Wat is precies een Smart Building?

De laatste tien jaar hebben gebouwen een revolutie ondergaan. Veel gebouwen lieten zich voor 2010 als “traditioneel”omschrijven. Processen die zich erin afspelen – of het nu kantoren, ziekenhuizenof openbare gebouwen zijn – waren vaak weinig tot niet geoptimaliseerd. Vandaag verwachten we van gebouwen dat ze ons, als gebruikers, veel individueel comfort aanreiken. In de praktijk gebeurt dat door gebouwen uit te rusten met technologie en die onderling te verbinden.Zo ontstaat een Smart Building.

Welke mogelijkheden biedt zo’n SmartBuilding?

Een Smart Building maakt gebruik van geautomatiseerde processen en data om activiteiten zoals verwarming, ventilatie, airconditioning, verlichting, domotica en beveiliging te regelen. Veel Smart Buildings vertrouwen op Internet ofThings (IoT)-technologie, wat betekent dat ze sensoren hebben om gegevens te verzamelen en software om deze te beheren om het energieverbruik en de impact op het milieu te minimaliseren. Bijvoorbeeld “slimme” energiemeters geven advies over energiebesparing of sensoren houden lichaamsfuncties in de gaten. Tenslotte ontsnappen ook gebouwen niet aan de trend waarbij onze smartphone het digitale verlengstuk van ons lichaam wordt. Er bestaan ondertussen apps waarmee je o.a. een werkplek kan reserveren, verlichting en verwarming regelen naar je voorkeuren, en de locatie van collega’s opzoeken.

Smart Buildings zijn de stap naar de toekomst omdat technologie steeds meer in ons dagelijks leven wordt ingebed. De laatste tijd is echter gebleken dat gebouwen en infrastructuur steeds meer te maken krijgen met cyberaanvallen. Waarom is dat zo?

Hiervoor zijn er een aantal redenen. Denk aan:

– Smart Buildings vereisen een verbinding tussen het gebouw en zijn gebruikers.

– Connectiviteit die niet oordeelkundig wordt opgezet, vormt een risico.

– Data die gebouwen genereren worden steeds waardevoller.

 En zoals alles dat van waarde is, wekt het de interesse van criminelen. Hackers in dit geval.

Wat is het risico?

De risicobeoordeling is afhankelijk van de functie van het gebouw. Eenkantoor, ziekenhuis of sporthal hebben elk een andere ernstgraad.

– Toegang krijgen tot data van gebouwen.Soms onschuldig, soms heel waardevol in geval van     persoonsgebonden gegevens die uitlekken.

– Voorbeeld van incident is de zogenaamde “Denial of Service” aanval. Dit betekent dat hackers een systeem niet zelf kunnen besturen maar er wel voor zorgen dat de eigenaar er geen gebruik van kan maken.

– Reputatieverlies: niemand wil er werken in een gebouw waarin jouw persoonsgegevens zomaar te grabbel worden gegooid.

Smart Buildings interageren met hun gebruikers en passen zich automatisch aan naargelang hun noden en omgevingsfactoren. Ze wisselen informatie uit met de omgeving en leren van situaties. Maar hoe houden we de mensen, de data en de gebouwen cyberveilig?

Een vaak gebruikt concept in cybersecurity is “Defence in Depth”: vergelijk het met een middeleeuws kasteel. Dat bestond uit meerdere fysieke “verdedigingsringen” die aanvallers allemaal moesten overkomen. Hoe meer en hoe moeilijker de barrières, hoe kleiner de kans dat iemand met slechte bedoelingen binnenraakt en schade aanricht. In termen van cybersecurity is een heel eenvoudige maar belangrijke aanbeveling aan studiebureaus en installateurs om voldoende fysieke beveiliging te voorzien. Of je dat technologisch realiseert door sleutelplannen, toegangscontrole installaties of camerabewaking hangt af van het type gebouw en het budget van de klant. Cybersecurity valt uiteen in twee fasen: technologie veilig opbouwen tijdens deconstructie én bijgewerkt houden tijdens de ganse gebruiksfase van het gebouw. De installateur is betrokken in de constructie en speelt daar een belangrijke rol in de keuze van de technologiepartner.

