Geschichte der Sanitär-, Heizungs-, Klima- und Solartechnik
Abkürzungen im SHK-Handwerk
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Der Begriff "Smart" ^• ist heutzutage voll im Trend. Wer nicht auf diesen Zug aufspringt, der wird schnell als altmodisch hingestellt. Vieles, was auf den Markt kommt, wird als "Smart" bezeichnet. Ob die Werbestrategen der Hersteller wirklich wissen, was hinter dem Begriff steht, kann oft bezweifelt werden.
^•aufgeweckt, diplomatisch, erfahren, geschickt, gewandt, gewählt, geübt, kultiviert, raffiniert, routiniert, sicher, taktisch, weitläufig, weltgewandt, weltmännisch, wendig
Was davon auf das jeweilige System und Produkt wirklich zutrifft, scheint oft egal zu sein.

Hauptsache, es ist smart.

So wie es aussieht, wird der Begriff "KI - Künstliche Intelligenz" das Smarte ablösen. Wichtig ist in diesem Zusammenhang ist, dass alles, was Smart werden soll, auch auf die fachlich richtigen Hintergründe trifft. Das Setzen einer App ist nur ein kleiner Teil, damit es wirklich Smart wird.

Es muss nicht immer High Tech sein, mit der Low Tech sind oft viele Hausbewohner besser aufgestellt.

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Smart Metering - intelligente Verbrauchserfassung

• 2-Wege Datenübertragung mit Zählern
• Automatische Abwicklung von Messungen
• Automatische Verarbeitung, Transfer, Management und Verwendung von Messdaten
• Lieferung aussagkräftiger und zeitnaher Verbrauchsdaten an die Versorger und ihre Systeme und an den Energieverbraucher
• Unterstützung von Diensten, die die Energieeffizienz des Energieverbrauchs verbessern
• Unterstützung von Diensten, die die Energieeffizienz des Energiesystems verbessern (Erzeugung, Übertragung, Verteilung und Endnutzung)

So werden sich beispielsweise Aufgaben und Arbeitsabläufe des Handwerkers verändern. Er wird von intelligenten Geräten bei Reparaturbedarf direkt informiert, arbeitet Hand in Hand mit Baurobotern und kooperiert mit IT-Fachleuten. Die Digitalisierung verändert die Spielregeln der Branchen, eröffnet aber auch neue Möglichkeiten: Wer sie nutzen will, sollte jetzt damit beginnen, sich auf den Wandel einzustellen.

Smart Home 2030: Sechs Thesen, wie die Digitalisierung das Bauen und Wohnen verändert

1. Statt Hardware bestimmt die Software
Computer-Programme definieren, wie wir Wohnungen steuern, überwachen, organisieren und wie die Anbieter planen, bauen und ausstatten: Die Art und Weise, wie all diese Prozesse und Dienstleistungen funktionieren, ist softwaregetrieben. Während es bereits seit längerem automatisierte Infrastrukturen für Beleuchtung, Belüftung oder Heizung gibt, kommen nun immer mehr digitale Dienstleistungen hinzu. Sie werden für Mieter wie Eigentümer erschwinglicher und einfacher zu installieren und zu bedienen. Denn statt komplexen Nachrüstungen braucht es für digitale Plug-and-play-Geräte nur noch einen Internetanschluss. In der Folge wird die Vernetzung im und rund ums Haus zum Standard. Und auch wie Wohnungen geplant und gebaut werden, verändert sich. Digitale Planungstools, virtuelle 3-D-Modelle, Bauroboter: Statt Beton bestimmt 2030 die Software das Bauen.

2. Tradition trifft auf Convenience – das digitale Wohnen wird gemütlicher
Unsere Wohnung wird 2030 wie ein Smartphone funktionieren, aber trotzdem kein Science-Fiction-Haushalt sein. Denn je digitaler unsere Welt, desto stärker keimt als Gegentrend die Sehnsucht nach dem «Realen» und «Authentischen» auf. Viele technologische Innovationen finden deshalb unaufdringlich und im Hintergrund statt. Trotz Vernetzung bleibt das Zuhause gemütlich.

