Gebäudeautomation & Smart Building
Gebäudeautomation & Smart Building
Gebäudeautomation & Smart Building
Zusammenhang Smart City und Urban FM
- Schnittstelle Smart City und FM
- Verschiedene Infrastrukturen, Energieversorgungssysteme, Kommunikation, Informationsnetzwerk, Services (Abfallentsorgungen etc. ) für all diese Ebenen braucht man Infrastrukturen und diese haben verschiedene Lebenszyklen, hier ist das FM relevant
- Smart Cities haben oft auch Technologie mit Smartness
- Systeme mit kurzen Lebensdauer können Städte nicht selbst zahlen, brauchen sie Investoren.
Paradigmenwechsel im Gesundheitswesen und für das FM benennen
Allgemein Gesundheitswesen:
- Kosten nehmen zu
- Ältere Menschen haben die höchsten Gesundheitskosten
- Gesamtbevölkerung nimmt zu
- Menschen werden immer älter
- Multimorbidität à verschiedene Krankheiten miteinander
- In Zukunft werden weniger Menschen in die KK einzahlen
- Bedarf an Pflegepersonal nimmt zu
- Bewohner / Patienten haben andere Bedürfnisse (offen gegenüber neuen Technologien & alltags Hilfen)
- Es gibt neue Wohnformen im Alter (mit Services, …)
Auswirkungen Paradigmenwechsel im FM
- Altersgerechtes Bauen (mehr pbFM)
- Alte Gebäude umbauen
- WIFI
- Platz sparen, Wohngemeinschaften
- Schulungen / Workshops für ältere Menschen
- Mehr Personal im FM (mehr TGM, da RG durch Roboter)
- FM als Service (Zimmerreinigung)auch im Privathaushalt
Trends Smart Home
- Häuser werden immer «intelligenter»: Von Smart Home und AAL zu AmI
- AAL = Ambient Assisted Living à z. dt. Umgebungsunterstütztes Wohnen // AmI = Ambient Intelligence
- Wohnen und Leben erfolgt immer «integrierter»: Plattformökonomie & integrierte Services
- Kunden werden immer «individualisierter»: Konzeptionieren & Flexibilisierung der Nachfrage
- Man muss darauf achten, wie die Geräte miteinander Kommunizierten. (Sie müssen dieselbe Sprache sprechen)
- Idealerweise von Anfang an mitplanen, auch wenn es noch nicht genützt wird
Definition Ambient Assisted Living (AAL)
Def.: Leben in einer durch ‘intelligente’ Technik unterstützten, assistierenden Umgebung, die sensibel und anpassungsfähig auf die Anwesenheit von Menschen und Objekten reagiert und dabei dem Assistenzbedürftigen und/oder dem Assistenzgebenden vielfältige Dienste leistet und Informationen bietet
Eigenschaften Ambient Intelligence (AmI)
- Kontextsensivität: - möglichst viele Informationen der Umgebung werden aufgenommen
- Personifziert: - System ist auf individuelle Bedürfnisse abgestimmt (tailor made)
- Antizipierend: - es kennt die individuellen Bedürfnisse, weil es lernt (“vorausschauend”)
- adaptiv: - passen sich fortwährend an
- ubiquitär: - in unserem Alltag überall integriert
nicht spür/sichtbar: - nicht sichtbar, nicht störend, nicht stigmatisierend
Was ist ein Betrieb ohne Nutzen?
Die Menschen in den Industrienationen halten sich zu 95 % ihres Lebens in Gebäuden auf. Die Qualität der Innenwelt ist deshalb für die Gesundheit und das Wohlbefinden von entscheidender Bedeutung. Drei grundlegende Anforderungen an Gebäude:
- Die Bedürfnisse der Menschen nach Wohlbefinden und Behaglichkeit müssen erfüllt sein (je nach Nutzungsart).
- Ein angemessener Schutz gegenüber dem Gefahrenpotential (für Mensch und Technik / Sachwert) muss gewährleistet sein.
