Maschinelles Lernen im Baugewerbe

Deep Learning revolutioniert Gebäudemanagementsysteme

Dieses Unternehmen aus Montreal möchte, dass Gebäudemanager künstliche Intelligenz vermehrt einzusetzen, um die Energieeffizienz ihrer Gebäuden zu optimieren
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Erst vor kurzem schaffte es ein in Montreal ansässiges Unternehmen in die Liste der 100 besten Erfindungen des Time Magazine: Als erstes Unternehmen weltweit setzt diese Firma auf Technologie zur Energie- und Komfortoptimierung in der Gebäudeverwaltung, die auf künstlicher Intelligenz basiert.

Das im Mai 2019 von Geschäftsführer Sam Ramadori und Chief Technology Officer Jean-Simon Venne gestartete Unternehmen BrainBox AI setzt selbstlernende KI und fortschrittliches Deep Learning ein, um die Beheizungs- und Kühlungstechnologien für Gebäude zu optimieren. Bei der Ausarbeitung der revolutionären Technologie orientierte sich Venne zunächst an der Technologie für autonome Fahrzeuge, die pro Millisekunde Tausende Vorhersagen über die unmittelbare Zukunft treffen kann. Für ihn war klar, dass die gleichen Prinzipien auf die Automatisierung von HLK-Systemen angewendet werden könnten, um die Temperatur eines Gebäudes zu steuern und es zugleich autonomer zu gestalten.

Gebäude stellen einen der Hauptfaktoren für den Klimawandel dar: Sie sind für beinahe 40 % der Kohlendioxidemissionen in den Vereinigten Staaten und 20 % der Treibhausgasemissionen weltweit verantwortlich. HLK-Systeme tragen dabei maßgeblich zu diesen Emissionen bei.

Die Wartung ineffizienter Gebäudesysteme kommt Immobilienunternehmen teuer zu stehen. Dazu kommt: In den vergangenen Jahren wurden in der Sparte kaum Innovationen hervorgebracht. Das stellt Jamie Hahn, Vertriebsleiter von BrainBox in den USA, deutlich fest. Künstliche Intelligenz könnte das Immobiliengeschäft von Grund auf revolutionieren.

Digital Arbeiten mit Bluebeam

„Die derzeitigen Gebäudemanagementsysteme sind sehr statisch und auf Regeln und Zeitpläne ausgelegt – dabei verkörpern Gebäude das genaue Gegenteil: Sie sind dynamisch und verändern sich ständig; sei es durch neue Nutzungskonzepte, Belegungen oder Wettereinflüsse, die sich alle auf den Gebäudebetrieb auswirken. Gebäude brauchen eine anpassungsfähige Lösung“, so Hahn.

Die KI von BrainBox kommuniziert in Echtzeit mit der Cloud und bietet dem HLK-System eines Gebäudes so „einen Blick in die Zukunft“. Sobald die kleine Blackbox installiert ist – was nur wenige Stunden dauert –, beginnt sie, alle Bereiche des Gebäudes zu analysieren. Anhand mehrerer Datenpunkte aus den Zugangskontrollsystemen des Gebäudes sowie anhand von Daten zur Außentemperatur, zum Wetter und zur Energieversorgung sagt BrainBox die Wärmeverhältnisse des Gebäudes voraus und ermittelt sowie implementiert dann alle potenziellen HLK-Optimierungen. Alle fünf Minuten nimmt das System minimale Anpassungen vor.

„Wir können den Energieverbrauch proaktiv optimieren, gleichzeitig den Komfort für die Bewohner verbessern und dabei den CO2-Ausstoß verringern“, so Hahn.

Kaum installiert, schon kann es losgehen

BrainBox kann überall dort eingesetzt werden, wo ein zentrales HLK-System vorhanden ist, welches die Temperatur eines Großteils der Fläche eines Gebäudes regelt, und wo es ein Gebäudemanagementsystem gibt, das ein offenes Kommunikationsprotokoll unterstützt.

„Im Gegensatz zu anderen Lösungen auf dem Markt geht es bei uns nicht darum, Altes zu entfernen um es mit Neuem zu ersetzen,“ so Hahn. „Stattdessen zielen wir darauf ab, die bereits vorhandenen HLK- und Steuerungssysteme zu ergänzen und zu optimieren.“

Es dauert sechs bis acht Wochen, bis die KI die Zusammenhänge zwischen den Abläufen innerhalb des Gebäudes und den Wettereinflüssen erkennen kann.

Mithilfe von mehr als 25 maßgeschneiderten Algorithmen in Echtzeit steuert das BrainBox KI-Modul das bestehende HLK-System so, dass es intelligenter und effizienter arbeitet. Je mehr Daten das System sammelt, desto besser kann es vorhersagen, wie ein Gebäude auf künftige Veränderungen reagieren wird. So kann die Energie- und Kosteneffizienz weiter gesteigert werden.

Der Konkurrenz voraus

Jeden Tag kommen neue Technologien auf den Markt. Doch BrainBox weist ein wertvolles Alleinstellungsmerkmal auf: Das System erfasst nicht nur Analysedaten, sondern hilft bei der Umstellung von einem reaktiven auf ein vorausschauendes Gebäudemanagementsystem.