3. Mehr Transparenz bedeutet mehr Sicherheit – und neue Abhängigkeiten
Digitales Wohnen erzeugt enorme Datenmengen. Bewohner werden transparent und machen sich angreifbarer. Das digitale Ökosystem schafft neue, kaum durchschaubare Abhängigkeiten – doch zugleich auch mehr Sicherheit: BewohnerInnen können ihr Zuhause jederzeit und von überall her kontrollieren. Das smarte Haus merkt, wenn mit seinen Bewohnern etwas nicht stimmt: ein großer Mehrwert gerade in unserer alternden Gesellschaft.

4. Wohnen wird nachhaltiger und preiswerter
Infrastruktur, Geräte und Ressourcenverbrauch lassen sich im Smart Home von morgen effizienter steuern. Intelligente Haussteuerung wird deshalb von Politikern (Stichwort: Energiewende) und Konsumenten (Nachhaltigkeit) gefordert.

5. Rundum-Komfort wird wichtiger als die Immobilie
Immobilien lassen sich übermorgen intelligenter bewirtschaften als bislang, zum Nutzen von Mieter und Vermieter. Auch der Einkauf wird zunehmend automatisiert und vereinfacht; intelligente Kaffeemaschinen beispielsweise ersetzen die Kapseln bei Bedarf gleich selbst. Je mehr Dienstleistungen rund ums Haus übers Netz abgewickelt werden, desto attraktiver wird das intelligente Heim für die Nutzer. Vernetzte Komfort-Services rund ums Objekt werden in Entscheidungsprozessen von Bauherren und Mietern einst ebenso eine wichtige Rolle spielen wie die Immobilie selber.

6. Vernetzung ist der Schlüssel zum Erfolg
Ob Strom-, Kommunikations- oder Inneneinrichtungsunternehmen – Anbieter können gemeinsam smartere Services und Produkte anbieten als alleine. Indem sich die verschiedenen Branchen miteinander und über ihre Grenzen hinaus mit Software-Playern vernetzen, entsteht Innovation. Diese Vernetzung muss für den/die EndnutzerInnen unsichtbar sein: Wir wollen nicht unzählige Apps, sondern nur eine zentrale Alleskönner-Plattform. Schon heute rivalisieren zahlreiche Anbieter aller Branchen um diese Schnittstelle zur Kundschaft, bis jetzt hat sich aber keine Plattform durchgesetzt.
Quelle: GDI Gottlieb Duttweiler Institute, KNX CH

Low Tech - High Effect! Eine Übersicht über nachhaltige Low-tech Gebäude: realisierte Beispiele, innovative Ansätze, Prinzipien und systemische Lösungswege
Low Tech - "weniger Technik durch mehr Architektur"
Low Tech statt High-Tech-Siedlungen
Das energieeffiziente Low-Tech-Haus

Nachhaltigkeit
"Nachhaltigkeit" - ist das ein Modewort oder eine Notwendigkeit?
Nachhaltigkeitsmodelle befassen sich mit der Ökologie (Erhaltung der Naturfunktionen, Kreislaufgerechtigkeit), der Ökonomie (Sicherung angemessener Bedürfnisbefriedigung, Beschäftigung) und dem Sozialen (Gerechtigkeit innerhalb der jetzt lebenden Generation und den zukünfigen Generationen).
Um eine Nachhaltigkeit zu erreichen, bauen die Strategien auf Effizienz (Ressourcenproduktivität [sparsame Nutzung von Materie und Energie]), Konsistenz (naturverträgliche Technologien, nutzen Stoffe und Leistungen der Ökosysteme ohne sie zu zerstören) und Suffizienz (Grundgedanke > eine Veränderung des menschlichen Lebensstils, um Ressourcen einzusparen. Hierbei geht es nicht nur um Verzicht, sondern auch für alle ein gutes Leben zu ermöglichen und durch einen klugen Umgang mit Ressourcen* für kommende Generationen eine gute Lebensgrundlage zu erhalten) auf. Hierbei werden aber nicht alle Bereiche der Nachhaltigkeit abgedeckt. Die soziale Faktoren (z. B. Geschlechtergerechtigkeit) oder die soziale Sicherheit werden nicht beachtet.
Um eine hohe Nachhaltigkeit zu erreichen müssen alle drei Prinzipien gemeinsam angewendet werden, denn nur wenn naturverträgliche, technische Neuerungen auf eine Veränderung des Lebensstils treffen und diesen begünstigen kann das Ziel erreicht werden.
* natürlich vorhandener Bestand von etwas, was für einen bestimmten Zweck, besonders zur Ernährung der Menschen und zur wirtschaftlichen Produktion, (ständig) benötigt wird. Quelle: Duden

