Intelligente Gebäudeautomationslösung für Studentenwohnheime

Wenn Häuser sprechen könnten, hätten sie viel zu erzählen. In den USA hilft das Bosch-Tochterunternehmen Climatec dem Marktführer für private Studentenwohnheime diese im übertragenen Sinn zum Reden zu bringen. American Campus Communities (ACC) ist das größte private Unternehmen in Nordamerika, das sich auf die Projektentwicklung, den Bau und die Verwaltung von Studentenwohnheimen spezialisiert hat. Seit einiger Zeit versucht es, möglichst viele Daten über den Energieverbrauch seiner Liegenschaften zu sammeln. Über 160 Wohnheime mit mehr als 140 000 Betten zählen zum Portfolio, 93 davon betreibt ACC selbst. Mit der Initiative, die Energieeffizienz zu steigern und Betriebskosten zu reduzieren, will ACC eine Vorreiterrolle am Markt einnehmen. In den USA sind vor allem die Bundesstaaten für gesetzliche Vorgaben zur Energieeffizienz von Gebäuden verantwortlich. Entsprechend will ACC seine Energieeffizienz steigern und seinen Spitzenplatz am Markt weiter ausbauen. Die neuen Gebäude erhielten bereits die internationale LEED-Zertifizierung (Leadership in Energy and Environmental Design) für ökologisches Bauen und nun sollen auch die Bestandswohnheime diesen Standards angepasst werden.

Seit 2021 erhalten deshalb 25 Bestandsgebäude ein Update ihrer Energieeffizienz – unterstützt von Climatec, der einer der größten Anbieter von Gebäudeautomations-, Energie- und Sicherheitslösungen in den USA ist. „Die Verantwortlichen bei ACC wissen, dass Daten der Schlüssel für mehr Energieeffizienz und Kostensenkungen sind“, sagt Nick Kramer, Kundenbetreuer bei Climatec. Dies gilt besonders für ältere Immobilien, bei denen auch mit überschaubaren Investitionen erhebliche Verbesserungen erzielt werden können. Nachdem die Neubauten bereits mit modernen Gebäudeautomationssystemen ausgestattet sind, will ACC innerhalb der nächsten zehn Jahre alle älteren Gebäude auf dieses technische Niveau bringen. „Damit moderne Technologien optimal genutzt werden können, haben wir eine einheitliche Infrastruktur geschaffen”, erklärt Nick Kramer. Die Liegenschaften werden effizienter und kostengünstiger mit Wärme, Strom und Wasser versorgt, da sie zentral gesteuert werden. Letztlich führt dies auch zu einem höheren Komfort für die Bewohner.

Die Herausforderung bestand darin, dass in den 25 Wohnheimen insgesamt zwölf Gebäudeautomationslösungen unterschiedlicher Hersteller verbaut sind. „Uns ist es gelungen, sie alle auf einer Plattform zusammenzuführen.“ Die heterogene technische Gebäudeausstattung im Bereich Gebäudeautomation war auch ein Grund, weshalb das zentrale Facility Management von ACC in Austin keinen Zugriff auf die einzelnen Systeme hatte. „Da es mehrere Systeme gab, war es schwierig, den Teams vor Ort das nötige technische Wissen zu vermitteln und dem zentralen Facility-Management-Team von ACC relevante Informationen zukommen zu lassen. Die Lösung war, die Daten der einzelnen Gebäude in die Cloud zu bringen. Jetzt werden die Systeme von einem einzigen Standort aus und über eine Plattform verwaltet. Genauso, wie es sich der Kunde gewünscht hat.”

Das Climatec-Team ging nach dem Crawl-Walk-Run-Prinzip vor, eine Methode, um eine Strategie schrittweise umzusetzen. „Unsere Ansprechpartner bei ACC wissen, dass Climatec immer einen innovativen und individuellen Ansatz parat hat, um die entsprechende Herausforderung zu lösen. Die Umsetzung erfolgte in drei Schritten. In der Crawl-Phase kümmerten wir uns um die Basics. Wir richteten Schnittstellen ein, damit die Automationssysteme der Gebäude mit der Managementplattform Tridium Niagara 4 kommunizieren können. In der Walk-Phase erstellten wir eine Übersicht über die vorhandenen Sensoren und Messgeräte und ergänzten weitere Datenpunkte. So gewinnen wir detaillierte Informationen zu den Verbräuchen. Dafür installierten wir beispielsweise Durchflussmesser an den Wasserleitungen, um zu erfahren, wie viel Wasser durch die Leitungen rauscht. Das alles wird auf der Managementplattform visualisiert und gibt einen aktuellen Überblick. Und schließlich kombinierten wir beim Run alle Daten und entwickelten daraus einen übergeordneten Standard, der sich auf das gesamte Gebäudeportfolio übertragen lässt.”

