In Verbindung mit Veränderungen im Hochbau, wie dem verstärkten Einsatz von vorgefertigten Paneelen mit integrierter elektronischer Funktionalität, verspricht die Einbindung solcher Technologien intelligente Gebäude, die eine vorausschauende Wartung ermöglichen, energieeffizienter sind und auf die Bedürfnisse der Bewohner eingehen.
Digitale Leckageerkennung
Wer schon einmal einen Wasserschaden zu Hause hatte, weiß, wie unglaublich störend und teuer das sein kann und dass Wände, Decken und Böden erneuert werden müssen. Außerdem ist der betroffene Bereich unbenutzbar, während alles mit extrem lauten Ventilatoren und Luftentfeuchtern getrocknet werden muss. Technologien, die die Wahrscheinlichkeit und das Ausmaß von Wasserschäden verringern, würden daher Hausbesitzern, Unternehmen und Versicherungen gleichermaßen erhebliche Vorteile bieten.
Gedruckte Feuchtigkeitssensoren stellen eine vielversprechende Lösung dar, die, in Wände und Böden integriert, Lecks frühzeitig erkennen und den Gebäudebesitzer alarmieren könnte. Das schwedische Unternehmen InviSense hat ein solches System entwickelt, das sich vor allem an Badezimmer richtet. Eine gedruckte RFID-Antennenspule ist mit einem feuchtigkeitsabsorbierenden Material beschichtet. Die Resonanzfrequenz ändert sich in Abhängigkeit von der Luftfeuchtigkeit, was von einem RFID-Lesegerät erfasst werden kann. Zwar lässt sich die Lecksuche hinter Fliesen zerstörungsfrei durchführen, sie liefert jedoch keine kontinuierlichen Informationen.
Ein britisches Unternehmen entwickelt eine alternative Methode zur Leckageortung. Es bietet kostengünstige kapazitive Sensoren an, die mit kohlenstoffbasierten Tinten hergestellt und mit herkömmlichen Grafikdruckern produziert werden können. Dank ihres Dünnschichtformats lassen sie sich unter Haushaltsgeräten wie Geschirrspülern, Waschmaschinen, Heizkesseln und Rohrleitungen oder sogar unter Fußböden oder in Wänden anbringen. Die Sensoren sind mit der Cloud verbunden und können Hausbesitzer bei einem Anstieg der Luftfeuchtigkeit alarmieren, sodass Reparaturen durchgeführt werden können, bevor das Leck größere Schäden verursacht.
Integrierte Heizung, Beleuchtung und Verkabelung
Die Hausbautechniken haben sich seit vielen Jahren nicht wesentlich verändert, und die meisten Häuser werden nach wie vor vor Ort mit herkömmlichen Baumaterialien errichtet. Sanitär- und Elektroinstallationen werden während des Bauprozesses vorgenommen, weshalb auf jeder Baustelle Fachkräfte benötigt werden. Während die meisten Autos seit Jahren weitgehend automatisiert am Fließband gefertigt werden, sind Häuser im Wesentlichen immer noch Handarbeit.
Daher bietet sich eine hervorragende Gelegenheit, die Baukosten zu senken und gleichzeitig den Nutzen für die Gebäudenutzer zu steigern, indem Funktionalität in die Baumaterialien integriert wird. Vielversprechende Beispiele hierfür sind die Integration von Elektroheizungen in Wandpaneele, wodurch unansehnliche freistehende Heizkörper entfallen. Auch elektrische Schalter, Kabel, Beleuchtung und andere Sensoren könnten bereits vor der Montage in die Wandpaneele eingebaut werden. Dies reduziert den Bedarf an einzelnen Befestigungen, die Kosten verursachen und das Erscheinungsbild beeinträchtigen.
Verbesserte Energieeffizienz
Effizienteres Heizen und die Energieversorgung von Wohnhäusern sind entscheidend für das Erreichen der CO₂-Emissionsziele, da private Haushalte derzeit für rund 30 % der Emissionen in Industrieländern verantwortlich sind. Neben der verstärkten Nutzung etablierter Technologien wie dickerer Wand- und Dachdämmung ist auch das Potenzial neuer Technologien erheblich.
Solare Photovoltaikanlagen, die derzeit auf rund 3,5 % der britischen Haushalte installiert sind, stehen weiterhin im Fokus von Innovationen. Ein vielversprechender Ansatz ist die Konstruktion von Tandem-Photovoltaikzellen, die mithilfe einer zusätzlichen lichtabsorbierenden Schicht die Sonnenenergie effizienter sammeln.
Starre Solardachpaneele sind jedoch nicht für alle Gebäude geeignet. Eine Alternative bieten semitransparente Solarzellen, die als dünne Folien auf Fenster aufgebracht werden können. Obwohl sie weniger effizient sind, da sie deutlich weniger Licht absorbieren, ermöglichen sie die Nutzung vorhandener Fenster zur Energiegewinnung. Eine weitere Entwicklung, die sich derzeit noch in der Anfangsphase befindet, ist die photochrome Photovoltaik. Diese würde an sonnigen Tagen einen größeren Anteil des Sonnenlichts absorbieren.
Eine weitere Grenze für die digitale Revolution
Gebäude, sowohl Wohn- als auch Gewerbegebäude, haben bisher nur langsam von der digitalen Revolution profitiert. Zwar finden sich in Gebäuden viele Hightech-Elemente, doch ist moderne Technologie im Allgemeinen nur wenig in die Bausubstanz selbst integriert. Dies dürfte sich in den kommenden Jahren ändern: „Intelligente Gebäude“ ermöglichen vorausschauende Wartung, effizientes Bauen und die Integration von Sensoren, Heizung, Beleuchtung und Energiegewinnung in die Baumaterialien von Anfang an.
