IoT in der Gebäudetechnik: Welche Möglichkeiten ergeben sich?

November 21, 2018 Maarten Boks

Einer der größten Trends im industriellen Sektor ist heute das Internet der Dinge (IoT): Objekte, die sich mit dem Internet verbinden und Daten ohne menschliche Eingriffe austauschen. Es ist eine der am schnellsten wachsenden Technologien der Welt und begegnet uns beinahe überall. Aber was sind die Auswirkungen auf die Haustechnik-Branche? Welche Innovationen können wir erwarten?

In dem Zeitalter von BIM (Building Information Modelling), werden Informationen immer zentraler verwaltet. Unbeabsichtigt wird dadurch eine perfekte Grundlage für das IoT geschaffen.

Aber was genau ist IoT? Das Internet der Dinge bezieht sich auf Verbindungsobjekte mit dem Internet, die Daten austauschen. Ein ziemlich allgemeiner Begriff, der schwer zu verstehen sein kann. Verdeutlichen wir das Ganze doch mit einem Praxisbeispiel: dem Smart Home.

Smart Homes

Auf dem Verbrauchermarkt ist die Anwendung des IoT deutlich sichtbar geworden und wächst stetig weiter. Intelligente Thermostate sind bereits zum Standard geworden. Seit einiger Zeit können wir alle unsere Heizungspräferenzen einstellen, indem wir Zeitpläne für jeden Tag der Woche erstellen. Im Vergleich zum manuellen Ein- und Ausschalten aller Heizkörper ist dies eine immense technologische Verbesserung.

Mit der Einführung des IoT betreten wir jedoch eine ganz neue Dimension. Produkte wie Honeywell's Evohome und Google's Nest ermöglichen es, unsere Heizsysteme weiter zu personalisieren. Die Tagespläne für das Einschalten unserer Heizung sind praktisch, aber was ist, wenn sich unsere Pläne ändern und wir zum Abendessen ausgehen? Die geografische Lage unseres Telefons ermöglicht es uns, einen Auslöser zu schaffen, um unsere Heizung einzuschalten. Solange sich das Mobilgerät nicht in der Nähe des Eigenheims befindet, wird die Heizung auch nicht eingeschaltet.

Wie können TGA-Ingenieure die IoT-Technologie einsetzen?

Da sich IoT in anderen Branchen rasant entwickelt, ist es durchaus vorstellbar, dass IoT auch in der Haustechnik Einzug hält. Betrachten wir die Anwendungen des IoT in anderen Branchen und sehen wir, ob diese Prinzipien auch in der Gebäudetechnik angewendet werden können.

Verfolgen Sie den Fortschritt live auf der Baustelle

Eine Branche, in der das IoT einen großen Einfluss hatte (und nach wie vor hat), ist die Vertriebsindustrie. Die Möglichkeit, physische Objekte mit dem Internet zu verbinden und Daten zu verarbeiten, macht menschliche Eingriffe überflüssig. Nehmen wir zum Beispiel die Sendungsverfolgung einer Bestellung. In der Vergangenheit musste irgendwann im Prozess jemand einen Barcode scannen, um den Status einer Paketänderung einzusehen. Mit Hilfe von RFID-Tags (Radio Frequency Identification) können Kunden ihre Waren nun ohne menschliche Interaktion verfolgen, da diese Tags eine Verbindung zum Internet herstellen und ihre Standortdaten austauschen können. Dadurch ist es möglich, den Tracking-Prozess vollständig zu automatisieren.

Inwiefern kann die Technische Gebäudeausrüstung oder Gebäudetechnik also von diesem Prinzip profitieren? Zum einen ist es eine Branche, die immer noch stark von Entwürfen und 2D-Zeichnungen abhängig ist. Daten, aus denen wir nicht immer feststellen können, ob sie korrekt sind. Natürlich wächst BIM schnell, jedoch soll BIM lediglich Informationen liefern. Es verarbeitet diese nicht.

IoT und externe Fertigung

Hier kann das IoT den Unterschied ausmachen. Nehmen wir zum Beispiel die Vorfertigung von Rohrleitungssystemen. Jetzt können diese vorgefertigten Sets durch feste Zahlen und Zeichnungen identifiziert werden. Aber was ist, wenn sich zwischen dem Zeitpunkt der Herstellung und der Installation vor Ort etwas ändert? Wie kann man diesem Set noch folgen? Und wenn etwas geändert werden muss, wie kann das Team vor Ort über diese Änderungen informiert werden?