Recente studies tonen aan dat het aantal cyberaanvallen op geconnecteerde toestellen uit IoToplossingen groeit. Krijgt cybersecurity bij de ontwikkeling van Smart Buildings voldoende aandacht?

In de Duitse industrie is er in dat verband een Charter of Trust afgesloten, dat ook Siemens heeft ondertekend. Het charter omvat een ethische standaard rond cybersecurity. Maar, dat is natuurlijk het standpunt van de leverancier die ook zelf niet in moeilijkheden wil komen. In de praktijk is het vaak een stuk complexer. Wat als je een gebouw verkoopt of verhuurt? Dat roept meteen heel wat vragen op rond het bezit van bepaalde data en de verantwoordelijkheid over die data.

Het is ons duidelijk geworden dat cybersecurity in gebouwen van cruciaal belang is. Ook de EU onderneemt in dit kader actie om cyberdreigingen aan te pakken. Kan je ons iets vertellen over de Europese NIS-richtlijn?

De netwerk- en Informatiebeveiligingsrichtlijn,of kortweg NIS-richtlijn, is van toepassing op specifieke sectoren (denk aan: energie, mobiliteit, gezondheidszorg, financiële sector, water en digitale infrastructuur). Zij moeten voldoen aan specifieke vereisten op het gebied van cyberveiligheid. Bijvoorbeeld: plicht om cyberincidenten in hun systemen op een publieke website te rapporteren. Het kiezen van een gepaste technologiepartner is opnieuw cruciaal voor de installateur.

We zien veel gezond verstand in de aanpak, maar dit lijkt toch op een grote verandering voor de sector. Hoe gaan technologieleveranciers zoals Siemens hiermee om?

Er is een belangrijke mentaliteitsverandering: in het verleden leverden wij producten en oplossingen, die verondersteld werden bij de oplevering volmaakt afgewerkt te zijn en die klaar waren om jarenlang te dienen. Voor hardware staat dit model op zich nog overeind, maar software kent een veel snellere evolutie. Rekenkracht neemt zeer snel toe, cyberaanvallers gebruiken die en worden snel slimmer. Voor onze softwareproducten raden wij nu alle klanten aan om in te schrijven in een servicecontract waardoor we periodiek de laatste upgrades en patches ter beschikking kunnen stellen. Daarom beschikt Siemens over een CERT (Computer Emergency response team) dat hackersmethodes gebruikt om de bestendigheid van onze eigen producten tegen cyberaanvallen te evalueren en indien nodig bij te sturen.

De doeltreffendheid van een smart building steunt in grote mate op de interacties tussen de verschillende systemen voor verwarming, verlichting, verluchting enzovoort. Die interactie is helaas niet altijd optimaal en daardoor blijft interessante meerwaarde liggen voor talrijke zaken: energie-efficiëntie, comfort, gebruiksgemak, onderhoud … Gelukkig kan dergelijke silovorming vermeden worden.

Twee oplossingen

Een eerste manier om de silo’s te doorbreken is de installatie van een coördinerend systeem boven de silo’s. Dat maakt niet alleen de interactie tussen de verschillende systemen mogelijk, maar ook tussen deze systemen enerzijds en anderzijds externe systemen zoals gebruikersinterfaces en software voor het opslaan en verwerken van data over het slimme gebouw.

De coördinerende oplossing kan een gebouwbeheersysteem (GBS) zijn, maar ook een zogenaamd Building Opera-ting System (BOS), dat op een hoger niveau opereert.

Een tweede mogelijkheid is grotere systemen installeren. “Groot” betekent hier dat ze de rol van verschillende afzonderlijke systemen vervullen, waardoor ze de silovorming doorbreken.

Protocollen

Componenten en systemen kunnen alleen met elkaar interageren wanneer ze in verbinding met elkaar staan en elkaar begrijpen. Er zijn dus protocollen nodig voor de data-uitwisseling. Deze kun je naargelang hun functie ruwweg in twee soorten verdelen. De ene soort regelt de interactie tussen de componenten van een systeem; de andere de interactie tussen verschillende systemen.

