logo (Fujitsu)

Fujitsu Technology Solutions GmbH

https://www.fujitsu.com/de

13.12.2022

Nachhaltiges Gebäude- und Energiemanagement – welchen Beitrag IoT & KI für eine ressourceneffizientere Zukunft leisten

Vor wenigen Tagen endete in Scharm asch-Schaich die 27. Klimakonferenz der Vereinten Nationen mit einem weiteren Appell an die Staatengemeinschaft, dem Kampf gegen den Klimawandel höchste Priorität einzuräumen. Doch diese globale Herausforderung lässt sich nicht allein durch gut gemeinte Worte lösen, sondern bedarf der konsequenten und raschen Mitwirkung der gesamten Gesellschaft. Die aktuell turbulente Lage am Energiemarkt offenbart zusätzlich die Notwendigkeit, aktiv zu werden. Nachhaltiges Gebäude- und Energiemanagement – egal ob in Wohngebäuden, der Schule, im Büro oder im Einzelhandel – ist eine sinnvolle Möglichkeit gegenzusteuern. Durch die Integration von IoT (Internet of Things/Internet der Dinge) und KI (Künstlicher Intelligenz) in die Gebäudeinfrastrukturen kann Energie eingespart und der ökologische Fußabdruck signifikant gesenkt werden.

Energiekonzepte durch das Konsolidieren von Daten fundieren, Anomalien erkennen

Aufgrund der zuletzt spürbar gestiegenen Energiekosten diskutieren mehr und mehr Unternehmen und öffentliche Einrichtungen eigene ganzheitliche Konzepte zur Energieeinsparung – viele sind bereits dabei, diese zu implementieren bzw. zu optimieren. Sie alle vereint dabei die Frage, wie es gelingt, den Energieverbrauch vor Ort sowie die Betriebskosten zu senken. Exemplarisch hierfür sind die Diskussionen über die während der Heizperiode maximal 19° Celsius in öffentlichen Gebäuden wie Ämtern und Schulen. Für Unternehmen steht bei dieser Debatte neben dem Nachhaltigkeitsgedanken insbesondere das existenzsichernde Wirtschaften im Zentrum.

Doch mit dem einfachen Runterdrehen des Thermostats ist es nicht getan. Bei der sinnvollen Umsetzung von Energiekonzepten machen strukturierte und analysierte Daten, die wir aus ihren Silos befreien, den entscheidenden Unterschied. Mittels Sensoren gemessen und auf einer Datenplattform konsolidiert, ermöglichen sie Einblicke in die Energienutzung und in potenzielle Anomalien – es offenbaren sich so Einsparpotentiale und kausale Zusammenhänge.

Das versehentlich laufende Gerät oder auch kleinste Fehlerquellen werden entdeckt und eröffnen in Summe ein immenses Einsparpotential. Die am Wochenende im Büro laufende Heizung oder das noch angeschaltete Licht in den Toiletten sind dabei noch die naheliegendsten Beispiele. Das Alter, der Zustand und die Betriebseinstellungen einer Kühl-, Heiz- und Photovoltaikanlage und die Charakteristiken eines Gebäudes beeinflussen sich beispielsweise wechselseitig – die Analyse dieser Zusammenhänge erlaubt ein nachhaltig effizienteres Tarieren der einzelnen Komponenten im Gesamtsystem.

Entscheidungshilfe und Automatisierung durch KI

Mit Hilfe von Data Analytics und KI werden Daten aus verschiedenen Quellen und Prozessen in Echtzeit ausgewertet und automatisiert. Anhand der aufbereiteten Daten können Aussagen über Prozesse wie das Heizverhalten oder der Stromverbrauch, aber auch die Veränderung der Luftqualität genauer und in kürzester Zeit betrachtet werden.

Außerdem werden kausale Zusammenhänge beispielsweise zwischen verschiedenen Geräteeinstellungen, regionale und bauliche Besonderheiten, Wetterveränderungen, Besucherzahlen im Einzelhandel und CO²-Konzentrationen deutlich. Verwendete KI kann durch diesen Lernprozess nicht nur Verbesserungspotenziale erkennen, sondern auch automatisiert Anpassungen für einen effizienteren Energieverbrauch vornehmen und so auch die Mitarbeiter*innen entlasten.

„Innovationen rund um Datenanalyse und KI sind unser Schlüssel, den Wert der Daten zu erkennen und sie für die Umsetzung von Nachhaltigkeitszielen zu nutzen. Intelligente Einblicke in die Daten helfen nicht nur, Komplexität zu reduzieren und Potenziale zu erkennen, sondern auch, Probleme zu identifizieren, bevor sie kritisch werden.