High Tech
High Tech steht dafür, dass der Einfluß der künftigen Informations- und Kommunikationssysteme sich zunehmend auch im Bauen niederschlagen wird. Mit "Smart Home" (intelligentes Haus) wird die ganze Bandbreite der Gebäudeautomation in privaten Wohngebäuden zusammengefasst und mit " Smart Building" (Digitalsierte Gebäude, Intelligente Gebäude) wird die Automation und zentrale Bedienung der technischen Ausstattung von Zweckgebäuden (z. B. Mehrfamilienhäuser, Bürogebäuden, Einkaufszentren, Fertigungshallen, Flughäfen) realisiert. Hier geht es um die Sicherheit des Gebäudes (Brandmeldetechnik, Feuerlöscheinrichtung, dynamische Fluchtwegeplanung), die energetische Optimierung des Gebäudebetriebs und Service.
Auch die Fernwirktechnik, die Hausautomation und die Gebäudeleittechnik gehören in den Bereich der High Tech.

Mit dem Smart Grid (intelligentes Stromnetz) kann mit einer speziellen Software eine "Lastverschiebung" vorgenommen werden. Hiermit können elektrische Verbraucher (Lasten) in Gebäuden so gesteuert werden, dass sie dann über Smart Meter einschalten, wenn Photovoltaik-Module und Windkraftanlagen Strom im Überfluss erzeugen. Dadurch kann der Strom zu den Zeiten durch besondere Stromtarifes günstig angeboten werden. Umgekehrt wird der Strom bei Dunkelheit oder Windstille besonders teuer und es sinnvoll wird, elektrischen Geräte abzuschalten. Grundlage dieser Technologie ist auch das Smart Metering.

SG Ready Label

Seit 1. Januar 2023 schreibt die Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) vor, dass Wärmepumpen über Schnittstellen verfügen müssen, über die sie automatisiert netzdienlich aktiviert und betrieben werden können. Hier wurde der Standard "SG Ready" geschaffen.

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Systemverbund mit SG Ready
Quelle: cci Dialog GmbH

Für den Systemverbund aus Photovoltaik-Anlage und Wärmepumpe hat sich in der Praxis eine simple Relaissteuerung etabliert: Der PV-Wechselrichter signalisiert der Wärmepumpe über einen geschlossenen Relaiskontakt, dass ein "Überschuss" an selbsterzeugtem Solarstrom existiert. Die Einspareffekte durch die PV-Stromnutzung sind relativ gering. Auf Grund des fehlenden Stromspeichers haben Angebot und Bedarf eine geringe Schnittmenge.

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Energiemanagementsystem
Quelle: cci Dialog GmbH

Die Effektivität der PV-Stromnutzung verbessert sich, wenn ein Batteriespeicher hinzugefügt wird. Allerdings ist zur Energieeffizienzoptimierung unter Ausnutzung der gegenwärtigen technischen Möglichkeiten zwischen Wechselrichter und Wärmepumpenregler ein intelligenter Regelalgorithmus erforderlich. Eine solche Softwarekomponente lässt sich als integraler Bestandteil kostenoptimiert direkt im Wechselrichter oder in der Wärmepumpe realisieren.