„Jeden Tag generieren Gebäude eine enorme Menge an Daten“, so Hahn, „und es gibt Lösungen, die diese Daten erfassen und sie nach einem bestimmten System analysieren. Um Ergebnisse mit Mehrwert zu erzielen, muss sich jedoch jemand – im Idealfall ein Mensch – mit den gewonnenen Erkenntnissen beschäftigen.“

„Bei unserem Ansatz handelt es sich um einen geschlossenen Kreislauf, in dem wir nicht nur beobachten und lernen, sondern die ermittelten Optimierungsmöglichkeiten auch tatsächlich in Echtzeit umsetzen“, erklärt Hahn weiter.

Sobald BrainBox ein Gebäude komplett erfasst hat, kann es die zukünftige Raumtemperatur in allen Räumen des Gebäudes zwei bis vier Stunden im Voraus mit einem extrem hohen Genauigkeitsgrad vorhersagen – in der Regel beläuft sich dieser auf über 95 %.

„Da das System die Zukunft voraussieht, nimmt es präventiv strategische Anpassungen und Einstellungen an den vorhandenen Anlagen vor, so dass wir unerwünschte Temperaturschwankungen verhindern oder ausgleichen können, bevor sie überhaupt auftreten“, beschreibt Hahn.

Ein klarer Mehrwert

Für Skeptiker mag ein System, dass innerhalb von nur drei Monaten erhebliche Energie- und Kosteneinsparungen herbeiführt, zu sehr nach einer Wunschvorstellung klingen. Genau hier liegt eine der großen Herausforderungen, der BrainBox bei der Bewerbung und Einführung der Technologie im Baugewerbe und Gebäudemanagement gegenüberstand.

„Künstliche Intelligenz ist in der Immobilienbranche immer noch ein relativ neues Phänomen. Das bedeutet, dass wir für unsere Kunden einiges an Aufklärungs- und Überzeugungsarbeit leisten müssen“, erklärt Hahn.

„Im Endeffekt ist es wie bei einem autonomen Fahrzeug: Wenn man zum ersten Mal die Hände vom Steuer nimmt, kann das ganz schön beunruhigend sein. Doch mit unserem Ansatz verliert der Gebäudemanager nie die Kontrolle über unser System; er kann das Steuer jederzeit wieder in die Hand nehmen,“ führt er weiter aus.


WEITERE INFORMATIONEN ZUR EINFÜHRUNG VON TECHNOLOGIEN:


Darüber hinaus erfordern die meisten Lösungen für energieeffiziente Gebäude hohe Vorabinvestitionen. Oftmals ist die Einführung der Technologie dabei mit Verzögerungen und Wartezeiten verbunden. Da BrainBox so schnell installiert werden kann, handelt es sich um eine höchst skalierbare Technologie. Dank der Bepreisung auf Abonnementbasis kann die Lösung zudem zu äußerst geringen oder gar keinen Vorabinvestitionen eingesetzt werden.

Die Onboarding-Einrichtungsgebühr beläuft sich je nach Größe des Gebäudes auf wenige Cent pro Quadratmeter. Danach basiert der Pauschalpreis laut Hahn auf der Quadratmeterzahl und dem Energieverbrauch des Gebäudes.

„In der Regel erzielen wir für unsere Kunden bereits innerhalb der ersten paar Monate einen positiven Kapitalfluss. Zu dem Zeitpunkt, an dem wir aktiv mit der Optimierung des Gebäudes beginnen, erzielen wir dann für gewöhnlich so hohe Einsparungen, dass die Kosten für das Abonnement innerhalb der ersten zwei bis drei Monate kompensiert werden“, beschreibt Hahn.

Die Zukunft ist vielversprechend

In Zeiten, in denen Kapitalanleger ihr Kapital ausschließlich in kohlenstoffarme oder -neutrale Immobilien investieren möchten und in denen immer mehr Großstädte Vorschriften und Gesetze zur Dekarbonisierung erlassen, verlangen Mieter von ihren Vermietern klimafreundliche Wohnräume.

„Angesichts der hohen Strafen und Bußgelder, die in diesem Bereich auf uns zukommen, beobachte ich tiefgreifende Umstrukturierungen in der Immobilienbranche. Bereits heute wird vielfach mit einem Umbau der Immobilien begonnen, um sie kohlenstoffärmer und umweltfreundlicher zu gestalten“, so Hahn.

Die BrainBox-Technologie kommt auf mehr als 11 Millionen Quadratmetern Gebäudefläche – darunter Hotels, Bürotürme, Lebensmittelgeschäfte, Flughäfen und Einkaufszentren – in 17 Ländern auf fünf Kontinenten zum Einsatz. Das Ziel: Die CO2-Emissionen dieser Gebäude um bis zu 40 % zu reduzieren.

Dane Ellerton ist der Gebäudemanager eines 15-stöckigen Bürogebäudes in Montreal, Quebec. Durch einen Arbeitskollegen erfuhr er von BrainBox und war so begeistert, dass er das System kurz nach der Markteinführung im Jahr 2019 installieren ließ.

„Wir waren auf der Suche nach einer Lösung, mit der wir unsere unsere Energiekosten senken und gleichzeitig den Wohnkomfort unserer Mieter erhöhen könnten“ so Ellerton.

„Der Installationsvorgang war denkbar einfach: Wir haben dem BrainBox AI-Team im Endeffekt nur die Tür zum IT-Kontrollraum im Keller geöffnet und schon ging es los. Heute können wir monatlich etwa 15 % an Energiekosten einsparen. Ein weiterer erfreulicher Nebeneffekt, den die Nutzung von BrainBox mit sich bringt, ist der enorme Rückgang von Mieterbeschwerden: Früher bekamen wir jede Woche zehn Beschwerden mit direktem Bezug auf das HLK-System. Heute sind es nur noch ein bis zwei.“

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