Das Thema Datenanalyse strategisch anzugehen und innovative Schlüsselkomponenten wie KI einzusetzen, sind dabei für mich wesentliche Erfolgsfaktoren auf dem Weg in eine nachhaltigere Zukunft.“ Dr. Katrin SchleifeStrategic Consultant Smart City, Fujitsu Services GmbH

Gesundheitliche Verbesserung durch Daten – Vom Schimmelschutz bis zum CO2-Monitoring

Ein gutes Beispiel, wie Data Analytics und KI einen Anteil am Gesundheitsschutz leisten, ist die Regulierung des CO2-Gehalts bzw. der Luftqualität an örtlichen Hotspots, wie in Kassenbereichen von Supermärkten und Geschäften. Bei einer rasch zunehmenden Ansammlung von Menschen gilt es, bedarfsgerecht die Zufuhr von Sauerstoff zu erhöhen und so die Shopping-Atmosphäre wie auch das Arbeiten angenehmer und gesundheitlich sicherer zu gestalten. Data Analytics und KI helfen dabei, die zu erwartende Menge an Personen und die damit einhergehende Luftveränderung zu prognostizieren und automatisiert die Durchlüftung anzupassen.

Trotz aller Bemühungen, Energie einzusparen, muss zudem auch im Winter ausreichend und bewusst geheizt werden, um beispielsweise Schimmelbildung in Gebäuden zu vermeiden. Zugleich gilt es, Luftqualität und Luftfeuchtigkeit im Blick zu behalten und bei Bedarf rasch zu regulieren – hier besteht ein kausaler Zusammenhang, den es sich lohnt, durch die gleichzeitige Betrachtung verschiedener Daten zu monitoren. Denn im schlimmsten Fall drohen durch Schimmelbefall weitreichend negative Konsequenzen in Bezug auf die Gesundheit bei Mitarbeiter*innen und Kund*innen sowie kostenintensive Sanierungsmaßnahmen am Baubestand. Durch die erfassten Daten und die mittels KI daraus abgeleiteten Handlungen lassen sich solche Risiken proaktiv senken.

Das IoT Cockpit schafft ein Zuhause für alle Daten

All die oben beschriebenen Möglichkeiten der Verbrauchs- und Anomalieerkennung benötigen eine geeignete IT-Infrastruktur- und Plattformgrundlage. Applikationen wie das IoT Operations Cockpit holen verschiedene Datenquellen aus ihren Silos, bietet ihnen durch Konsolidierung ein Zuhause und ermöglicht den Nutzer*innen, Entscheidungen datenbasiert zu treffen. Damit bildet das IoT Operations Cockpit die Grundlage für nachhaltiges und ressourceneffizientes Agieren und Wirtschaften in Bezug auf sämtliche Betriebszustände und Umweltfaktoren in Gebäuden.

Neben der intelligenten Anomalie-Erkennung umfasst das IoT Cockpit die permanente Störungsüberwachung. Automatisierte Mustererkennung und Meldeketten können im Fall einer Störung zu einer erheblich schnelleren Reaktionszeit beitragen.

Nachhaltigere Entscheidungen durch Predictive Maintenance

Lösungen wie das IoT Operations Cockpit ermöglichen darüber hinaus Predictive Maintenance – also Wartungsoptionen, die durch intelligente Vorhersagen und den Einsatz von KI besser koordiniert werden. Durch die Auswertung historischer Daten und den darauf basierenden Blick in die Zukunft werden bspw. Schlüsse über den Zustand einzelner Geräte oder Geräteteile getroffen. Die KI lernt die zu erwartenden Wartungsbedarfe einzelner Teile und ganzer Anlagen und gibt so rechtzeitig Hinweise, wann diese ausgetauscht werden. Bestellprozesse von Ersatzteilen können automatisiert und so Mitarbeiter*innen entlastet werden. Dies verringert Ausfallzeiten und Warenverluste beispielsweise in der Lebensmittelbranche durch defekte Teile in Kühlmöbeln und erhöht die Produktivität.

Am Beispiel einer in die Jahre gekommenen Klimaanlage zeigt sich das Potential. Ist es sinnvoll, diese trotz erhöhtem Stromverbrauch und verringerter Leistung laufen zu lassen oder sollte sie besser zeitnah ersetzt werden, weil das neue Modell mittelfristig nicht nur ressourcenschonender, sondern auch wirtschaftlicher arbeitet? So bezieht das Cockpit die Ökobilanz verschiedener Maßnahmen mit ein. Auf lange Sicht liefert Predictive Maintenance eine verlässliche Antwort auf die Fragen „Was wird wann passieren?“ und „Was sind die nachhaltigsten Maßnahmen, die ergriffen werden sollten?“ .

