In einer groß angelegten Untersuchung hat sich das BBSR gemeinsam mit PwC und dem Fraunhofer IAO mit den Herausforderungen der Digitalisierung von Städten auseinandergesetzt. Das Ergebnis: Vier Schwerpunktthemen, die nun in eine Smart-City-Charta für Deutschland einfließen. Das Fraunhofer Fokus Institut forscht außerdem unter dem Motto „Wir machen Städte schlau“. Als hoch­­­dynamische Stadt bietet sich hier Berlin als Forschungsobjekt geradezu an.

Die Forscher am Fraunhofer Fokus Institut in Berlin haben ein Navigationssystem entwickelt, das Sehbehinderten auch innerhalb von Bahnhöfen, Einkaufszentren und Behörden bei der Orientierung hilft. Die dynamische Hauptstadt gilt als besonders geeignetes Experimentierfeld für neue Mobilitäts- und Verkehrssysteme. Hier wurden und werden E-Mobilitäts-Projekte, flexible Carsharing-Modelle, Mobilitäts-Apps und neue Liefersysteme getestet.

Hamburg arbeitet am Smart Port, einer intelligenten Infrastruktur für den Hafen, der mittels vernetzter Informationen Waren- und Verkehrsströme optimiert und Pendler per Elektrofahrzeugen zur Arbeit bringt. Zusätzlich wollen Verwaltung und Hafenbehörden die Industriegebiete um die Elbe zu einem Schaufenster für Energietechnik, alternative Energien und Ressourcen schonendes Wirtschaften machen.

Die Smart City setzt sich zusammen aus Infrastruktur, smarten Quartieren und Smart Buildungs. Ein intelligentes Gebäude muss zwingend als Teil eines städtischen Netzwerks gesehen werden, denn wie bereits erwähnt: Erst durch das Sammeln und Auswerten von Daten entsteht die intelligente Stadt.

„Bis heute gibt es aus meiner Sicht keine echte Smart City“, sagt Experte Viktor Weber.

Die angesprochene Songdo City sei zwar technisch State of the Art, aber Menschen wollten dort nicht hin, weil die Stadt nicht lebe. "Man hat an den Leuten vorbei geplant", so Weber weiter. Die Schnittstelle der Smart City sei streng genommen der Stadtbewohner mit seinen Bedürfnissen.

Hier kommt der dritte Eckpunkt zum Tragen, der auf Grundlage der Studie von BBSR, PwC und Fraunhofer IAO erarbeitet wurde: "Die Weisheit der Vielen – Bürgerbeteiligung". Was ist damit gemeint? Digitale Technologien und Services schaffen neue Möglichkeiten für Kommunen, Wissen und Wünsche der Bürgerinnen und Bürger in ihre Planungen einzubeziehen. Die Städte müssen Big Data für sich nutzen, digitale Beteiligungsmöglichkeiten fallorientiert einsetzen, bestehende Bürgerinitiativen einbinden, neue Anreizformate schaffen und den interkommunalen Austausch stärken.

Auch dieser Erkenntnis folgt schließlich Eckpunkt Nummer vier: Die Teilhabe aller Bevölkerungsgruppen in der Smart City muss gesichert werden. Kommunen müssen demzufolge Barrieren durch den Einsatz neuer Technologien abbauen, anwenderfreundlich und lokalspezifisch denken, Datensicherheit gewährleisten, digitale Bildungsangebote aufbauen, E-Government ausbauen und innovative Unternehmen fördern.

Smart Buildings sparen Geld, bergen aber auch Gefahren

Viele Städte zeigen auch schon, wie selbst mit kleinen statischen Maßnahmen Kosten gespart werden können. Sowohl in Gebäuden als auch im öffentlichen Raum kann etwa mit optischen Sensoren die Beleuchtung nach dem tatsächlichen Bedarf geregelt werden. Das spart Strom.

Je effizienter die Verwaltung agiert und ihre Bediensteten einsetzt, desto mehr Kosten können auch im Bereich der Daseinsvorsorge gespart werden: Wenn jede Mülltonne weiß, wie viel Müll sie enthält, und diese Daten in Echtzeit an das Abfallamt sendet, können Leerungen exakt auf den Bedarf abgestimmt werden, anstatt turnusmäßig zu erfolgen.

Die Entwicklung vom Smart Building bis zur Smart City birgt jedoch auch Gefahren. In den vergangenen Jahren wurde aus der einst geschlossenen und proprietären Gebäudeautomation (GA) ein offenes Kommunikationssystem. In modernen Systemen von Gebäuden und Quartieren ist jede einzelne Komponente der GA an das Internet angebunden. Das ermöglicht zwar eine komfortablere Steuerung und Ferndiagnosen, öffnet aber auch die Türen für Datenklau und Sabotage. In offenen Systeme können Unbefugte Daten leichter ausspionieren, Schad-Software aufspielen oder Technik stören und dadurch große Schäden verursachen.

Digitale Lösungen sind in Nichtwohngebäuden bereits Standard

Aus Nichtwohngebäuden ist die technische Gebäudeausrüstung nicht mehr wegzudenken. Sie sorgt für Energieeffizienz, geringe Betriebskosten, Sicherheit und Komfort. Digitale Lösungen erleichtern die Vernetzung verschiedener Systeme miteinander. Mit IP (Internetprotokoll)-basierter, drahtloser Automation wird aus einem Gebäude ein Smart Building.