So hilft SG Ready bei der Wärmewende
Klaus-Dieter Walter, cci Dialog GmbH

VHPready

VHPready (Virtual Heat and Power Ready [Bereit für virtuelle Wärme und Strom]) ist ein offener Industriestandard für die Steuerung und den Zusammenschluss von dezentralen Strom- und Wärmeerzeugungsanlagen, Verbrauchern und Energiespeichern zu Virtuellen Kraftwerken und Anwendungen im Smart Grid.
Der Kommunikationsstandard VHPready 4.0 entwickelt sich zum Schlüssel für die Vernetzung im Smart Grid und bildet die Grundlage für eine schnelle, kostengünstige und zuverlässige Kommunikation zwischen den Leitwarten der Betreiber virtueller Kraftwerke und dezentralen technischen Einheiten. Dieser Standard steht interessierten Anlagen-, Kraftwerks- und Netzbetreibern sowie Herstellern frei zur Verfügung.

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VHPready 4.0-konforme Lösungen für die standardisierte Anlagenintegration
in ein Virtuelles Kraftwerk bzw. in das Smart Grid.
.Quelle: SSV Software Systems GmbH

VHPready 4.0: Der Standard für virtuelle Kraftwerke
SSV Software Systems GmbH
Multi-Schnittstellenumsetzer - Anbindung dezentraler Anlagen an virtuelle Kraftwerke
Christine Twesten, Alfred Kuhse GmbH

Künstliche Intelligenz

Die Künstliche Intelligenz (KI [engl. AI - artificial intelligence]) ist ein Teilgebiet der Informatik, das sich mit dem maschinellen Lernen und der Automatisierung intelligenten Verhaltens befasst. Hier besteht aber erst einmal die Frage, was ist unter "Intelligenz" zu verstehen. Diese Technik wird schon in vielen Bereichen unseres Lebens eingesetzt, ohne dass wir es merken bzw. wissen.
Zur Zeit wird in der Automobilindustrie, im Gesundheitswesen, im Bank-, Finanz- und Versicherungsbereich, der Raumfahrt und im Immobiliensektor besonders aktiv gearbeitet.
Auch in Heizungsanlagen hat die Künstliche Intelligenz bereits Einzug gehalten. In Büro- und Einzelhandelsimmobilien und in Mehrfamilienhäusern werden heute schon Prognoseverfahren eingesetzt, um die Wärmeerzeugung besser an den Bedarf anzupassen. Hier muss das KI-System das Gebäude verstehen lernen. So z. B. wie dessen thermodynamische Eigenschaften sind (wie viel Wärme speichern Wände und Böden, wie verhält es sich bei der Sonneneinstrahlung) Dazu wird die Software mit einer Vielzahl von Daten gefüttert. Die Temperaturen und die Raumluftfeuchte in den einzelnen Räumen, mit Betriebsdaten der Heizung (z. B. Absenkzeiten) und Wetterdaten (Sonneneinstrahlung, Außentemperatur, Luftfeuchte). Anhand dieser Informationen erkennt sie Muster, aus denen sie dann ableiten kann, wann wie stark geheizt werden muss, damit die gewünschten Raumtemperaturen erreicht werden. Da die Außentemperatur und die Sonneneinstrahlung durch die Fenster dabei wichtige Faktoren sind, berücksichtigt sie auch Wetterprognosen. Zudem arbeiten die Systeme mit Feedbackschleifen, sodass die Steuerung stetig genauer wird.
Über die Höhe der Energieeinsparung, die mit dieser Künstlichen Intelligenz erreicht werden kann, wird unter Fachleuten heftig gestritten. Die Prognosen liegen zwischen 5 bis 30 %. Bei den höheren Prozentzahlen wird sicherlich ein schlechter Ausgangszustand der Anlagen bzw. der Gebäude angenommen.
Natürlich wird die KI auch in Einfamilienhäusern und Wohnungen über die Smart-Home-Technik und Smart Building zunehmend eingesetzt werden. Ob sich die Anwender über die Folgen der dieser Technik im Klaren sind, wage ich zu bezweifeln.
Ein wichtiger Punkt für die Akzeptanz bzw. der Einführung der Künstlichen Intelligenz ist, dass die Nutzer der Gebäude in Kauf nehmen müssen, dass die Software-Hersteller erfahren, wann und wie welche Räume genutzt werden. Die Daten lassen Rückschlüsse auf den Alltag der Haushalte bzw. der Nutzer zu. Es werden viele Menschen nicht bereitet sein, so viel Transparenz ihrer Privatsphäre zuzulassen.