Digitalisierung in der Gebäudetechnik

Die Digitalisierung dominiert unseren Alltag. Sie beeinflusst beinahe jeden Bereich unseres Berufslebens. Dieser Bericht gibt einen Überblick über die Digitalisierung in der Gebäudetechnik. Der Begriff 'Gebäudetechnik' umfasst hier die Bereiche Heizungsbau, Klima- und Lüftungstechnik, Sanitär sowie elektrotechnische Anlagen, die Teile von Gebäuden sind.

Nicht nur im Hinblick auf die Klimakrise wird die interdisziplinäre Betrachtung von Bauprojekten immer wichtiger. So kann beispielsweise die notwendige Energieverbrauchsreduktion und der effiziente Einsatz von erneuerbaren Energien sichergestellt werden. Wie diese Swissolar-Studie, die im Auftrag von EnergieSchweiz erstellt wurde, aufzeigt, können digitale Werkzeuge und Vorgehensweisen wie die BIM-Methode dabei entscheidend unterstützen. Die Integration von neuen erneuerbaren Energien kann in der Gebäudetechnik mit digitalen Hilfsmitteln effizienter gestaltet werden, da sich die Möglichkeit bietet, Stromproduktion und -nachfrage sehr lokal aufeinander abzustimmen. Dies bedingt das flexible Zusammenspiel von elektrotechnischen Anlagen und HLKS (Heizung, Lüftung, Klima, Sanitär).

Expertenmeinungen zu Chancen und Risiken

In Gesprächen und Diskussionsrunden mit Experten wurden die Chancen, Risiken und Herausforderungen der Digitalisierung erörtert. Anschliessend wurde unter den Mitgliedern der beiden Verbände suissetec (Schweizerisch-Liechtensteinischer Gebäudetechnikverband) und Swissolar (Schweizerischer Fachverband für Sonnenenergie) eine Umfrage gemacht. Dabei wurde festgestellt, dass die Baubranche im Vergleich zu anderen Branchen (noch) wenig digitale Methoden und Geräte verwendet. Auch im Gebäudetechnikbereich bieten sich noch viele Möglichkeiten, Digitalisierung anzuwenden. Dies bedingt jedoch die stärkere Verbreitung einer interdisziplinären Herangehensweise. Auf Basis der Experteninterviews und der Umfrage haben die Autoren anschliessend untersucht, wie sich Digitalisierung in den verschiedenen SIA-Phasen eines Bauprojektes auswirkt:

  • In der strategischen Planung und in den Vorstudien werden grundlegende Weichen für ein Bauprojekt erstellt. Digitalisierung spielt insbesondere dort eine Rolle, wo Daten zur Umgebung gesammelt und visualisiert werden. Zum Beispiel können heute sehr viele Informationen den öffentlichen Geoinformationssystemen entnommen werden, die Einfluss auf ein Bauprojekt und damit auch auf die Gebäudetechnik haben können, z.B. Angaben über die Luftqualität, über die Lärmbelastung etc. Die Digitalisierung und Verwertung von Daten tragen hier zu fundamentalen Weichenstellungen bei. Es gilt, die vorhandenen Daten gezielt für Vorstudien, auch vor dem Hintergrund Raum, Umwelt und Klima einzusetzen.
     
  • In der Projektierung gewinnt die BIM-Methode (Building Information Modelling) an Bedeutung. Diese Methode wird meist über die gesamte Projektphase angewandt. Dabei werden die Daten eines Bauprojektes zentral gespeichert und dargestellt, sodass eine einfachere Koordination zwischen den einzelnen Planern wie z.B. Gebäudetechnik-, Elektroplaner etc. möglich wird. Vor allem bei grossen Bauprojekten werden derzeit die Vorteile dieser Methode genutzt. Diese Anwendung bedingt aber kompatible, digitale Schnittstellen, an deren Normierung auch in internationalen Gremien gearbeitet wird. Auch Visualisierungen spielen in der Projektierung eine Rolle. Möglicherweise werden dazu künftig auch vermehrt Technologien wie Augmented und Virtual Reality zum Einsatz kommen. Die verbesserte Koordination, die durch die BIM-Methode ermöglicht wird, kann auch zu einer besseren Abstimmung von HLKS und Elektroinstallation führen, was nebst einer effizienteren Arbeitsweise auch zu einer besseren Nutzung von erneuerbaren Energien führen kann.
     