Diese Anforderungen sollen bezahlbar (Investition + minimale Folgekosten) sein. => ökonomisch
Was sagt diese Grafig aus?
Interpretation: Energieverbrauch der Schweiz ist nicht entsprechend ihrem Wohlstand. Durchschnittlicher europäischer Wert.
Begriff Gebäudesystemtechnik
Die Gebäudesystemtechnik sind Systemkomponenten und Teilnehmern über einen Installationsbus. Die Intelligenz ist auf die Komponenten verteilt. Der Informationsaustausch erfolgt direkt zwischen den Teilnehmern.
Geben Sie 2 Verkaufsargumente sowie jeweils eine entsprechende Begründung an, wo der Nutzen der GA liegt
1. Kosten / Nutzen
Je höher die Funktion, desto tiefer ist das Preis-/Leistungsverhältnis.
2. Integrale Vernetzung
Durch die Vernetzung steigt der Komfort um Daten an den Orten zur Verfügung zu haben, wo sie benötigt sind und erhöht die Übersicht über das System.
3. Herstellerunabhängigkeit
Vor allem bei offenen bzw. standardisierten Systemen ist man nicht auf einen Hersteller angewiesen.
4. Nutzungsflexibilität
Insbesondere beim Zweckbau entsteht durch die
GA ein hoher Investitionsschutz,
Was ist ein Datenpunkt?
Bezeichnung für eine Ein- / Ausgabefunktion Ein Datenpunkt besteht aus allen zugehörigen Informationen wie Wert, Messbereich, Einheit.
Welche Informationen, Attribute oder Parameter kann ein Datenpunkt beinhalten (4 Möglichkeiten)
- Nominal- und Aktualwerte (Betriebszustand)
- Rückmeldung eines Zustandes
- Betriebsart
- Zugriffspriorität
- Anzahl Schaltzyklen
Ein Datenpunkt soll für ein Projekt bezeichnet werden. Welche Informationen beinhaltet ein Datenpunkt sinnvollerweise?
- Lokalisierung Ort (Gebäude, Raum, etc.)
- Anlage (HLK, E etc.)
- Funktion
- Datenpunkttyp
Aus welchen Informationen ist ein Datenpunkttyp zusammengesetzt?
- Format (Anzahl Bit)
- Codierung (Aufschlüsselung der Bits)
- Gültigkeitsbereich (z.B. –273 .... 65‘000)
- Einheit (z.B. °C)
Welche Funktionsbeschreibungsart wählen Sie um eine funktionale Ausschreibung zu erstellen?
- Prosa
- Automationsschema
- Evtl. Datenpunktliste
Was ist der Vorteil einer Funktionsbeschreibung mit einem State-Event-Diagramm (Zustandsdiagramm)?
- Sehr exakte Beschreibung
- Wenig Interpretationsmöglichkeit
- Direkte Umsetzung oft möglich
Welche Informationen sind in der Funktionsliste enthalten?
Datenpunkte, Grundfunktionen
Welchen Vorteil bringt mir eine ausgefüllte Funktionsliste?
Anzahl Datenpunkte und Anzahl Funktionen werden dargestellt. Übersicht über die Anlage und Komplexität der Anlage
Was muss bei einer integralen Raumautomation mit der Funktionsliste beachtet werden?
Die Funktionsliste orientiert sich stark an HLK und BACnet. Daher muss die Liste für andere Gewerke und Systeme entsprechend angepasst werden.
Was ist der Nutzen einer integralen Raumautomation?
- Kosteneinsparung bei der Nutzung gleicher Funktionen in mehreren Systemen
- Einsparung Beleuchtungsenergie um die 30 %
- Einsparung Heiz-/Kühlenergie um 5 – 10 %
Was sind Risiken einer integralen Raumautomation für Sie als Systemgenerator?
