Wie viel Energie KI im Gebäudemanagement spart

Das Pilotprojekt war ein Erfolg. Im ersten Jahr sank der Energiebedarf der Büroimmobilie um 18,6 Prozent. Im zweiten Jahr wurden knapp 25 Prozent weniger Energie verbraucht, gemessen am Basisjahr vor der Pandemie. "Mit Einsparungen in dieser Größenordnung hatte ich nicht gerechnet", sagt Tanja Korbmacher, Head of German Property Management beim Hamburger Gewerbeimmobilieninvestor CLS Holdings. 

CLS hatte in seiner Firmenzentrale – einem knapp 10.000 Quadratmeter großen Gebäude, Baujahr 1986 – intelligente Thermostate installiert. Die registrieren Temperatur, Raumnutzung, merken sich Home-Office-Tage oder Dienstreisen und richten den Betrieb der Heizung danach aus. "Der Mut zum Experiment hat sich ausgezahlt", findet Korbmacher.

Energiemanagement mit KI nimmt deutlich Fahrt auf

Der Erfolg einer Betriebsoptimierung hänge zwar stark von den technischen Gegebenheiten ab, sagt Thilo Sautter, Senior Auditor der Deutschen Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen (DGNB) und Abteilungsleiter Gebäudeperformance bei der Ingenieurgesellschaft EGS-Plan. Doch auch er sieht "Riesenchancen" für einen effizienteren Gebäudebetrieb durch Steuerung über Künstliche Intelligenz (KI), besonders im Bestand.

Energieeinsparungen zwischen zehn und 20 Prozent gelten unter Fachleuten als realistisch. Häufig sind es auch mehr. Die Nachfrage wächst, weil die Anforderungen der Regulatorik steigen und sich bei Investoren die Einsicht durchsetzt, dass eine höhere energetische Qualität die Bestände wettbewerbsfähiger macht.

"Kein Unternehmen, gerade im Bereich Facility Management, wird aus unserer Sicht in Zukunft auf KI-Technik verzichten können", sagt etwa Dominik Barton, CEO der Barton Group in Bonn, einem mittelständischen Investor und Asset Manager.

Überlegenheit der KI in der vernetzten Gebäudetechnik

Besonders effektiv ist der Einsatz in Gebäuden, in denen große Mengen von Raumluft bewegt werden, wie bei Office oder Retail. Dort ist die Konkurrenz um renommierte Mieter groß. Die bevorzugen energieeffiziente Gebäude häufig nicht nur, weil die Nebenkosten niedrig sind, sondern auch wegen der CO2-Einsparung, die sich im Rahmen einer Nachhaltigkeitsberichterstattung gut macht.

Das volle Potenzial entfaltet Künstliche Intelligenz bei einer bereits vernetzten Gebäudetechnik, die etwa Heizung, Lüftung und Beleuchtung zentral steuert. Experte Sautter sagt: "Je mehr automatisiert ist, umso mehr kann eine KI bewirken." Darin liegt die Überlegenheit der KI: Herkömmliche Technik arbeitet reaktiv, sie braucht Vorgaben, wie eine Höchsttemperatur, ab der die Heizung gedrosselt, oder eine Uhrzeit, zu der sie abgestellt wird.

Durch KI wird eine sogenannte prädiktive Steuerung möglich: Die Algorithmen sehen Bedarfe voraus, indem sie durch das Feedback einzelner Komponenten Nutzungsgewohnheiten lernen und den Betrieb der Anlagen danach ausrichten. Sie sind in der Lage, externe Faktoren wie Wetterdaten und Energiepreise einzubeziehen. Über eine Cloud-Plattform werden die Daten vernetzt und in kurzen Zeitabständen aktualisiert. Diese Systeme sind so effektiv, dass sie von der DGNB als Zertifizierungsbaustein akzeptiert werden, sofern dahinter ein von ihr anerkannter Dienstleister steht.

Künstliche Intelligenz: Lösungen für Bestandsimmobilien

Lösungen existieren aber auch für ältere Büroimmobilien ohne digitale Gebäudesteuerung. Hier können Einzelmaßnahmen wie KI-Thermostate eine pragmatische Alternative zum Ist-Zustand sein, etwa wenn ein größerer Bestand schrittweise saniert wird. Das war der Hintergrund für den Test von CLS: Property-Managerin Korbmacher hatte eine Zwischenlösung für die Bürogebäude im Portfolio gesucht, deren fossile Heizsysteme im Rahmen der Nachhaltigkeitsstrategie perspektivisch ausgetauscht werden sollen – und stieß auf das Startup Vilisto und intelligente KI-Regler. 

Der Umgang mit der neuen Technik habe sich schnell eingespielt. Selbst im Großraumbüro mit 40 Einzelheizkörpern. Inzwischen hat CLS grünes Licht zum Rollout der KI-Technik über ein Portfolio von 19 Bestandsgebäuden mit gas- oder fernwärmebetriebenen Einzelheizkörpern gegeben. Knapp 10.000 Temperaturregler wurden ausgewechselt. Wie aufwändig ein KI-Einsatz im konkreten Fall ist, hängt von der vorhandenen Technik ab.