Die im Vertriebsbereich eingesetzte Technologie kann hier eine Lösung bieten. Durch die Kennzeichnung der vorgefertigten Sets mit RFID-Chips führt das Scannen dieser Chips automatisch zu aktuellen Informationen und die Person weiß sofort, was zu tun ist. Neben der Bereitstellung von Informationen können diese Chips auch zur Verfolgung und Rückverfolgung von Teilen im Allgemeinen verwendet werden. Zu wissen, ob sich bereits Teile auf der Baustelle befinden, steigert die Effizienz während des Bauprozesses und reduziert die Reisekosten und die Anzahl der auf der Baustelle verbrachten Stunden. Denken Sie nur an die Kosten, wenn die Mitarbeiter zurück ins Büro oder Lager gehen müssen, um die richtigen Teile zu bekommen. Während dieser Strecke gehen nicht nur Zeit und Geld verloren, sondern auch die verbleibenden Mitarbeiter vor Ort können ihre Arbeit möglicherweise nicht fortsetzen.

Dies ist nur eine von vielen möglichen Anwendungen. Da die Daten von der Baustelle aus direkt mit dem 3D-Modell verknüpft werden können, ergeben sich viele weitere Möglichkeiten. Denkbar ist, dass wir den Projektfortschritt im 3D-Modell live sehen können, was die Planung des Projekts effizienter macht, Fehlerkosten reduziert und bessere Erkenntnisse für die zukünftige Planung liefert.

Vorhersage der Instandhaltung

Vorfertigung

 

Eine der wichtigsten Anwendungen des Internets der Dinge ist die Bereitstellung genauer Informationen durch die Verbindung von Geräten mit dem Internet. Was wäre, wenn wir alle Kessel, Ventile und anderen Geräte in einem Technikraum an das Internet anschließen würden? All diese Informationen können an einem Ort zentralisiert werden. Anstatt alle einzelnen Protokolle durchgehen zu müssen, erhält ein Servicetechniker nun einen klaren Überblick über alle wesentlichen Daten. Und anstelle von reaktiver oder vorbeugender Wartung ist es nun möglich, eine vorausschauende Wartung durchzuführen. In der Schiffsindustrie werden IoT-Anwendungen bereits für die vorausschauende Instandhaltung eingesetzt und sparen so Millionen von Euro.

In der Gebäudetechnik ist es denkbar, dass alle über die Geräte gesammelten Daten im 3D-Modell visualisiert werden. Denken Sie zum Beispiel an kritische Geräte wie Wasserpumpen in einem Krankenhaus. In der Vergangenheit musste festgestellt werden, welche Ventile und andere Ausrüstungen für die Wartung dieser Pumpen wichtig sind. Es mussten Wartungsberichte angesehen und mit den verfügbaren Daten über die Lebenserwartung aller Einzelgeräte verglichen werden.

Aber was wäre, wenn alle Informationen an einem Ort verfügbar wären? Dann kann die Analysesoftware vorhersagen, ob ein Ventil ausfällt, es als systemkritisch identifizieren und diese Informationen im 3D-Modell sichtbar machen. Es kann nicht nur eingesehen werden , wie dieses Ventil mit den Pumpen verbunden ist, sondern es können auch Informationen über das Modell angefordert, Ersatzteile bestellt und die Wartung geplant werden. All dies ist bereits vor dem eigentlichen Ausfall möglich.

Die Identifizierung dieser potenziellen Fehler kann eine Menge Geld einsparen. Nicht nur in Bezug auf die Wiederbeschaffungskosten, sondern auch in Bezug auf Ausfallzeiten und mögliche Schäden in der Anlage.

Vor-Ort-Nutzung des Gebäudeinformationsmodells im Earth Simulation Lab

Was können wir also daraus lernen?

Mit dem Installations- und Baubereich im BIM werden alle Daten zentral im Modell verwaltet. Das bedeutet, dass ein großer Teil der Grundlage für das Internet der Dinge bereits vorhanden ist. Nur wenige Sensoren und Trigger müssen hinzugefügt werden, um Ein- und Ausgang zu erzeugen. Das ist auch der schwierigste Teil, denn wo beginnt man mit der Implementierung von IoT?

Andere Industrien haben alle klein und nah an der Heimat mit IoT-Anwendungen begonnen. Nehmen wir den Vertriebssektor, in dem RFID-Chips hinzugefügt wurden, um Zeit beim manuellen Scannen zu sparen und ihre Genauigkeit zu erhöhen, indem menschliche Fehler eliminiert werden. Oder der Seeverkehrssektor, wo Pannen viel Geld kosten und sie daher nach Möglichkeiten suchten, Pannen vorherzusagen.

Was können wir also lernen? Formulieren wir die Frage: Wo können wir am meisten sparen? Nicht nur in Bezug auf das Geld, sondern auch bei der Reduzierung der Fehlerkosten. An dieser Stelle sollten wir mit dem IoT beginnen.

Weitere Informationen zu Trimble MEP unter mep.trimble.eu

Über den Autor

Maarten Boks

Maarten Boks is a support engineer at Stabiplan, a Trimble company. As part of the support team, it is his goal to help MEP engineers using the Stabicad BIM software to ultimately realize better building installations.

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