- Abgrenzung zu den Gewerken
- Systemdesign beachten (Überlastungen)
- kein Funktionitits... (keine unnötigen Funktionen)
Definition Gebäudeautomation (GA)
Überbegriff für die elektronische, programmierbare Steuerung und Regelung von Anlagen, Räumen (Raumautomation), Überwachungseinrichtungen, Daten- und Informationsübertragung resp. Kommunikation und einer Management- oder Leitebene. Früher wurde meist der Begriff MSRL(-Technik) verwendet (Mess-, Steuer-, Regel- und Leittechnik).
Zusammenhang Gebäudeautomation und Smart Building
Moderne Gebäude sind ohne Gebäudeautomation (GA) nicht mehr denkbar. GA führt zu mehr Komfort, Sicherheit, Energieeffizienz und einfacherem Betrieb. GA ermöglicht neue Funktionalitäten und eine Vernetzung mit Nutzern, Betreibern sowie internen und externen Infrastrukturen, weshalb der Begriff Smart Building entstand.
Begriff Interoperabilität
Fähigkeit unterschiedlicher Systeme, möglichst nahtloszusammenzuarbeiten
Aufgaben der GA
- Automatischer Anlagenbetrieb (HLKKSE-Anlagen), Anlagen-Steuerungen einzeln und im Verbund
- Technische Alarme, Zustand v. Anlagen, Fernüberwachung der Technik
- Nutzungs- und bedarfsabhängige Raumautomation (Beleuchtung, Beschattung, Heizung, Kühlung, Lüftung etc.)
- Sicherheit: Überwachen, Alarmieren
- Energieeffizienz sicherstellen
- Leit- oder Managementebene: zentrale Daten, Befehle, Parameter-Einstellungen, Schaubilder, Datenauswertung
- Verbindungen/Kommunikation über Bus-Systeme
Funktionen der GA
- Bedienfunktion
- Managementfunktion
- Prozessfunktion
- I/O-Funktionen
Bedienfunktion
- Bedienen der Anlage oder Teile der Anlage
- Alarmmeldungen versenden
- Informationen darstellen und in einfacher Form ausgeben (nicht aber sammeln und aufbereiten)
- Dokumentationen für den Betrieb und Unterhalt zur Verfügung stellen
- Hilfefunktionen über das System zur Verfügung stellen
Management Funktion
- Auswerten von Daten z.B. für die Betriebsoptimierung
- Protokollieren von Prozessinformationen, Datenwerte wie Wetterinformationen
- Projektieren von Änderungen (z.B. andere Raumaufteilung, Kostenabrechnung)
- Instandhaltung von Teilsystemen (z.B. Wechsel von Anlagenteilen planen)
Prozess- oder Verarbeitungsfunktionen
- Verknüpfungen von logischen Zuständen für Steuerungen
- Regelung von Licht, Heizung etc.
- Betriebsstundenzählung
- Zeitmanagement
- Überwachen von Anlagenteile
- Störungserfassung & Weitermeldung an die Managementstation
- Handbedienung für Notbetrieb oder manuellen Eingriff
I/O- oder E/A Funktionenen
- Sensorzustände messen
- Betriebszustände erfassen und melden (übertragen)
- Verbraucher schalten bzw. ansteuern (z.B. Motoren)
Aufbau Gebäudeautomation
- Leitebene = Managementebene (Computer)
- Automationsebene = Feldbus, DDC
- Feldebene/Anlagetechnik = Aktoren, Sensoren
Begriff Aktor
Aktor: werden meist antriebstechnische Baueinheiten bezeichnet, die ein elektrisches Signal (vom Steuerungscomputer ausgegebe-ne Befehle) in mechanische Bewegungen bzw. Veränderungen physikalischer Größen wie Druck oder Temperatur umsetzen
Begriff Sensor
Sensor: Ein Sensor wandelt die zu messende physikalische Größe in eine elektrische Größe um und verarbeitet diese so, dass die elektrischen Signale leicht übertragen und weiterverarbeitet werden können.
