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Gabriela Beck: Herr Frauenrath, Sie befassen sich intensiv mit smarter Gebäudeautomation. Welche Veränderungen haben Sie in den letzten zehn Jahren beobachtet – wo stehen wir heute?
Tobias Frauenrath: In den 2010er Jahren waren Smart Buildings einzelne Leuchtturmprojekte, die sich durch Gebäudeautomation, sprich Heizung, Licht, Sicherheit sowie mittels Sensoren und digitaler Vernetzung optimieren ließen. Damals wollten vor allem die Hersteller der smarten Technik zeigen, was machbar ist. Seit den 2020er Jahren erleben wir, dass Smart Building Engineering im breiten Feld der Baubranche ankommt. Nun werden von den Bauherren mittels der Technik auch eine ermöglichte Energieersparnis, multifunktionale Nutzung und Komfortmehrwerte nachgefragt. Ebenso ist die gewerkeübergreifende Zusammenarbeit zum Standard geworden – eine Grundvoraussetzung für Konnektivität, also die Fähigkeit eines Gebäudes, Technologie und Dateninfrastruktur zu unterstützen und digitale Verbindungen zu ermöglichen.
Wo liegen die Herausforderungen aktuell in der Praxis?
Vor allem im Fachkräftemangel. Gutes Personal kann Gebäude sehr effizient betreiben. Wir haben die Vernetzung, wir haben die Dashboards, wir haben die Möglichkeiten einzugreifen. Aber wir brauchen eine Betreibermannschaft, die mit smarter Technik umgehen kann. Diese Spezies, wie ich diese Leute mal nennen will, ist heute rar. Und hier kommt die KI ins Spiel. Denn Künstliche Intelligenz kann Auffälligkeiten in einem Strom von Daten besonders gut herausfiltern – eine der Hauptaufgaben im modernen Gebäudemanagement. Wenn KI diesen Teil übernimmt, finde ich das keinen Nachteil, denn Dashboards und Grafen zu beobachten macht uns Menschen auf Dauer ja auch nicht wirklich Spaß.
Wo wird der Einsatz von KI in der Gebäudeautomation eher überschätzt?
Es gibt inzwischen viele Einzelanbieter, die ihre Produkte mit KI bewerben. Nicht alles davon ist sinnvoll. Wenn zum Beispiel ein Aufzughersteller ein KI-Tool anbietet, das mich an den nächsten Wartungstermin erinnert, bringt mir das nicht viel. Früher hat man ein Servicepaket gebucht, jetzt hat dieses Servicepaket ein KI-Add-On. Das ist noch nicht der große Wurf. Ein anderes Beispiel: Eine Heizung mit einem KI-Paket wird mich darauf hinweisen, wenn in der Wärmeerzeugung etwas nicht optimal läuft. Doch die Heizung steht ja nicht alleine da. Wenn sie in Betrieb ist, ohne Abnehmer im Haus, könnte man das Heizen auch sein lassen. Was ich damit sagen will: KI in der Gebäudeautomation funktioniert anders als man es als Enduser von den Apps auf dem Smartphone kennt, die man sich einzeln downloaded.
Wie funktioniert sie denn?
Man legt nicht einfach einen Schalter um auf KI-Betrieb. Der Implementierung von KI in der Gebäudeautomation geht immer die gewerkeübergreifende Vernetzung voraus. Man muss das schon in der Konzeptionsphase berücksichtigen und sinnvoll vorplanen. Und anschließend müssen die Einzelgewerke darauf hinarbeiten. Das ist natürlich mit Mehrkosten verbunden. Es bedarf schon einer gewissen Fachexpertise, wenn man die zum jeweiligen Gebäude und seinen spezifischen Nutzungsbedingungen passenden Systeme auswählt. Sie sollen schließlich reibungslos zusammenarbeiten. Das ist noch längst kein Standard, auch wenn Automationsdienstleister KI-Service inzwischen als Komplettpaket anbieten. Meiner Meinung nach ist ein gewisser monetärer Einsatz für KI in der Gebäudeautomation gerechtfertigt, wenn dadurch personelle Einsparungen oder mehr Effizienz im Gebäudebetrieb möglich werden.
Sehen das Bauträger und Projektentwickler auch so?
Der Kostendruck ist bei den Bauherren häufig nur bis zur Fertigstellung eines Gebäudes da, der Betrieb wird nicht in die Kalkulation aufgenommen. Das ist ein Fehler, denn der Betrieb hat einen höheren Anteil an den Gesamtkosten eines Gebäudes über dessen Lebenszyklus betrachtet. Wird das nicht berücksichtigt, bekommen wir Neubauten, die zwar bezugsfertig sind, die in der Nutzungsphase aber Ärger machen. Diese Gebäude lassen sich weder mit KI noch mit einer bestens ausgebildeten Mannschaft vernünftig und energieeffizient betreiben.
Was wäre ein Beispiel für den sinnvollen Einsatz von KI in der Gebäudeautomation?