"Der häufigste Fall sind Midtech-Gebäude", sagt Real-Estate-Consultant Klaus Striebich aus Besigheim bei Stutttgart, der auch einen Anbieter von intelligenter Steuerungssoftware berät. Damit meint er Immobilien mit Anlagen, die zentral gesteuert werden, aber keine Rückmeldung geben, so dass Abweichungen zwischen Soll- und Ist-Zustand an der Tagesordnung sind. Dann muss nachgerüstet werden. "Teilweise reicht ein einfacher Sensorik-Einbau", so Striebich. Ideal für den KI-Einsatz seien High-Tech-Gebäude.

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Optimaler Betrieb mit Künstlicher Intelligenz

Der rund 12.300 Quadratmeter große "Kaiser Hof" in Köln mit Baujahr 2019 reduzierte den Energieverbrauch durch Umstellung der Gebäudeautomation auf KI-Steuerung um 18,6 Prozent. Die Ersparnis bei den Betriebskosten beträgt nach Angaben des Eigentümers Art-Invest jährlich knapp 25.000 Euro, rund zwei Euro pro Quadratmeter. Der Grund: Die Haustechnik war hochmodern, die Aussteuerung mit mehr als 10.000 Datenpunkten aber so komplex, dass ein optimaler Betrieb erst per Künstlicher Intelligenz möglich wurde. 

"KI kann komplexe Zusammenhänge besser und schneller verstehen als der Mensch", sagt Sautter. Auch sehr große Datenmengen können präzise ausgewertet und Systemfehler schneller erkannt werden. Defekte oder falsch verbaute Komponenten könne aber nur ein Mensch mit Verständnis für die Technik reparieren. Facility Manager brauche es deshalb weiterhin. Sei die KI einmal mit den Nutzerbedürfnissen in Einklang gebracht, könne ein Haustechniker deutlich mehr Fläche betreuen als zuvor, versprechen die Anbieter. 

Als Marktführer gilt die Kölner Aedifion, 2017 von Ingenieuren der RWTH Aachen ausgegründet, die heute mehr als 600 Objekte betreut. Weitere etablierte Anbieter sind etwa Meteoviva aus Aachen, Recogizer aus Bonn und die estnische Firma R8tech. Während das Ziel einer KI-optimierten Energieeinsparung den Dienstleistern identisch ist, gibt es Unterschiede bei Technik, Herangehensweise und bei den Gebühren. Sie reichen von Subskriptions- bis zu Contractingmodellen, bei denen die Anschaffung der Software aus den Einsparungen bei den Betriebskosten finanziert wird.

Simulation im digitalen Gebäudezwilling

Der Immobiliendienstleister Midstad verglich Anbieter in einem Pilotprojekt in Düsseldorf. Den Zuschlag erhielt Aedifion. Seit Herbst 2024 läuft das Rollout der KI-Technik über ein Portfolio mit 20 Objekten. Drei Viertel seien inzwischen "ongeboardet", so Benjamin Wagner, Head of ESG & Innovation bei Midstad. Die Zwischenbilanz fällt positiv aus.

"Wir haben mit einer Energieeinsparung von zehn Prozent gerechnet. Das haben wir schon jetzt bei einigen Gebäuden übertroffen." Dabei ist die Aussteuerung noch nicht überall abgeschlossen: Bis zu eineinhalb Jahre kann es nach Angaben von Aedifion-CEO Johannes Fütterer dauern, bis eine Immobilie im optimalen Betriebszustand ist: "Wir müssen lernen, wie sich ein Gebäude unter Realbedingungen verhält."

Bei der Simulation im digitalen Zwilling entdecken die Techniker nicht selten teure Fehleinstellungen. "Wärmepumpen, die mehr als vierzig Mal am Tag an- und ausgehen, falsch eingestellte Totzeiten, zu aggressive Regelung gegen Sollwerte, gleichzeitiges Heizen und Kühlen, Heizungen, die den ganzen Sommer durchlaufen", nennt Fütterer einige Beispiele. Wenn solche Schwachstellen aufgedeckt werden, liegen die Einsparungen nicht nur deutlich höher als erwartet – auch die Lebensdauer der Anlagen verlängert sich.

Daten und Fragen zur IT-Sicherheit

Nicht immer liegen alle Daten vor, die eine KI zur Analyse benötigt. Hersteller von Anlagen müssen bereit sein, Wissen zu teilen. "Das kann intensive Überzeugungsarbeit erfordern", so Midstad-Manager Wagner. Abgesehen davon, dass Teile der Anlage bislang womöglich nicht mit der zentralen Steuerung verbunden sind, sondern manuell vom Facility Manager bedient werden. Auch Fragen zur IT-Sicherheit sind zu klären, etwa: Wie viele Personen haben Zugang zum Netzwerk?

Jenseits technischer Hürden warten Widerstände beim Faktor Mensch. Vor allem das Facility Management, das die Neuerungen umsetzen muss, ist nicht immer begeistert. "In den meisten Fällen wird die neue Lösung aber am Ende für gut befunden", ist Fütterers Erfahrung. Schon weil es, wenn das System läuft wie gewünscht, weniger Beschwerden gibt. 

Und die Mieter? Trotz der Perspektive niedrigerer Nebenkosten gebe es anfänglich oft Bedenken, vom Datenschutz bis zum Kontrollverlust, berichtet die CLS Head of German Property Management Korbmacher abschließend. "Ich habe gelernt, ausführlich mit ihnen über die Vorbehalte zu diskutieren. Bisher hat sich keiner verweigert."

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