BACnet
BACnet ist ein Netzwerkprotokoll für die Gebäudeautomation
ZigBee-Endgeräte (zb. Leuchten) können sich in Stern, Baum, oder vermaschten Netzwerkschema verbinden und kommunizieren.
Anforderungen an eine erfolgreiche Immobilie
- Hohe Effizienz und Produktivität
Arbeitsproduktivität nimmt zu wenn Behaglichkeit stimmt -> GA hat direkten Einfluss auf Produktivität
- Optimierung Bewirtschaftungsprozess
Durch verschiedene Messsysteme kann die Performance verglichen und optimiert werden
- Attraktivität über den gesamten Lebenszyklus
z.B. Roche teilweise umgebaut, trotz kompletter Umnutzung musste GA nicht umgebaut werden
-> GA so aufbauen, dass komplette Umnutzung Gebäude möglich ist, GA soll helfen komplett unterschiedliche Nutzungskonzepte zu realisieren à Flexibilität
Bedeutung Innenraum
- Die Menschen in den Industrienationen halten sich zu 95 % ihres Lebens in Gebäuden auf.
- Die Qualität der Innenwelt ist deshalb für Gesundheit und Wohlbefinden und damit für die Arbeitsproduktivität von entscheidender Bedeutung.
- Je nach Zweckbestimmung eines Gebäudes können unterschiedliche Anforderungen an die Gebäudetechnik gestellt werden.
Wie stellen Sie sicher dass 2000 Büros energieoptimal betrieben werden?
- Nr.1 Arealmessung: man hat gemessen was in Gebäude reinkommt (7 Messstellen)
- Nr. 2: Jede Etage separat messen (Wäre man auf 750 Messstellen gekommen)
- Nr. 3 (gewähltes Konzept): Misst Grossverbraucher Lifte, Gastro separat ansonsten bei 2 Referenzgeschossen detailliert gemessen und beide Etagen optimiert -> anhand optimierter Parameter appliziert man Parameter auf andere Geschosse
Beschrieb Individueller Raum
- Hier stehen die individuellen Bedürfnisse nach Komfort, Ergonomie, Physiologie und Psychologie der wechselnden Benutzer im Mittelpunkt, Bsp.: Einzel- oder Gruppenbüros, Parzelle eines Grossraumes, Hotelzimmer, Wohnraum, etc.
Beschrieb Gemeinschaftsraum
Hier stehen die Bedürfnisse der „Durchschnittsbenutzer“ für Behaglichkeit, Kommunikation, organisatorische Effizienz, etc. als Massstab, Bsp.: Korridor, Treppenhaus, Restaurant, Bibliothek
Beschrieb Zweckräume
- Hier entstehen spezifische Aufgaben, Handlungen, Prozesse als Massstab
Bsp.: technische Räume, Lager, Parkhausebene
Systemabgrenzungen Gebäude
- Liegenschaftsportfolio
- Liegenschaft
- Gebäude
- Bereich
- Raum
- Segment
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-
Cartes-fiches
Busstruktur
Simple BUS Struktur findet man sehr häufig in der Gebäudeautomation. Wenn ein Gerät ausfällt, ist dies nicht tragisch
Vorteile:
- Direkte Verbindung aller Teilnehmer
- Einfache Verkabelung
- Der Ausfall eines Teilnehmers beeinflusst Rest nicht
Nahchteil:
Unterbrechung des Buskabels führt zu Teilausfall
Netzstruktur
SIG-B & SI-WAVE Protokolle
Vorteile:
- Bei Ausfall von Leitung oder Teilnehmer, System i.O.
