Um langfristige Effekte und Energieeinsparungen zu erzielen, müssen Digitalisierung und Nachhaltigkeit Hand in Hand gehen. Smarte Schulen sind dabei ein wichtiger Bereich, der viele Möglichkeiten bietet.
Smarte Gebäudetechnik für smarte Schulen
Die unendlichen Möglichkeiten des Internets der Dinge
In einer Smart City sind die unterschiedlichsten Bereiche kommunaler Daseinsvorsorge miteinbezogen. Neben den Themen Energie- und Wasserversorgung, öffentliche Straßenbeleuchtung oder Müllentsorgung stehen in öffentlichen Gebäuden Digitalisierung und Nachhaltigkeit im Fokus. Die größten Effekte lassen sich dabei in die drei Bereiche Energie, Sicherheit und Gesundheit einteilen.
Um Energie einzusparen, werden vor allem Informationen darüber benötigt, wo ineffizienter Energieverbrauch entsteht. Um eine effiziente Nutzung von Energie zu gewährleisten, lassen sich Gebäude mit smarten Sensoren ausstatten, die Parameter wie Raumtemperatur oder Luftfeuchtigkeit durchgehend überwachen. Sie melden unter anderem, wenn die Temperatur in einem bestimmten Gebäudebereich die zuvor festgelegten Werte übersteigt.
Dies ermöglicht eine optimale Nutzung von Wärmeenergie. Mit Tür- und Fenstersensoren lässt sich außerdem erkennen, wenn Fenster im Winter oder außerhalb des Schulbetriebes offenstehen.
Das Internet der Dinge (IoT) und speziell die LoRaWAN-Technologie (Long Range Wide Area Network) bilden dabei vielerorts die Grundlage für intelligente Lösungen in Städten und Gemeinden und beim effizienten, sicheren und nachhaltigen Betrieb von Bildungseinrichtungen. Dabei werden Zähler- und Sensordaten mit der Funktechnologie LoRaWAN ausgelesen. Damit lassen sich Daten über lange Strecken energieeffizient übertragen. Auf der IoT-Plattform Element IoT von Zenner stehen den Nutzern verschiedene Lösungen zur Visualisierung und Verarbeitung der Daten zur Verfügung. Über entsprechende Schnittstellen lassen sich die Daten auch in die eigenen Systeme der Nutzer übertragen. Bidirektionale Kommunikation, hohe Sicherheit durch moderne Verschlüsselungstechnologien und der niedrige Energiebedarf machen diese Technik optimal.
Das Internet der Dinge (IoT) und speziell die LoRaWAN-Technologie (Long Range Wide Area Network) bilden vielerorts die Grundlage für intelligente Lösungen in Städten und Gemeinden und beim effizienten, sicheren und nachhaltigen Betrieb von Bildungseinrichtungen. In ELEMENT IoT lassen sich unter anderem Temperatur und Luftqualität abbilden.
Zahlreiche Möglichkeiten
Auch die Überwachung der Raumluft und die Ermittlung des CO2-Gehalts sind wichtig. Ein smarter Sensor misst dazu in flexibel konfigurierbaren Intervallen die Raumluftwerte und sendet sie per LoRaWAN an die IoT-Plattform. Dort werden die Informationen in Echtzeit ausgewertet und visualisiert. Übersteigt der CO2-Gehalt einen bestimmten Wert, geht
eine Meldung an ein Smartphone. So kann beispielsweise der Hausmeister einer Schule sofort erkennen, in welcher Klasse die Fenster geöffnet werden müssen. Es können sogar mehrere Räume auf einem Dashboard dargestellt werden, sodass beispielweise im Sekretariat ein Überblick über die gesamte Schule ermöglicht wird.
Der Weg zur „Smart School“ oder zum intelligenten Gebäude ist nach diesen ersten Möglichkeiten nicht mehr weit. Sobald die LoRaWAN-Infrastruktur steht, lassen sich über die Plattform Element IoT zahlreiche weitere Anwendungsfälle umsetzen, die den Komfort und die Sicherheit im Gebäudebetrieb erhöhen und gleichzeitig das Facility-Management erleichtern.
Die smarte Leckage-Prävention, die Zenner gemeinsam mit der Aachener regio iT entwickelt hat, ist ein weiteres Beispiel dafür, wie mithilfe dieser Technologie datenbasiert Mehrwerte realisiert werden können.
Bei der smarten Leckage-Prävention wird ein Wasserzähler mit einem smarten Ventil vernetzt. Stellt das System fest, dass ein voreingestellter Durchfluss-Maximalwert verletzt wird, sendet die Plattform ein Signal an das smarte Ventil, das daraufhin automatisch schließt. Zudem kann auch eine separate Feuchtigkeitsdetektion durch eingebundene Leckage-Sensorik realisiert werden.
So lassen sich im Falle eines Defektes oder Rohrbruchs kostspielige Wasserschäden und Nutzungsausfälle durch Reparaturen vermeiden. Das Alarm- und Störmanagement meldet den Vorgang per E-Mail und SMS an die im System hinterlegten Personen.
Smarte Sensoren erkennen Leckagen und Rohrbrüche und setzen Alarmmeldungen ab.
Energieeffizienz im Gebäude bietet viel Potenzial bei der Einsparung von CO2 und ist damit ein wichtiger Baustein der Dekarbonisierung im Gebäudesektor. Aus der durchgängigen Überwachung von Energie- und Umweltdaten lassen sich Handlungsempfehlungen ableiten, um Energie zu sparen, Emissionen zu reduzieren oder an bestimmten Orten die CO2-Belastung zu verringern. Allgemein wird das Thema Energiesparen in den Kommunen zurzeit intensiv diskutiert. In öffentlichen Gebäuden und kommunalen Liegenschaften können mit IoT-basierten Anwendungen Energieverbräuche überwacht, ausgewertet und optimiert werden. Auch die beschriebenen Lösungen zur Tür- und Fensterüberwachung, zur Temperaturüberwachung oder zum Raumklima-Monitoring tragen zur Steigerung der Energieeffizienz bei. Zudem kann auch ein Monitoring der Luftfeuchtigkeit gerade bei reduzierter Heizleistung präventiv vor Schimmelbildung schützen.
Um eine zentrale Datendrehscheibe wie etwa eine urbane Datenplattform mit dynamischen Daten zu „füttern“, werden IoT-Plattformen als unverzichtbare Basis und zum Betrieb der digitalen Infrastruktur benötigt. Über Element IoT können dynamische Daten aus verschiedensten Sensor-basierten Anwendungen erfasst, verarbeitet und für weitere angebundene Systeme verfügbar gemacht werden. Ist zusätzlich eine Visualisierung der Daten gewünscht, können verschiedene Nutzer jeweils die Informationen erhalten, die sie für ihre Anwendungen brauchen.
Um in der Smart City langfristige Effekte und Energieeinsparungen zu erzielen, müssen Digitalisierung und Nachhaltigkeit Hand in Hand gehen. Smarte Schulen sind dabei ein wichtiger Bereich, der viele Möglichkeiten bietet, das digitalen Ökosystem aufzubauen, zu erweitern und so die angestrebten Digitalisierungs- und Klimaziele zu erreichen.