Gerade weil die Wohnheime unterschiedlich groß sind, manche beherbergen bis zu 1 500 Studentinnen und Studenten, braucht es Standards. Aus ihnen lässt sich ableiten, wie sich Faktoren, wie die Tages- oder Jahreszeit, das Wetter oder Semesterferien auswirken und wie das einzelne Gebäude im Vergleich zu dem in der Run-Phase entwickelten Standard dasteht. Im nächsten Schritt führt das zur Entwicklung von Maßnahmen wie dem Tausch von Armaturen und dem Einbau von Perlatoren mit niedrigem Durchfluss. Was sich bewährt, kann als Best Practice auf die übrigen Liegenschaften übertragen werden.

Um die verschiedenen Gebäudeautomationssysteme der ACC-Gebäude auf eine zentrale Managementplattform zu bringen, wurden die Daten der verschiedenen Steuerungssysteme harmonisiert und so konfiguriert, dass die gewünschten Reportings, Vergleichszahlen und Trends auf einem Dashboard übersichtlich dargestellt werden. Gerade im Gebäudemanagement schafft Künstliche Intelligenz Transparenz, die den Facility Managern und Technikern hilft, das Gebäude in all seinen Zusammenhängen zu verstehen und Abläufe zu optimieren. Das bei ACC verwendete Standard-Betriebssystem Tridium N4 nutzt intelligente Algorithmen zur Diagnose und Analyse, sodass Leckagen im Wassersystem schnell erkannt werden. Kommt es zu solchen Abweichungen vom Standard, sendet das System einen Alarm an das zentrale Facility Management. Mit wenigen Klicks können die Mitarbeitenden eine mögliche Leckage lokalisieren und einen Techniker losschicken, um diese zu beheben. Zuvor war es sehr zeitaufwändig, festzustellen, dass etwas nicht in Ordnung war, und das hat wertvolle Zeit und Ressourcen gekostet. „Weil das zentrale Facility Management jetzt über einen zuverlässigen Fernzugriff verfügt, wird deutlich weniger Personal vor Ort benötigt, um nach den Anlagen zu schauen. Das ist ein enormer Gewinn für ACC”, erläutert Nick Kramer.

Im nächsten Schritt sollen Echtzeit-Analysen dazukommen. Der Einsatz von intelligenten Algorithmen soll außerdem künftig helfen, Vorhersagen zu treffen und so drohende Ausfälle von Anlagen frühzeitig zu erkennen. Je länger das System läuft, desto mehr Informationen lernt es hinzu und kann automatisiert Handlungsempfehlungen abgeben. „Ich stelle mir KI als den klügsten Ingenieur vor, der jemals an der besten Universität der Welt seinen Abschluss gemacht hat. Seine Aufgabe ist es, Daten in einem Gebäude zu sammeln und zu analysieren. Er wird nie müde, muss nie schlafen und wird nie krank. Er erfasst und vergleicht die Datenpunkte immer und immer wieder. So spürt er Anomalien auf – und stellt beispielsweise fest, dass es jede Stunde einen Sekundenbruchteil länger dauert, einen Raum zu kühlen. Dieser Sekundenbruchteil wird immer länger, und schließlich kann die Klimaanlage den Raum überhaupt nicht mehr kühlen“, beschreibt es Nick Kramer. „Normalerweise würde man so ein Problem erst bemerken, wenn es zu heiß im Raum ist.“

Nicht nur das Facility Management profitiert von den neu gewonnenen Daten. ACC beschäftigt ein eigenes Nachhaltigkeitsteam, das neben den Verbräuchen Themen wie die Gewinnung erneuerbarer Energien durch eigene Solaranlagen oder die Vermeidung von Plastikmüll vorantreibt. Das übergeordnete Ziel ist, Emissionen gemäß Scope 1, 2 und 3 deutlich zu senken. Deshalb werden die Verbräuche systematisch erfasst und ausgewertet, um ein zuverlässiges Gesamtbild zu erlangen. Die über Jahre gesammelten Daten geben immer detailliertere Rückschlüsse auf die Effizienz.

Auf der Grundlage dieses Vertrauens werden American Campus Communities und Climatec ihre langfristige Partnerschaft fortsetzen und auch bei zukünftigen Immobilien diese Mehrwerte umsetzen. Wie Nick Kramer es ausdrückt: „Auch Rom wurde nicht an einem Tag erbaut“.