- Sehr leistungsfähig
Nachteile:
- Hoher Verkabelungsaufwnd
- Aufwändige Handhabung
i.d.R. nur logisch erstellt (nicht physisch aufgebaut
Baumstruktur
In der Praxis nicht so oft anzutreffen
Vorteile:
- Flexible Installation
- Geringe Leitungsanzahl
Nachteile:
- Keine direkte Verbindung aller Teilnehmer
Unterbrechung des Buskabels führt zu Teilausfall
Vorraussetzungen Datenübertragung BUS
- Gleiches Medium (Luft)
- Gleicher Frequenzbereich
- Gleiche Sprache (Deutsch)
- Gleiche Interpretation (Feuer)
Übertragungsmedien
- Twisted-Pair (TP)
- Funk (RF)
- Powerline (PLC)
- Lichtwellenleiter (FO)
- Infrarot
Funk (RF,Radio Frequency)
Vorteil:
- Keine Leitungen
Nachteile:
- Beschränkte Reichweite
- Hohe Störanfälligkeit
- Offener Zugang
- Segmentierung schwierig
- Energie bei Aktoren
Heute wird immer mehr auf Funk gesetzt -> WI-FIFirst
Personenidentifikation RFID etc.
Jedoch Management- & Automationsebene wird immer noch verkabelt -> Sicherheitsaspekt und bessere Leistung
Geeignete Systeme sind z.B. nOcean, KNX RF, ZigBee, Z-Wave, LonWorks Wireless, WirelessHART
Twisted Pair (TP)
Vorteile:
- Preiswert
- Schnelle Übertragung
- Grosse Reichweiten
Nachteile:
- Störungen (el./ magn. Felder)
- Beschränkt Abhörsicher
STP = Shielded-twisted pair -> in der Praxis warden geschirmte Kabel oft nur 1-Seitig am Schrank angeschlossen. Teilweise fährt man mit einem ungeschirmten Kabel genau so gut
UTP = untwistet-shielded Pair
Fast alle Systeme in der Gebäudetechnik können über Twisted-Pair kommunizieren (EIB/KNX, LON, BACnet, SPS-Vernetzung, Backbone über Ethernet etc.)
Powerline (PLC)
Powerline (PLC)
Vorteile:
- Keine Busleitung
- Enerige immer vorhanden
Nachteile
- Hohe Störanfälligkeit
- Tiefe Überstragungsraten
- Einbau von Sperr- und koppelfilter
230 V Netze werden zusätzlich zur Datenübertragung genutzt.
Systeme mit Powerline in der Gebäudetechnik sind: Homeplug, Digitalstrom, KNX Powerline, LonWorks PLC, Zumtobel Onlite, X10.
Lichtwellenleiter FO (LWL, Glasfaser)
Vorteile:
- Sehr schnelle Übertragung
- Störungssicher
- Grosse Reichweiten
- Abhörsicher
- Dünnes leichtes Kabel
Nachteile:
- Konvektionierung (= Aufteilung oder Festlegung anwendungsspezifischer Endstücke und Abmessungen z.b. Kleidergrösse)
- Teure Geräte
- Mech. Belastung (Biegeraden etc.)
In der Gebäudetechnik werden Glasfaserkabel im Raum zur Zeit kaum verwen-det. Backbones oder sehr lange Strecken zwischen Gebäuden werden dagegen sehr wohl mit Glasfaserkabel ausgerüstet.
Horizontal ist es meist Kupfer
Infrarot (IR)
Infrarot (IR) Die Informationen werden über Lichtimpulse im nicht sichtbaren Bereich (Infrarotbereich) übertragen. Diese Anwendung ist in der professionellen Bustechnik nicht verbreitet, da sie anfällig für Kommunikationsunterbrüche ist. Diese Technik wird eher bei Endgeräten eingesetzt (z.B. Beam-it von Feller AG
Busszugriff
Kontrolliert: Master Slave Prinzip => Master sagt wer darf (bei einfachen Systemen) => (Zentrale Buszuteilung -> Dezentrale Buszuteilung)
Zufälliger: Jeder Teilnehmer kann zum beliebigen Zeitpunkt darauf zugreifen => Kollision erkennen -> Kollision auflösen)
Adressierung
Physikalische Adresse
- Metapher: Strasse + Hausnummer
- IP-Netzwerk: MAC-Adresse
- KNX: Phys. Adresse (1.2.3)
Logische Adresse
- Metapher: Anschrift Briefkasten
- IP-Netzwerk: IP-Adresse
- KNX: Gruppenadresse (2/4/33)
Überlegen Sie sich, wie die Netzwerkstruktur bei Ihnen zu Hause aussieht und zeichnen Sie sie grafisch auf.
siehe Bild
Wie könnte eine Netzwerkstruktur in einem zweistöckigen Zweckbau aussehen? Zeichnen Sie sie grafisch auf. Wo könnten die Unterschiede zum Wohnbau liegen?
