Technische Systeme agieren isoliert, Daten bleiben eingeschlossen, und Automatisierungspotenziale ungenutzt. Damit der Wandel zum echten Smart Building gelingt, braucht es einen Paradigmenwechsel: Weg vom Denken in isolierten Gewerken hin zu einem integrierten, ganzheitlichen Gebäudebetrieb. Anstatt jedes Gewerk – von der Heizung über die Sicherheitstechnik bis hin zur Beleuchtung – einzeln zu betrachten, ist die enge Vernetzung dieser Systeme gefordert. Denn nur durch den Austausch von Daten können im Smart Building neue Use Cases erschlossen, Prozesse optimiert sowie Effizienz und Komfort gesteigert werden. Die Voraussetzung dafür sind offene, standardisierte Schnittstellen.
Reallabor als Experimentierfeld
Ein Beispiel, wie eine solche vernetzte Zusammenarbeit in der Praxis aussehen kann, liefert das Smart-Building-Reallabor der Hochschule Mainz. Das Hochschulgebäude selbst dient hier als reale Testumgebung, in der gebäudetechnische Anlagen, IoT-Geräte und digitale Dienste über offene Schnittstellen zu einem Gesamtsystem verknüpft werden. Hersteller, Betreiber, IT-Experten und Wissenschaft arbeiten gemeinsam daran, Gewerkegrenzen aufzubrechen, einen interoperablen Datenraum aufzubauen und einen digitalen Zwilling als Steuerungselement für den Gebäudebetrieb zu etablieren. So entsteht ein praxisnahes Verständnis dafür, wie sich Gebäude als vernetzte Systeme denken und betreiben lassen. Ausgangspunkt des Forschungsprojekts ist ein praxisorientierter Ansatz, der wissenschaftliche Methoden mit industrieller Betreibererfahrung verbindet, um Konzepte für den Gebäudebetrieb unter realen Betriebsbedingungen zu erproben und weiterzuentwickeln.
Auf dieser Basis entstand in Zusammenarbeit mit Phoenix Contact ein herstellerneutrales Konzept für einen Gebäudebetrieb 4.0, das die Grundlage des Labors bildet. Während Interoperabilität und gemeinsame Datenräume im Reallabor bereits erfahrbar werden, dominieren im Gebäudebetrieb weiterhin gewerkeorientierte Strukturen. HLK, Beleuchtung, Sicherheit und Zutritt werden häufig wie getrennte Einheiten geplant und betrieben. Die Prozesse funktionieren in sich, aber selten im Zusammenspiel. Verstärkt wird dies durch proprietäre Systeme, die zwar Daten liefern, diese jedoch nicht gewerkeübergreifend nutzbar machen. Historisch bestimmten vor allem Preis und Qualität die Auswahl einzelner Geräte innerhalb abgeschlossener Gewerkprozesse. Eine Logik, die im vernetzten Gebäudebetrieb an ihre Grenzen stößt.
Offene Schnittstellen als Schlüssel
Der Schlüssel für integrierte Smart-Building-Konzepte liegt in offenen Schnittstellen. Sie ermöglichen den Austausch von Daten zwischen den einzelnen Systemen, schaffen Interoperabilität und bilden die Grundlage für skalierbare, zukunftsfähige Lösungen. Wie groß ihr Einfluss auf den Gebäudebetrieb ist, zeigt sich deutlich im Reallabor der Hochschule Mainz. Im Bereich der Video- und Sicherheitstechnik wird mithilfe von Axis Communications gezeigt, dass standardisierte Schnittstellen wie Vapix oder ONVIF die Integration von Videosicherheitssystemen in unterschiedliche Hardware- und Softwareumgebungen – z.B. in Gebäudeleitsysteme oder im Parkraummanagement – ermöglichen. Die Offenheit schafft dabei nicht nur Kompatibilität und reduziert Abhängigkeiten von proprietären Systemen. Sie schafft auch Raum für Innovation, da Drittanbieter Lösungen wie KI-basierte Analysefunktionen entwickeln können, die nahtlos mit den Produkten von Axis zusammenarbeiten und sich damit direkt in den digitalen Gebäudebetrieb integrieren lassen. Mit führenden Lösungen für Überstrom- und Überspannungsschutz erhöht Mersen die Betriebssicherheit in Industrie und Gebäuden. ‣ weiterlesen
WIR SCHÜTZEN IHRE ANLAGEN
Vernetzung im operativen Betrieb
Mithilfe der Industrieperspektive aus dem Betrieb der Liegenschaften von Phoenix Contact, der Forschung im Reallabor und des Einsatzes offener Schnittstellen wurde das entwickelte Konzept eines herstellerneutralen digitalen Gebäudebetriebs im nächsten Schritt in den operativen Betrieb überführt. Neben der Videosicherheit wurden Geräte aus den Bereichen HLK-Technik, Licht, Zutritt, Energie und CAFM nach den Spielregeln der IT und der Industrie 4.0 vollständig vernetzt. Bestandsanlagen wurden über Building-IoT-Controller in den zentralen Datenraum integriert, Neuanlagen über standardisierte Schnittstellen direkt, ohne Medienbrüche, angebunden. Auf diese Weise konnte ein durchgängiger Informationsfluss über alle Gewerke hinweg sichergestellt und datengetriebene Regelkreise etabliert werden. Durch Letztere wird es möglich, Gebäudefunktionen wie Beleuchtung oder Klimaregelung nicht mehr nur statisch oder zeitgesteuert zu betreiben, sondern dynamisch und bedarfsgerecht auf Basis von Echtzeitdaten oder Kontextinformationen zu steuern. Dies steigert nicht nur den Nutzerkomfort, sondern senkt gleichzeitig auch die Betriebskosten. Erste belastbare Ergebnisse aus real betriebenen Gebäuden zeigen, dass sich Gebäude mit einem vernetzten Datenraum und datengetriebenen Betriebsprozessen mit rund 30 bis 50 Prozent geringeren Betriebskosten betreiben lassen als konventionell organisierte Gebäude. Diese Ergebnisse bilden eine fundierte industrielle Referenz für den datengetriebenen Gebäudebetrieb.