  • Während der Ausschreibungs- und Realisierungsphase kommen neben der BIM-Methode auch andere Aspekte der Digitalisierung zum Einsatz. So kann die Sicherheit der Baustelle per Videoüberwachung und mit Drohneneinsatz aus der Ferne überwacht werden. Lieferketten können per RFID-Chips eingehalten und kontrolliert werden. Vereinzelt kommen auch neue Baumethoden, z.B. mit Robotern und 3D-Druck, zum Einsatz. Die Kommunikation mit digitalen Hilfsmitteln zwischen den verschiedenen am Projektbeteiligten gewinnt immer mehr an Bedeutung. So können Termine koordiniert, Sitzungen organisiert und wichtige Informationen an die Zuständigen weitergegeben werden.
     
  • Ist ein Gebäude fertig erstellt, beginnt die Bewirtschaftungsphase. Hier spielen vernetzte Geräte (Internet of Things) eine zunehmend wichtige Rolle in der Gebäudetechnik. Ein Hindernis bildet dabei derzeit das Abstimmen der Schnittstellen zwischen den einzelnen Geräten. Digitale, plattformbasierte Ansätze zur Integration der Systeme müssen diesbezüglich vorangetrieben werden. Dies ermöglicht das optimale Zusammenspiel zwischen Stromproduktion, z.B. Photovoltaik, und lokalem Verbrauch.
     
  • Schliesslich sind die Datensicherheit und der Datenschutz Themen, die über alle Projektphasen, Hierarchiestufen und über alle Anwendungen eine sehr wichtige Rolle spielen und immer berücksichtigt werden müssen.

Sinnvolle Verknüpfung von Daten und Abläufen

Bei der Digitalisierung im Bauwesen geht es häufig darum, bisher isoliert verwendete oder gar nicht erhobene Daten miteinander zu verknüpfen. Die Verwendung räumlicher Daten in der Planung ist mit digitalen Modellen wie CAD schon lange Standard. Neu hinzu kommt die Verknüpfung der digitalen Modelle verschiedener Gewerke, z.B. Gebäudetechnik- und Architekturmodell, sowie die Verknüpfung der digitalen Modelle mit physischen Geräten und Infrastrukturen über die gesamte Projektdauer (inklusive Betrieb).

Die Betriebsgrösse bestimmt den Digitalisierungsgrad

Je nach Unternehmensgrösse unterscheidet sich die Digitalisierung von Geschäftsbereichen. So zeigt die Umfrage, dass in kleinen Unternehmen (weniger als 50 Mitarbeiter) vor allem die Bereiche Planung und Datenaustausch digitalisiert sind. In grösseren Unternehmen ist auch das Produkt- und Serviceangebot digitalisiert. Eine mögliche Interpretation wäre, dass sich Digitalisierung zuerst in Fachbereichen (z.B. der Planung) mit spezialisierten Werkzeugen durchsetzt, später kommen nach und nach weitere Bereiche hinzu (z.B. mit ERP – Software).

Optimierung und Gewinn

Vor allem die Optimierung von Kosten und die Effizienzsteigerung sind ausschlaggebend für den Entscheid, digitale Tools und Prozesse zu nutzen oder solche zu verkaufen. Dadurch wird erhofft, konkurrenzfähig zu bleiben.

44 % der Befragten gehen davon aus, dass zunehmende Digitalisierung mehr Umsatz generieren wird. Nur eine Minderheit von knapp 12 % glaubt, dass der Umsatz durch Digitalisierung zurückgehen wird. Mehr Umsatz wird vor allem durch Energieverbrauchsoptimierung und durch den «Spassfaktor» erwartet. Auch hier unterscheiden sich grosse Unternehmen stark von anderen: In grossen Unternehmen mit mehr als 250 Mitarbeitern erwarten die Verantwortlichen vor allem durch effizientere Prozessabläufe eine Steigerung des Umsatzes. Dies könnte dadurch erklärt werden, dass solche Prozesse heutzutage meist erst ab einer bestimmten Grösse digitalisiert werden.

49 % erwarten eher eine Erleichterung als einen Mehraufwand durch die Digitalisierung; 30% gehen von einem Mehraufwand aus. Diese Tendenz gilt vor allem bei grossen Unternehmen, bei kleinen und Kleinstunternehmen erwartet nicht einmal die Hälfte der Geschäftsführer eine Erleichterung durch Digitalisierung. Dies könnte daran liegen, dass für kleinere Unternehmen der Einsatz eines neuen Tools oder neuer Prozesse verhältnismässig mit grösserem Aufwand verbunden ist.

Vorteil und Hemmnisse

Mehr als die Hälfte aller Befragten sieht eine Stärkung der Kundenbindung durch die Digitalisierung. Dabei spielt die Grösse der Betriebe keine grössere Rolle.

Als grösste Hindernisse werden fehlende Standards und Datenschnittstellen empfunden, dicht gefolgt von fehlenden Kompetenzen. Möglicherweise sind bestehende Standards und Schnittstellen auch zu wenig bekannt. Auch als starkes Hindernis gelten unausgereifte technologische Lösungen. Hingegen wird fehlendes Kundeninteresse nicht als grosses Hindernis gesehen. Auch hier überschneiden sich die Antworten von grossen und kleinen Unternehmen.

