FKT-Online Seminar: Smart Hospital: KI in der Gebäudeautomation
Durchschnittlich 20 Prozent Energie können eingespart werden, wenn Künstliche Intelligenz (KI) die bedarfsgerechte Steuerung der Gebäudetechnik übernimmt. Model Predictive Control (MPC) erzeugt eine energieoptimierte Wohlfühlatmosphäre.
Bislang arbeitet Gebäudeleittechnik (GLT) überwiegend rückwärtsgewandt und ungeachtet aktueller Bedarfe mit starren Sollvorgaben. Wenn eine Regelabweichung festgestellt wird, wird nachjustiert. Prädiktiv betrachtet, stößt daher auch modernde GLT schnell an ihre Grenzen. Auf dem Wege zum Smart Hospital, also der weiteren internen Vernetzung, stehen innerhalb von Anlagen und Systemen der Betriebstechnik eine sehr große Menge an Daten und Informationen zur Verfügung, die meist nicht dauerhaft ausgewertet und kaum für die Optimierung genutzt werden. Dabei kann GLT deutlich mehr als „nur“ die Heizung steuern.
Vorhandene Daten nutzen
Da muss man sich doch fragen, ob und wie man diese Informationen zum eigenen Vorteil aktivieren kann“, erklärten Martin Dobslaw und Gregor Molwitz von Kieback & Peter GmbH & Co. KG beim FKT-Online-Seminar „Smart Hospital: KI in der Gebäudeautomation.“ „Mit Hilfe von Algorithmen können wir in diesen Daten Muster oder auch Anomalien erkennen und darauf aufbauend Vorhersagen für künftige Verbräuche ableiten. Wenn wir zusätzlich Prognoseinformationen wie z.B. lokale Wetterdaten oder Vorhersagen über die Belegung eines Hauses – mehr Personen erzeugen mehr Wärme – und die aktuelle situative Nutzung auf Basis von in Echtzeit analysierten und übertragenen Energieströmen in die Berechnungsmodelle mit einbeziehen, lassen sich Klima-, Heizungs- Beleuchtungs- und viele andere Anlagen so regeln, dass sie den gewünschten Zustand bedarfsorientiert möglichst effizient und nachhaltig herstellen. Die diesen Prozessen zugrundeliegende KI lernt dabei kontinuierlich dazu, wird also immer besser.“ Eine wichtige Rolle spiele dabei eine ganzheitliche Betrachtung aller Anlagen in der Interaktion, betonte Dobslaw.
Energieoptimierte Wohlfühlatmosphäre
Auf Grundlage vorab definierter Führungsgrößen wie Raumtemperatur, Luftqualität, Feuchte, … erzeugt eine intelligente und alle Systeme integrierende automatisierte Gebäudesteuerung so eine komfortable, hygienische, der Gesundheit in jeder Hinsicht zuträgliche und normenkonforme Umgebung bei weitestgehend optimiertem Gebäudebetrieb. Rund 20 Prozent Einsparpotenzial hole KI erfahrungsgemäß auch aus modernen Anlagen, schätzt Molwitz: durch die vorausschauende und der Situation angepasste „Fahrweise“. Da KI auch Anomalien erkennt, lassen sich Systemausfälle verringern oder sogar komplett verhindern. Ad-hoc-Einsätze werden seltener, Instandhaltung planbarer und die Servicequalität steigt. Auch der richtige Zeitpunkt für Ersatzbeschaffungen oder den Austausch wichtiger Komponenten wie Filter lasse sich durch klug aus- und aufgewertete Anlagendaten bestimmen, führte Dobslaw weiter aus.
Moderne Standardprotokolle ermöglichen Austausch
Die Gebäudeoptimierer entwickeln dazu aus historischen Energieverbrauchs- und sonstigen Anlagendaten einen digitalen Zwilling der Gebäudetechnik, der dann laufend nachtrainiert wird, das Gebäude sukzessive immer besser regelt und nur so viel Energie zur Verfügung stellt, wie tatsächlich benötigt wird. Dazu gelte es zunächst einen „Kessel Buntes“ aus Anlagen mit unterschiedlichsten Sensoren und Messsystemen und den entsprechenden Protokollen und Schnittstellen in ein gemeinsames System zusammenzuführen. Offene Strukturen ermöglichen es, sämtliche moderne Standardprotokolle miteinander kommunizieren zu lassen. Hilfe braucht die KI nur bei der Erstellung des digitalen Zwillings, den Rest erledigt sie mit einer beachtlichen Rechenleistung ganz allein. Sollte es dabei zu Übertragungsproblemen kommen, wird das Haus in einer zuvor definierten Grundeinstellung sicher weiterbetrieben.
Maria Thalmayr