Forschung und Regulierung als Treiber
Akademische Einrichtungen wie Hochschulen spielen bei der Verbreitung solcher Ansätze eine Schlüsselrolle. Sie können technologische Ideen unter realen Bedingungen erproben, interdisziplinär weiterentwickeln und neue Erkenntnisse direkt in die Lehre einfließen lassen. Im Smart-Building-Reallabor der Hochschule Mainz werden Interoperabilität, Security und digitale Prozesse mit realen Geräten, Daten und Nutzerinteraktionen erfahrbar gemacht. Durch die Zusammenarbeit mit Herstellern greifen Forschung, Betrieb und Lehre ineinander, Innovationszyklen verkürzen sich, Best Practices werden frühzeitig validiert und es werden Fachkräfte ausgebildet, die nicht nur bestehende Prozesse digitalisieren, sondern einen disruptiven Wandel im Gebäudebetrieb ermöglichen – hin zu einem dynamischen, datengetriebenen System.
Regulatorische Entwicklungen verstärken diesen Wandel. Europäische Vorgaben wie ‚Fit for 55‘ und die revidierte EPBD (Energy Performance of Buildings Directive) sowie das nationale Gebäudeenergiegesetz GEG verlangen von Nichtwohngebäuden einen höheren Automatisierungsgrad. Die CSRD (Corporate Sustainability Reporting Directive) und EU-Taxonomie erhöhen gleichzeitig den Druck auf belastbares ESG-Reporting, während der EU Data Act, der Cyber Resilience Act und die NIS-2-Richtlinie offene Schnittstellen, nachvollziehbare Datenmodelle sowie Anforderungen an Security und Risikomanagement vorschreiben. Der Smart Readiness Indicator, digital geführte Asset-Daten und standardisierte Schnittstellen werden damit nicht mehr nur technischer Anspruch, sondern rechtliche Notwendigkeit.
Fazit und Ausblick
Die zunehmende Vernetzung von Gebäuden erfordert ein ganzheitliches Denken, das nicht am einzelnen Gebäude endet. Je stärker Gebäude informationstechnisch gekoppelt werden, desto mehr entwickeln sie sich zu aktiven Bestandteilen eines größeren Energie- und Datenökosystems. Damit entsteht nicht nur ein smarter Gebäudebetrieb im Einzelfall, sondern ein Ansatz, der sich perspektivisch über ganze Immobilienportfolios hinweg skalieren lässt – vorausgesetzt, interoperable Datenräume und offene Schnittstellen setzen sich als Branchenstandard durch. Mit der wachsenden Vernetzung gewinnt zugleich die IT- und OT-Security von Gebäudetechnik an Bedeutung. Der Schutz vernetzter technischer Anlagen wird zu einem zentralen Erfolgsfaktor, insbesondere vor dem Hintergrund von Cyberbedrohungen. Voraussetzung dafür ist ein vollständiges, digitales Asset-Management, das Transparenz über alle eingesetzten Komponenten schafft und Security von Anfang an im Gebäudebetrieb 4.0 mitdenkt. Offene Schnittstellen bilden dabei das Fundament für Vernetzung, Skalierbarkeit und einen datengetriebenen Gebäudebetrieb 4.0, in dem sich Komfort, Effizienz und Nachhaltigkeit automatisiert steuern und auswerten lassen und Nutzer aktiv eingebunden werden. Künftig wird das Smart Building auf diese Weise zu einem elementaren Baustein einer vernetzten, lernfähigen Smart City.
Autoren
Fabian Naethbohm,
Leiter des Smart-Building-Reallabors,
Hochschule Mainz
Martin Salewski,
IT Smart-Building-Reallabor,
Hochschule Mainz,
www.hs-mainz.de
Frank Schröder,
Director Corporate Facility Management of Efficient Technologies,
Phoenix Contact,
www.phoenixcontact.de
Jochen Sauer,
Architect & Engineering Manager,
Axis Communications,
www.axis.com