Voor bepaalde zaken zijn dergelijke protocollen intussen al gemeengoed. Voor kunstverlichting is er bijvoorbeeld DALI, de Digital Addressable Lighting Interface. Dat regelt de communicatie tussen apparaten zoals elektronische voorschakelapparaten, helderheidssensoren en aanwezigheidsmelders. Andere bestaande protocollen zoals BACnet en KNX zijn toepasbaar in verschillende domeinen zoals HVAC, zonwering en energiemonitoring.

Open en gesloten

In de praktijk worden er al veel protocollen toegepast, die soms wel en soms niet gestandaardiseerd zijn. Aan het ene uiteinde staan de open protocollen en standaarden, die ontstonden uit de samenwerking tussen verschillende organisaties. Aan het andere uiteinde vind je de gesloten types ontwikkeld door één onderneming.

Wat is het beste? Die vraag heeft geen eenvoudig antwoord. Het hangt ervan af. Ben je de gebruiker van het gebouw, de installateur of de producent? Het valt te verwachten dat slimme gebouwen een mix van verschillende protocollen en standaarden zullen hanteren. De hamvraag is dus: hoe kun je in die situatie tot interoperabiliteit komen?

Vertalers en interfaces

Eén oplossing is de toepassing van zogenaamde gateways. Deze vertalen de verschillende protocollen. Een tweede oplossing bestaat voor systemen met IP-connectiviteit, vrij vertaald: systemen die je op het internet kunt aansluiten. Die kun je uitrusten met softwarematige koppelpunten of interfaces zoals een Application Programming Interface (API). Deze maken interactie met andere gebouwsystemen of softwareprogramma’s mogelijk.

Silo’s doorbroken

Het is dus mogelijk om de silo’s te doorbreken en tot interoperabiliteit te komen. Bovendien is de koppeling met een bovenliggend softwaresysteem mogelijk. Dat staat innovatieve benaderingen toe, gebaseerd op data-analyse en artificiële intelligentie (AI).

Er bestaan vanzelfsprekend ook kleinere projecten, die in beperkte mate uitgerust zijn met smart oplossingen. Maar dankzij de gateways en de API-oplossingen kunnen ook in dat geval de silo’s doorbroken worden.

Hybride toekomst

De belangstelling voor systemen met IP-connectiviteit groeit. Maar de werkgroep Interoperabiliteit van de cluster Smart Buildings in Use gaat ervan uit dat men ook niet-IP- gebaseerde protocollen zal blijven gebruiken. De toekomst zal dus hybride zijn.

David Grillet (WTCB): “Veldbussen en systemen die met traditionele digitale en analoge in- en outputs werken, zullen altijd in zekere mate toegepast blijven worden vanwege hun relatief lage kostprijs, geringe complexiteit, grote betrouwbaarheid en lange levensduur. Ze vormen nog regelmatig de meest efficiënte oplossing om de vele componenten op veldniveau in een gebouw – verlichting, thermostaten, detectoren, kleppen, sensoren … – met elkaar te verbinden.”

Tegelijk mag men niet vergeten dat IP-gebaseerde systemen een grote troef hebben: hun grotere rekencapaciteit. Dit staat complexe functies toe. Bovendien zijn ze interoperabel met andere IP-gebaseerde systemen binnen en buiten het gebouw.

INFO: Dit project kreeg de steun van het Agentschap Innoveren en Ondernemen

UITSTEKENDE INLEIDING

Het is niet evident om tot een slim gebouw te komen dat zijn potentieel maximaal waarmaakt. Maar er bestaat nu een uitstekende inleiding in de problematiek: het rapport Interoperabiliteit, compatibiliteit en openheid binnen een Smart Building. Dit technische document reikt de nodige definities aan, wijst op de aandachtspunten en doet aanbevelingen.

Het rapport is het resultaat van een werkgroep van de cluster Smart Buildings in Use (SBiU), een initiatief van het WTCB en de Vlaamse Confederatie Bouw waarin tal van bedrijven vertegenwoordigd zijn. Zo zetelen in de werkgroep naast het WTCB en de VCB onder meer vertegenwoordigers van EEG, GIA, Trigrr, Procos Group, Honeywell Partner Channel, en Sumi Smart.

INFO: Geïnteresseerd in dit rapport? Stuur een e-mail naar benedikt.declercq@vcb.be.