Know-how bringt's

Die Aus- und Weiterbildung der Mitarbeiter gewinnt mit steigender Digitalisierung an Bedeutung. Hier zeigt sich, dass noch in wenigen Unternehmen alle Mitarbeiter über entsprechende Weiterbildungen verfügen.

Am meisten wurden Weiterbildungen oder Informationen in der Planung und Wartung/Überwachung und in Serviceangeboten angegeben. Diese Bereiche sind oft bereits digitalisiert oder werden bald digitalisiert werden. So wird in der Planung bei grösseren Bauprojekten immer häufiger die BIM-Methode eingesetzt, die eine digitale Vernetzung verschiedener Gewerke ermöglicht. In der Wartung spielt die Fernüberwachung eine immer wichtigere Rolle. Bei grossen Unternehmen werden vermehrt Weiterbildungen für betriebliche Prozesse angegeben. Da solche Prozesse, die zur Digitalisierung geeignet sind, vor allem in grossen Unternehmen stattfinden, überrascht dieses Resultat kaum. Big Data/ Datenanalyse und AI, sowie neue Geschäftsmodelle und Digitalisierungsstrategie werden seltener als Inhalte von Weiterbildungen angegeben.

Quelle: Siemens

 

Zusammenfassung der Umfrageergebnisse

Die Auswertung der Befragung der Mitglieder von suissetec und Swissolar bringt u.a. folgende Erkenntnisse:

  • Vor allem die Bereiche Planung und Datenaustausch sind digitalisiert. Bei grösseren Unternehmen spielt Digitalisierung auch für das Produkt- und Serviceangebot eine Rolle.
  • Hauptmotivation für Digitalisierung ist die Kostenoptimierung.
  • Eine weitergehende Digitalisierung wird tendenziell mit steigendem Umsatz verbunden und stärkt die Kundenbindung.
  • Als grösste Hindernisse werden fehlende Standards und Datenschnittstellen empfunden, dicht gefolgt von den fehlenden Kompetenzen. Auch als starkes Hindernis gelten unausgereifte technologische Lösungen.
  • Weiterbildungen werden vor allem in den Bereichen Planung und Wartung/ Überwachung und Serviceangebote besucht.
  • Im Bereich Elektroinstallation ist eine höhere Digitalisierungsrate als im HLKS-Bereich zu erkennen. Photovoltaik-Installateure sind bereits stark damit konfrontiert. Dies erschliesst sich daraus, dass Swissolar-Mitglieder eine höhere Digitalisierungsrate zeigen als suissetec-Mitglieder. Ein Grund könnte sein dass bei suissetec mehrheitlich HLKS-Betriebe geantwortet haben, und bei Swissolar mehr Elektroinstallateure.
  • Im Bereich Herstellung und Vertrieb scheint die Digitalisierung etwas weiter verbreitet zu sein als in den Bereichen Planung, Bau und Installation oder Service.

Für die Gebäudetechnikbranche mit ihren meist sehr kleinen Betrieben ist die Weiterentwicklung der Digitalisierung eine grosse Herausforderung. Oft wird dabei übersehen, dass es meistens darum geht, heutige analoge Prozesse in digitaler Form abzubilden und Intelligenz richtig zu vernetzen. Eine offene und neugierige Haltung kann helfen, sinnvolle von weniger sinnvollen Anwendungen zu unterscheiden und die Digitalisierung als Chance zu nutzen.

Die Verbände können mit Informationen, Weiterbildungsangeboten und Mitarbeit bei der Standardisierung die Branche unterstützen, aber es liegt auch in der Verantwortung jedes einzelnen Unternehmens, die digitale Transformation mitzugestalten. Denn sie kommt sowieso. 

 

Veranstaltungshinweise


Fachkurse

 

Digitalisierung in der Gebäudetechnik, vollständiger Bericht (Swissolar, PDF)

Digital bauen, BIM ist mehr als nur der Wechsel von 2D-Plänen auf 3D-Modelle (Artikel, bulletin.ch)

Für zukunfts­weisende Gebäude, Energieeffizienzmassnahmen (Artikel, bulletin.ch)

Energieeffiziente Konzepte richtig umsetzen, Gebäudetechnik ganzheitlich betrachtet (Artikel, bulletin.ch)

Erfolgreiche Netzintegration von E-Mobilität (Blog)

Die Zukunft der Arbeit, (Blog)

IT-Trends 2019: Internationale Studie über intelligente Technologien (Blog)

Digital wird normal (Blog)

 

Quelle: energieSchweiz (Auszüge aus der Studie)
Foto: pixabay

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