Praxis zeigt beträchtliche Einsparpotentiale – attraktiver „Return on Investment“

Im praktischen Einsatz zeigt sich, dass die Summe aus vielen kleinen Effektivitätssteigerungen einen signifikanten Impact hat. Durch die erfolgreiche Erprobung des IoT-Operations Cockpit bei einem der größten Einzelhandelskonzerne der Welt und zahlreichen weiteren Kund*innen, ergibt sich bei den Betriebskosten ein jährliches Einsparungspotenzial von 8 bis 12% – in ausgewählten Branchen sogar über 20%.

An solchen Beispielen sind auch die betriebswirtschaftlichen Effekte klar ablesbar. Der ROI für ein intelligentes, datenbasiertes System wie dem IoT Operations Cockpit ist recht schnell erreicht. Hierbei handelt es sich um ein nachhaltig lohnendes Investment, das die Nachhaltigkeitsstrategien von Unternehmen und Institutionen effektiv unterstützt.

Ökosysteme bilden: Vernetzung von Daten ermöglicht Hebelwirkung für mehr Nachhaltigkeit

Besonderes vielversprechend ist der Einsatz von Vernetzung und einer Cluster-Bildung – beispielsweise im Zusammenhang mit Smart-City-Konzepten und für Kund*innen, die das Gebäudemanagement für mehrere Immobilien in einer Stadt oder Region verantworten. Verschiedene Gebäude können branchen- und sektorübergreifend vernetzt werden, voneinander lernen und optimieren sich so wechselseitig.

Denn ähnlich strukturierte Gebäude und Betriebsabläufe – z. B. vergleichbare Bauweisen, Alter der Gebäude, Art des Gebäudemanagements etc. – lassen sich in regionale Cluster aufteilen, die sich durch ähnliche Wetterverhältnisse und Temperaturen auszeichnen. So werden Vergleichswerte hergestellt und über die Zeit Benchmarks geschaffen, in welche auch saisonale Erfahrungen einfließen. So kann nicht nur zu einer Betriebskostensenkung von einzelnen öffentlichen und Gewerbeimmobilien beigetragen, sondern durch das gemeinsame Engagement in Ökosystemen der gesamtstädtische bzw. regionale CO2-Fußabdruck reduziert werden.

Die positiven Auswirkungen verstärken sich zusätzlich, indem der Personal- und Zeitaufwand für händische Auswertungen und Optimierungen reduziert wird. Denn durch eine Plattform- und KI-gestützte Datenauswertung senkt sich dies auf ein Minimum.

„Das IoT Operations Cockpit und der Einsatz von KI machen es möglich, als Gesellschaft klimafreundlicher zu agieren und mit unseren Ressourcen sparsam zu haushalten. Damit leisten wir einen Beitrag zu den Nachhaltigkeitszielen (SDG) der Vereinten Nationen und liefern einen Ansatz, die aktuelle Energiekrise zu überwinden. Zudem geben wir Unternehmen ein Tool an die Hand, welches auf ihre eigenen Nachhaltigkeitsstrategien (Stichwort ESG und CSRD) einzahlt.

Mein Apell: Lasst uns gemeinsam in sektorübergreifenden Ökosystemen für eine enkelgerechte Zukunft sorgen – nachhaltiges Gebäude- und Energiemanagement ist hierfür ein wichtiges Puzzleteil!“ , Stefanie Horn, Business Development Manager New Technologies, Fujitsu Services GmbH

Mit Fujitsu als Partner starten – schnell und auf Ihren persönlichen Business Case abgestimmt

Als Expert*innen rund um IoT und die smarte Aggregation von Daten stehen Dr. Katrin Schleife, Stefanie Horn und die Fujitsu Services GmbH Unternehmen und öffentlichen Institutionen beiseite. Mit einem ersten Co-creation Workshop und mit unserem IoT Operations Starter-Kit lassen sich bereits in ein bis zwei Wochen die Potentiale und erste Business Cases anhand Ihrer spezifischen Anforderungen identifizieren.

Co-creation Workshop + agile Business Case Betrachtungen → Quick Win mit IoT-Operations Starter Kit → Roadmap → Skalierung

Kontakt

Dr. Katrin Schleife

Senior Consultant & Pre-Sales Smart City

Phone: +49 (160) 173 8492

E-Mail: katrin.schleife@fujitsu.com

LinkedIn

Stefanie Horn

Business Development Manager New Technologies

Phone: +49 (171) 86 48 328

E-Mail: stefanie.horn@fujitsu.com

LinkedIn

Mehr dazu finden Sie auch in unserem Fujitsu Blog