kommunikation verschiedener Systeme der Gebäudeautomation möglich. Als weltweiter Standard für Haus- und Gebäudesystemtechnik wird KNX drei Jahre später eingeführt. Installationen mit Bustechnologie werden durch die Vereinheitlichung zukunftsfähig.

Das Internet verändert auch die Gebäudeautomation: Die Konnektivität hat starken Einfluss auf die Immobilienbranche, das Facility Management, Produktionsstätten der Industrie und die Integration der Systeme. WLAN wird stabil und verlässlich und man spricht erstmalig vom Internet of Things (IoT).

Neben dem Einsatz von Automation in gewerblichen Immobilien werden erste konkrete Umsetzungen nun auch im Wohnhaus Realität: Die digitale Kontrolle über Licht, Fenster, Türen, Jalousien und die Raumtemperatur zieht in Privathaushalte ein.

Mit der Einführung des iPhones nimmt die Digitalisierung erneut Fahrt auf. Ein Gerät ersetzt plötzlich iPod, Mobiltelefon und ein mobiles Kommunikationsgerät, außerdem ist es leicht und intuitiv zu bedienen und bringt dank Apps neuen Nutzen. Am ersten Verkaufstag wechseln 270.000 Geräte den Besitzer. Ein gutes Jahrzehnt später ist die Smartphone-Nutzung fester Bestandteil unseres Alltags.

Betreiber gehen dazu über, ihr Gebäude-Management in einem Rechenzentrum zu virtualisieren, um von höherer Sicherheit und Verfügbarkeit der Systeme zu profitieren. Cloud-basierte Services ermöglichen einen flexiblen Zugriff auf Gebäudedaten.

Durch WLAN werden vernetzte Lampen im privaten oder gewerblichen Bereich flexibel per Fernzugriff und App steuerbar. Zur neuen smarten Beleuchtung gehören auch personalisierte Lichtszenen und der ergänzende Einsatz von Bewegungsmeldern. Steuerung von Beleuchtung und Multimedia ist heute ein wichtiger Bestandteil der Gebäudeautomation.

Smartphones und Tablets etablieren sich in Industrie und Geschäftswelt als Steuerungstool für intelligente und standortbezogene Produkte. Immer digitalere Prozesse verändern und vereinfachen die Arbeitswelt. Dieser Trend beeinflusst auch die installierte Technik in Gebäuden.

Mit sprachgesteuerte E-Mail- und Textnachrichten finden Audiofiles Einzug in die Gebäudeautomation: TTS unterstützt präventive Wartungsinspektionen, Serviceanfragen, Arbeitsaufträge, Verkaufsangebote oder Ausrüstungsaudits.

2016 sind bereits circa 6 Milliarden Dinge über das Internet of Things miteinander vernetzt. 2020 werden es über 31 Milliarden sein. IoT nimmt starken Einfluss auf die Lebens- und Arbeitswelten. Die Bedeutung der Gebäudeautomation in Neu- und Bestandsbauten wächst enrom.

Kommerzielle Gebäude entwickeln sich immer stärker zu nachhaltigen Smart Buildings. Die Gebäudeautomation integriert Technologien, Software und Systeme. Abläufe werden verbessert oder automatisiert, es entsteht mehr Effizienz und Komfort.

KI wird Teil der technischen Gebäudeausstattung. Intelligenz in Videotechnik hilft, Brände frühzeitig zu erkennen, kluge Algorithmen sagen Energieverbrauchsverläufe voraus. Durch die Auswertung der Echzeitdaten werden Verhaltensmuster erkannt. Aus diesen Erfahrungen lernen die Systeme und passen sich automatisch an.

Die Gebäudeautomation besteht aus vernetzten Sensoren und Aktoren. Dabei sind Systeme und Kommunikation so weit standardisiert, dass sie sich mit vielen Cloudservices verbinden können. Smarte Gebäude interagieren mit Betreibern und Nutzern, ihren Systemen und ihrer Umgebung. Digitale Gebäudezwillinge und intelligente Technologien lassen weitere vernetzte Services entstehen.