Siehe Bild
Wie könnte eine Netzwerkstruktur für die GA in einem Grossobjekt aussehen? Stellen Sie sich dazu das Hochhaus „Bau 1“ vor. Zeichnen Sie sie grafisch auf. Wo könnten die Unterschiede im Vergleich zu einem kleinen Objekt liegen?
Siehe Bild
Dimensionen der Raumautomation
- Zusammenspiel von Raumhülle (Fassade) und Raumnutzung
- Einhaltung eines behaglichen Klimas (Temperatur, Feuchte, Luftwechsel, ...)
- Tageslichtnutzung in Abstimmung mit künstlicher Beleuchtung
- Erfüllung von Sicherheitsbedürfnissen (Zutritt, Gefahren)
- Belegungs- & nutzungsabhängige Optimierungspotentiale
- Einfaches & transparentes Bedien- und Visualisierungskonzept
- Bereitstellung von Informationen für Energiemanagement sowie Unterhalt
Funktionen Beleuchtung
- Konstantlichtregelung
- Tageslichtabschaltung
- Dämmerungsschaltungen
- Automatiklicht
Funktionen Sonnenschutz
- Sonnenautomatik des Blenschutzes
- Lamellennachführung
- Sonnenschutz-Thermoautomatik
Funktionen Heizen/Kühlen
- Zeitprogramm für Betriebsarten
- Präsenzumschaltung
- Fensterüberwachung
- Sommerkompensation
- Freie Nachtkühlung
Aufbau User-Interface GA
60% Struktur: Organisationsmodell, Welcher Arbeitsablauf?, Konzeptionelles Modell – Welche Methapher kennt der Benutzer?
30% Verhalten: Benutzer Unterstützung (Feedback), Editieren und manipulieren (Befehle auslösen), Navigation (Umsetzung)
10% Präsentation: Text (Beschriftung), Stil (Farbgestaltung), Layout (Platzierung der Elemente)
Usability Regeln
Regeln für eine gute Usability - Rückmeldung - Weniger ist mehr
- Streben nach Konsistenz - Dialog bei mehreren Schritten
- Vereinfachungen - Rückgängigkeit ermöglichen
- Einfaches Fehlermanagement - Aktiver Benutzer
Accessability
Zugang für alle (Gesetzliceh Grundlage), Arten von Behinderung (Temporäre, situative, Permanente Behinderungen)
Eckwerte (15% der Bevölkerung lebt mit einer Behidnerung, 10-20 stark behindert)
LOGO! Vorteile gegenüber konventioneller Technik
- Viel Platz im Schaltschrank, Minimaler Verdrahtungsaufwand, Programmieren und Bedienen am Gerät, Flexibilität bei Funktionsanpassungen, kann 20 Jahre lang programmiert werden (auch Rückgängig), Alle Funktionen in einem Gerät. Es ist DDC-Modul (wie kleine SPS, jedoch schneller). Entspricht baulich DIN 43880, sodass sie auf die Hutschiene eines Verteilers passt
Wie und Wo wird LOGO! eingesetzt?
Einsatzgebiete: im Privatbau, Zweckbau und Industrie für:
Einfache Maschinen (Verpackungsmaschinen, Transportbänder, sortieranlagen, Automaten, Sterilisatoren, Müllpressen)
Gebäudeautomation: (Lichtsteuerung, Erweiterungen v. Heizungssteuerungen, Tür- und Torsteuerungen, Zugangseinschränkung)
Sonstige Annwendungen: (Pumpstationen, Sonderfahrzeuge, Saune, Whirlpool, Schwimmbad, Tierzucht, Aquarium)
Positionierung für einfache Automatisierungsaufgaben, überwiegend für Standalone Anwendungen und bietet fertige Funktionen für verschiedenste Anwendungen, die in einer SPS explizit ausprogrammiert werden müssen!