Wenn man die Zeit hatte Modelle für ein konkretes Projekt zu trainieren, kann die KI zum Beispiel dafür sorgen, dass in einem Bürogebäude zu gewissen Zeiten nicht geheizt wird. KI erkennt auch Schleichmengen im Verbrauch – etwa bei einem minimalen Leck in Wasserleitungen -, die unterhalb der Alarmgrenze liegen, aber dennoch Kosten verursachen oder auf einen kurz bevorstehenden Rohrbruch hinweisen können. Der große Wurf wird es, wenn ich mit meinem KI-verknüpften Dashboard die gesamte TGA eines Gebäudes im Blick behalten und Ausfälle in der gesamten TGA vorhersagen kann. Dann kann ich mit KI-Tools auch personelle Engpässe in der Betreibermannschaft überbrücken.
Könnte KI der Schlüssel zur Energiewende im Gebäudesektor sein?
Energie lässt sich überall dort einsparen, wo Gebäude nicht den modernen Standards genügen. Das heißt: vor allem im Bestand. Retrofit, also die Implementierung von Gebäudeautomation im Zuge von Renovierungsarbeiten – idealerweise mit KI – ist überall dort sinnvoll, wo Gebäude eine gewisse Größe haben oder von vielen Menschen genutzt werden – etwa Hochschulgebäude, Museen, Krankenhäuser, Tagungshotels oder Büro- und Verwaltungsbauten. Dort kann ich durch eine intelligente Steuerung des Betriebs richtig viel Energie sparen. Letztlich muss die Frage aber für jedes Gebäude individuell beantwortet werden: Lohnt es sich aufwändig zu sanieren oder ist es besser die vorhandene Gebäudesubstanz durch moderne Technik auszugleichen? Ein anderer Aspekt, der auch Neubauten betrifft, sind die Normen. Sie zwingen Planende dazu, üppige Reserven in Technik und Konstruktion einzubauen. Das führt zu Überdimensionierung und verhindert einen effizienten Betrieb. Mit KI-Methoden könnte man maßgeschneiderte technische Anlagen ohne Überkapazitäten einbauen.
Wird es in Zukunft selbstlernende Gebäude geben?
Natürlich wird es das geben. Und Systeme, die im Hintergrund laufen wie etwa Energiespeicher im Gebäude oder Betonkerntemperierungssysteme werden ungemein davon profitieren. Bei Technik, die sehr nah am Menschen ist, wäre ich aber vorsichtig. Sobald Nutzende von der Technik genervt sind, werden sie das System abschalten und sich beschweren. Und das kann sehr schnell passieren, wie wir von Erfahrungen mit automatischen Verschattungssystemen oder dem Kampf um die richtige Temperatureinstellung der Klimaanlage im Großraumbüro wissen. Der Mensch möchte selbst entscheiden, was in seiner Umgebung passiert.
Sie sind an der Ausbildung zukünftiger Fachkräfte beteiligt – was müssen Studierende heute lernen, was früher keine Rolle gespielt hat?
In der Vergangenheit hat man Wissen vermittelt, das dann in Prüfungen abgefragt wurde. Dieses Modell hat sich überlebt. Inzwischen befragen Studierende die KI und man ist überrascht, was da an kruden Antworten zustande kommt. Was Studierende jetzt lernen müssen, ist diese Antworten zu hinterfragen. Wir Lehrende müssen junge Menschen zu kompetenten Mediennutzenden ausbilden, ihnen beibringen, kritisch zu sein und logische Zusammenhänge zu erkennen. Neben dem Vermitteln der Grundlagen in Physik und Mathematik gehören meiner Meinung nach auch Diskussionsrunden und das Arbeiten in interdisziplinären Teams dazu, um nicht nur kompetente Fachkräfte auszubilden, sondern auch die Fähigkeit zur konstruktiven Kommunikation zu stärken und so mündige Mitglieder der digitalen Gesellschaft heranzuziehen.
Was wird sich in den nächsten zehn Jahren in der Branche verändern?
Diese Frage möchte ich auch im Hinblick auf die Lehre beantworten, also auf das, was wir hier im Studium an der FH Aachen machen. Unsere Absolventen und Absolventinnen haben unterschiedliche Leistungsniveaus. Leute mit Top-Abschlüssen werden in Zukunft wahnsinnig gefragt sein, denn das sind diejenigen, die kritisch hinterfragen. Diejenigen, die interdisziplinär denken. Es sind diejenigen, die künftig in den Führungsetagen sitzen werden und Teams anleiten. Andere sehen sich im Planungsalltag und sind nicht so flexibel, wie wir das eigentlich möchten. Es genügt ihnen Schaltschränke zu zeichnen oder Leitungsquerschnitte zu berechnen. Bei dieser Gruppe sehe ich die Gefahr, dass sie in Zukunft wegautomatisiert wird. Die dritte Kategorie sind Leute, die bei uns leider keinen Abschluss schaffen, die wir aber ins Handwerk vermitteln können. Die haben auch eine goldene Zukunft, denn die KI kann auf der Baustelle nichts errichten. Das werden auch in Zukunft Menschen machen – im besten Fall Fachkräfte.