Und so ein intelligentes Gebäude kann vieles: Bereits beim Einfahren in das Parkhaus wird der Fahrstuhl gerufen, sobald man den Arbeitsplatz erreicht, sind Heizung und Beleuchtung individuell eingestellt, ungenutzte Gänge bleiben dunkel und der Besprechungsraum wird klimatisiert, sobald der Kalender eine Besprechung anzeigt. Das sind nur einige der heute schon möglichen Funktionalitäten.

Wenn unterschiedliche Systeme gemeinsame Aufgaben übernehmen sollen, ist technische Konvergenz gefragt. Bis vor wenigen Jahren war es sehr teuer bis unmöglich, Übergänge zwischen den verschiedenen Netzarten zu schaffen. Mit intelligenten, dezentralen Switches kann in modernen Systemen jedes Element der Gebäudetechnik in einem Netzwerk angesprochen werden und interagieren. So können Zustände erfasst, analysiert, gesteuert und geregelt werden. Das IT-Netzwerk kann alles ansteuern, was eine IP-Adresse hat.

Dabei spielt es keine Rolle, ob es sich um Haustechnik, Beleuchtung, Daten, Audiostreaming oder um sicherheitsrelevante Technik wie Zutrittskontrolle und Feuertüren handelt. Mit mobilen Endgeräten können Dienstleister jederzeit kabellos auf die GA zugreifen. Die Vorteile liegen auf der Hand: Wartungsprozesse laufen schneller ab und die Technik lässt sich an den Bedarf der Gebäudenutzer anpassen, ohne dass ein Techniker im Haus sein muss.

Zunehmend wichtig wird das Building Information Modeling (BIM) in 4D oder 5D. Das Total-Cost-of-Ownership-Konzept spielt dabei eine große Rolle, denn oft ist es langfristig gesehen günstiger, in intelligentere Produkte mit Service- und Supportleistungen zu investieren, als in Produkte, die auf den ersten Blick günstiger sind, bei denen für diverse Leistungen jedoch Extra-Kosten anfallen. Doch auch die IP-basierten Gebäudeautomation schafft Bedrohungen durch Cyberattacken. Deshalb spielt die Cybersecurity in der Gebäudeautomation ebenfalls eine zunehmend große Rolle.

Neue Geschäftsmodelle: Living Labs sind im Kommen – Immobiliennutzer ändern ihr Verhalten

Ein neues Geschäftsmodell sind so genannte Living Labs, mit denen sich Forschungsprojekte beschäftigen. Hersteller und Dienst­leis­ter nutzen Living Labs zunehmend dazu, neu entwickelte Technologien, Produkte und Dienstleistungen unter kontrollierten Real­bedingungen zu testen.

„Dort zahlt man für das Nutzen einer Immobilie mit Daten statt mit Geld“, sagt Viktor Weber.

„Wir verbringen 70 Prozent unserer Lebenszeit in Gebäuden", so Weber weiter. "Immobilien sind bei Weitem die besten Fabriken für die granularsten Datensets menschlichen Verhaltens. Daraus lassen sich diverse Services entwickeln.“

In Zukunft wird sich das Nutzerverhalten von Immobiliennachfragern stark ändern. Die Immobilienwirtschaft kann sich dieser Entwicklung nicht entziehen. Davon ist jede Nutzungsart betroffen. „Die Entwicklung ist in der Immobilienbranche renditegetrieben“, so Weber. Kosten müssten reduziert werden. Dies gelinge durch Automatisierung vortrefflich. Branchenfremde Entwicklungen zeigten den Weg auf, sagt der Experte: "Während die Investmentbank Goldmann Sachs konsequent alle Bereiche automatisiert, werden in der deutschen Immobilienwirtschaft Objektanalysen noch mit Excel gemacht. Da passt etwas nicht“.

Der Immobilienwirtschaft fehlt es an digitaler Kompetenz

Die bislang mangelhafte Innovationstätigkeit in der Immobilienwirtschaft wird sich nach Webers Meinung vorerst jedoch nur langsam ändern. Die digitale Technologie gebe es bereits seit Jahren. In anderen Branchen werde sie längst eingesetzt.

„Immobilienwirtschaft, Wirtschaft und Gesellschaft müssen zunächst eine digitale Kompetenz entwickeln, um zu verstehen, was diese Technologien tatsächlich bedeuten. Dann muss die Bereitschaft vorhanden sein zu investieren“, so Weber. An einigen Stellen seien Nachhaltigkeit oder Mitarbeiter- beziehungsweise Bewohnerzufriedenheit die richtigen Schlüsselkennzahlen

In den Assetklassen unterscheiden sich die Aufgaben der GA teilweise erheblich. Treiber der Entwicklung ist noch immer der Nichtwohnbereich. In den Bereichen Office, Retail, Logistik und Hotel spart bereits "das Drehen an einem kleinen Effizienzschräubchen" in der Summe viel Geld.

Im Geschosswohnungsbau fristet die Gebäudeautomation noch immer ein Schattendasein.

Hier versprechen so genannte Ambient-Assistant-Living-Lösungen und das Smart Home einen Fortschritt. Davon abgesehen rüstet die Wohnungswirtschaft nur sporadisch ihren Bestand nach. Und so sind es vor allem die neu gebauten Luxusimmobilien in den Metropolen, die vermehrt GA einsetzen.