Worauf wurde in der Entwicklung der LOGO! in den letzten 20 Jahren geachtet?
Erweiterbar, schneller, Ethernet-Schnittstelle, besseres Display, mehr Funktionen (Grund-/Sonderfunktionen), Kommunikation, Software Vereinfachung
Analoge/Digitale Ausgänge, welche werden wofür verwendet?
Digital = Ein / Aus (z.B. Taster, Schalter, Schwelle vor Tor) Schalter: behalten den Schaltzustand bei, Taster: kehren in Ausgangslage zurück (Klingel am Eingang/Alarmknopf)
Analog = Kurven/Schwingungen braucht zuerst digital (z.B. Temperatur Messer, Temperaturregler) à heute meistens Digital in GA
Grundfunktionen LOGO!
- AND (und)
- NOT (nicht)
- NOR (oder nicht)
- AND mit Flankenauswertung
- OR (oder)
- NAND (und nicht)
- XOR (exkl. oder)
- NAND mit Flankenauswertung
siehe Bild
Unterschied LOGO! und Arduino
Arduino ist die billigere Variante als LOGO ist jedoch aufwändiger in der Programmierung
Software Arduino IDE
- «Integrated Development Environment»
- Ist eine Software zum Programmieren von allen Arduino Geräten
- Basiert auf der Programmiersprache C / C++
Arduino: Was bedeutet void loop oder serial plotter?
Serial Plotter: Zeigt alle aufgezeichneten Daten als Grafik an
Void Loop = Definition des Programmablaufs, welcher nach dem Starten pausenlos durchgeführt wird.
Eigenschaften Smarte Technologien
- intelligente Vernetzung verschiedener Gegenstände untereinander
- intelligente Vernetzung Objekte untereinander
- intelligente Vernetzung nach außen
- intelligente Vernetzung über das Internet
Definition Smart City
"Eine Smart City bietet ihren Bewohnern maximale Lebensqualität bei minimalem Ressourcenverbrauch dank einer intelligenten Verknüpfung von Infrastruktursystemen (Transport,Energie, Kommunikation, etc.) auf unterschiedlichen hierarchischen Stufen (Gebäude, Quartier, Stadt).
"Intelligent" ist in diesem Zusammenhang nicht automatisch mit "IT" gleichzusetzen. Bei ähnlicher Performance sind passive oder selbstregulierende Mechanismen den aktiv geregelten Ansätzen vorzuziehen."
Wieso braucht es Smart Cities?
- Anstieg der Weltbevölkerung auf 9,2 Mrd. bis 2050
- Ab 2015 schrumpft erstmalig die Landbevölkerung
- Zunahmen der Urbanisierung (Verdoppelung bis 2050)
à Bis 2050 Bereitstellung von neuem Stadtraum für weiter 3,4 Mrd. Menschen
à Zukunftsmarkt mit Investitionsprognose bis 2030: 350 Mia. USD
à Vorreiterrollen Europa: Bsp.: Köln, Stockholm, London, Barcelona, etc.
