Digitaler Zwilling: Für Gebäude der Zukunft

Kaum ein anderes Thema prägt die Industrie und die Gesellschaft auf der ganzen Welt so stark wie die Digitalisierung. Neben Produkten, Lösungen und Dienstleistungen ist die Digitalisierung auch bereits im Bereich der Gebäudeautomation bzw. technischen Gebäudeausrüstung angekommen. So gilt es Neubauten aber auch Bestandsgebäude zu digitalisieren, die Arbeitsweisen zu vereinfachen und die Effizienzpotenziale von Liegenschaften voll auszuschöpfen.

Digitale Zwillinge stellen zukünftig die Grundlage für den Neubau als auch für den Gebäudebetrieb und -ausbau dar. Sie sind die Basis für die Industrie 4.0, Smart Buildings oder auch Smart Citys und beschleunigen Megatrends wie IoT, dem Internet der Dinge (engl. Internet of Things). Dabei dienen smarte IoT-Produkte zur Verknüpfung von der realen Welt und dem digitalen Kosmos. Digitale Zwillinge bieten nicht nur maximale Transparenz, sondern bringen weitere Chancen und Vorteile wie die Vernetzung von Produkten zur intelligenten Kommunikation, der systemübergreifenden Steuerung und Regelung, der Effizienzsteigerung und dem hohen Analysepotenzial. Auch neue Servicekonzepte wie Predictive Maintenance lassen sich mit dem digitalen Zwilling realisieren.

Digitaler Zwilling von Gebäuden: Transparentes Monitoring und Steuerung des Gebäudezwillings über eine IoT-Plattform

Was ist ein digitaler Zwilling?

Zum digitalen Zwilling findet man viele verschiedene Ansätze, sucht jedoch vergebens nach einer klaren und allgemein anerkannten Definition. Grundsätzlich ist mit dem digitalen Zwilling eine digitale Kopie bzw. Abbild von materiellen oder immateriellen Objekten, Prozessen oder Dienstleistungen gemeint. Digitale Zwillinge sammeln und veranschaulichen Daten mit Hilfe von IoT-Produkten auf einer IoT- bzw. Cloud-Plattform. Die gesammelten Daten werden herstellerneutral und einheitlich dargestellt und ermöglichen höchste Datentransparenz. Digitale Zwillinge sorgen somit für Analysepotenzial zur Steigerung der Effizienz oder dem Erschließen von weiteren Dienstleistungen.

Digitaler Zwilling von Gebäuden

Auch im Bereich des Gebäude- bzw. Facility Managements gewinnen digitale Gebäudezwillinge immer mehr an Bedeutung – und das auch zu Recht. Sie sind das virtuelle Abbild eines physischen Gebäudes, inklusive der gesamten technischen Gebäudeausrüstung (TGA) wie Sensoren und Aktoren sowie der eingesetzten Gebäudesysteme.

Für sogenannte Smart Buildings oder auch Gebäude der Zukunft bildet der digitale Zwilling die Basis. Denn Datentransparenz, sprich das Gebäude (dessen energetischer Fluss und die Raumnutzung) genau zu verstehen, ist die Grundlage für smarte und automatisierte Services.

IoT-Produkte wie LoRaWAN Sensoren bilden die Vorraussetzung und können als Brücke zwischen realen Gebäuden und deren digitalem Abbild verstanden werden. Ein digitaler Gebäudezwilling (engl. digital building twin) besteht zumal aus verschiedenen Komponenten bzw. Produkten:

  • IoT-Sensoren-/Aktoren, die jegliche Zustände (Temperatur, CO2-Gehalt, …) des Gebäudes erfassen und darauf reagieren
  • Eine einheitliche und somit herstellerneutrale Informationsarchitektur und Datenstruktur
  • Eine IoT-Plattform (Cloud-Plattform), die alle Daten verarbeitet und visualisiert

Mit digitalen Zwillingen können in jeder Phase des Lebenszykluses eines Gebäudes eine Vielzahl von Vorteilen erzielt werden. Dazu zählen beispielsweise kürzere Bauzeiten, erhöhte Effizienz im Gebäudebetrieb und somit auch niedrigere Betriebskosten sowie eine stark verbesserte User Experience für Gebäudenutzer.

 

Digitaler Zwilling auch für Bestandsgebäude

Nachdigitalisierung mit LoRaWAN Sensoren

Digitaler Zwilling jetzt auch in der Praxis

Mit Nachdigitalisierung auch in Bestandsgebäuden anwendbar

In der Theorie gibt es digitale Zwillinge schon lange, diese haben in vielen Bereichen allerdings noch nicht den Weg zur praktischen Anwendung gefunden. Mit unserem digitalen Zwilling bieten wir eine praxisnahe, anwendbare und zugleich herstellerneutrale Lösung für Neubauten wie auch Bestandsgebäude. Der Gebäudezwilling ist auf die Nutzungsphase von Gebäuden ausgelegt und sichert den effizienten und transparenten Gebäudebetrieb. Davon profitieren vor allem Gebäudebesitzer, -nutzer und -betreiber (Facility Management Dienstleister).

DEOS IoT-Plattform zum transparenten Monitoring und Steuerung von Gebäudezwillingen

Über Gateways (Protokollumsetzer) und IoT-Sensoren werden alle relevanten Gebäudedaten gesammelt und geben diese an die DEOS IoT-Plattform weiter. Das digitale Abbild des physischen Gebäudes wird auf dieser Plattform grafisch dargestellt und ist per Standardbrowser zeit- und ortsunabhängig einsehbar und bedienbar.

Durch die gewählte Informationsstruktur erhält der gesamten Datenpool die notwendige Eindeutigkeit. Für den Nutzer ist somit direkt ersichtlich, von welcher Liegenschaft, welchem Gebäude, welcher Etage, welchem Zähler oder welchem Lüftungsgerät ein Datensatz stammt. Für die Anbindung an die eigenentwickelte DEOS IoT-Plattform stehen eine Vielzahl von Protokollen und standardisierten Schnittstellen zur Verfügung:

  • LoRaWAN
  • Modbus
  • BACnet
  • M-Bus
  • MQTT
  • API
  • v.m.

Auch die Datenweiterleitung an Drittsysteme wie z. B. über die vorhandene pit-FM-Schnittstelle ist problemlos möglich und kann projektspezifisch erweitert werden.

Wie entsteht ein digitaler Gebäudezwilling?

Die Einsatzbereiche von IoT und dem Digitalen Zwilling sind so vielfältig, dass zu Beginn eines Projektes immer erst die Frage nach dem „Warum“ beantwortet werden sollte.

Wir bieten Interessenten daher immer das Gespräch und die Vorführung des DEOS Gebäudezwillings zusammen mit den Experten der DEOS AG an. Hier werden Antworten und Ziele festgelegt, die durch den Einsatz eines digitalen Zwillings erreicht werden sollen. Ob für das Energiereporting zur Kosteneinsparung, dem einheitlichen Alarmmanagement aller TGA-Anlagen, der zentralen und automatisierten Energiezählerauswertung zur Vermeidung von Ablesefehlern oder die Bewegungsprofile für Cleaning on Demand – mit dem digitalen Zwilling erhält der Gebäudebetreiber die notwendige Transparenz für den effizienten Gebäudebetrieb und die Möglichkeit der Erschließung von ungenutztem Potenzial.

Gerne beraten wir Sie persönlich und helfen auch Ihnen bei der Implementierung.

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Und vom eigenen digitalen Zwilling profitieren