à immer mehr Leute > immer weniger Fläche > steigende Quadratmeter
Paradigmenwechsel auf allen Technologieebenen
- Energie von Zentralisierte Systeme zu dezentralisierte Systeme
- Bauen von Standardisierung zu individualisierte Energiehäuser
- Mobilität von Individualmobilität zu nachhaltig, vernetzte Mobilität
- Arbeit von Linear/strukturiert zu Ubiquitär/Echtzeit
- Märkte von Produkte --> Kunde zu System --> Stadt
Ziele der Stadt von Morgen
- Energie: Emissionsfrei erzeugen & speichern
- Mobilität: Multimodale Mobilitätssysteme
- Planen & Bauen: Gebäude als klimaaktive Kraftwerke
- Produktion & Logistik: Urbane Produktion und Versorgung
- Information Kommunikation: IKT-Plattform für Smartcities
- Urbane Prozesse Organisation: Kollaborative Entscheidungsprozesse
- Sicherheit & Schutz: Widerstandfähige Gebäude & Infrastruktur
- Konvergenz der Stadtsysteme: Stadtintegration in Tech.-Management
à Berücksichtigung der Vielfalt aller Prozesse ist entscheiden
- Fortbewegung, Parken, Einkaufen, Spielen, Arbeiten, Warten, Spazieren, Kommunikation,
Entspannen, Transport, Instandhaltung und Wohnen
4 Aspekte Nachhaltigkeit Smart City
- Ökonomie: Generelles Einkommen & Beschäftigung für die Bewohner
- Sozial: Gerechte Aufteilung (Klassen, Rassen und Geschlecht) des städtischen Wohlbefindens (Sicherheit, Gesundheit und Bildung)
- Umwelt: Zukunftsschonende und reproduzierbare Nutzung der natürlichen Ressourcen
- Governance: Aufrechterhaltung der Stabilität, Teilnahme (der Bewohner) und der Gerechtigkeit
Leistungskennzahlen (KPI's) & Stadards mit denen man eine Smart Sustainable City definiert:
- ICT (Information- und Kommunikationstechnik - Nachhaltigkeit der Umwelt
- Produktivität
- Lebensqualität
- Infrastruktur
- Gerechtigkeit und Sozialwesen
Zusammenhang Smart City und Urban FM
- Schnittstelle Smart City und FM
- Verschiedene Infrastrukturen, Energieversorgungssysteme, Kommunikation, Informationsnetzwerk, Services (Abfallentsorgungen etc. ) für all diese Ebenen braucht man Infrastrukturen und diese haben verschiedene Lebenszyklen, hier ist das FM relevant
- Smart Cities haben oft auch Technologie mit Smartness
- Systeme mit kurzen Lebensdauer können Städte nicht selbst zahlen, brauchen sie Investoren.
Paradigmenwechsel im Gesundheitswesen und für das FM benennen
Allgemein Gesundheitswesen:
- Kosten nehmen zu
- Ältere Menschen haben die höchsten Gesundheitskosten
- Gesamtbevölkerung nimmt zu
- Menschen werden immer älter
- Multimorbidität à verschiedene Krankheiten miteinander
- In Zukunft werden weniger Menschen in die KK einzahlen
- Bedarf an Pflegepersonal nimmt zu
- Bewohner / Patienten haben andere Bedürfnisse (offen gegenüber neuen Technologien & alltags Hilfen)
- Es gibt neue Wohnformen im Alter (mit Services, …)
Auswirkungen Paradigmenwechsel im FM
- Altersgerechtes Bauen (mehr pbFM)
- Alte Gebäude umbauen
- WIFI
- Platz sparen, Wohngemeinschaften
- Schulungen / Workshops für ältere Menschen
- Mehr Personal im FM (mehr TGM, da RG durch Roboter)
- FM als Service (Zimmerreinigung)auch im Privathaushalt
Trends Smart Home
- Häuser werden immer «intelligenter»: Von Smart Home und AAL zu AmI
- AAL = Ambient Assisted Living à z. dt. Umgebungsunterstütztes Wohnen // AmI = Ambient Intelligence
- Wohnen und Leben erfolgt immer «integrierter»: Plattformökonomie & integrierte Services
- Kunden werden immer «individualisierter»: Konzeptionieren & Flexibilisierung der Nachfrage
- Man muss darauf achten, wie die Geräte miteinander Kommunizierten. (Sie müssen dieselbe Sprache sprechen)
- Idealerweise von Anfang an mitplanen, auch wenn es noch nicht genützt wird
