Technische Gebäudeausrüstung im digitalen Kontext studieren

Mit den Möglichkeiten von Künstlicher Intelligenz und Digitalisierung werden Gebäude und Quartiere heute vielfach durch vernetzte Strukturen und digitale Systeme gesteuert und betrieben. Hinzu kommen BIM, Smart City Anforderungen und die Einbettung in weitere digitale Vernetzungen, die eine neue Art der TGA erforderlich machen und definieren. Die technischen Systeme in Gebäuden kommunizieren damit zunehmend digital über innovative Netzwerktechnologien. Resultierende Datenströme können und müssen ausgewertet werden. Dadurch kann der eigentliche Betrieb von Gebäuden und den umgebenden Quartieren deutlich besser und effizienter optimiert werden. Dazu bedarf es einer sehr detaillierten Planung der Gebäude und der Infrastrukturen im Quartier – von der Abstimmung verschiedener Gewerke bis zur Sicherstellung eines effizienten, resilienten und nutzerorientierten Gebäudebetriebs.

Das Studienprogramm TGA mit DI an der HCU verbindet klassische Inhalte der technischen Gebäudeausrüstung, wie Heizung, Lüftung, Klima, Elektrotechnik, mit Kompetenzen, die für die Planung, die Umsetzung und den Betrieb eines vernetzten, intelligenten Gebäudes und Quartiers erforderlich sind: Datenmanagement, Sensorik, Automatisierung, BIM-basierte Planung und digitale Infrastruktur.

Bild: HCU

Die HCU als Hochschule für die ge- und umbaute Umwelt

Die HafenCity Universität Hamburg (HCU), als Universität für Baukunst und Metropolenentwicklung, ist eine auf die ge- und umbaute Umwelt spezialisierte kleine deutsche, primär technisch-geprägte Universität. Die Studiengänge Architektur, Bauingenieurwesen, Stadtplanung, Geodäsie & Geoinformatik, Kultur – Digitalisierung – Metropole, Resource Efficiency in Architecture and Planning (REAP), Urban Design und TGA mit DI arbeiten hier eng, vertrauensvoll und vor allem interdisziplinär unter einem Dach zusammen. Studierende profitieren von dem Austausch mit angrenzenden Disziplinen und lernen, Gebäudetechnik im Kontext städtebaulicher, gesellschaftlicher und digitaler Entwicklung zu denken.

Wie das Studienprogramm entstand

Die Freie und Hansestadt Hamburg bat ihre Hochschulen, ein Studienprogramm für die Technische Gebäudeausrüstung zu entwickeln, da im Norden Deutschlands ein deutlicher Fachkräftebedarf identifiziert wurde. Gleichzeitig wurde klar, dass moderne Gebäudetechnik heute weit über klassische TGA-Inhalte hinausgeht: Digitale Infrastruktur, Cybersecurity, Datenverarbeitung, Automatisierung und Smart-City-Anwendungen prägen zunehmend Planung, Betrieb und Weiterentwicklung von Gebäuden und Quartieren. Die HafenCity Universität Hamburg kam als einzige Hochschule in der Region dieser Bitte nach und verankerte ein solches Programm zum Ziel im Struktur- und Entwicklungsplan der Hochschule (2021 bis 2027).

Um die notwendige fachliche Breite abzubilden, wurde das Studienprogramm zunächst durch den Präsidenten der HCU und dann weitere Expertinnen und Experten an der HCU entwickelt. Die Technische Universität Hamburg (TUHH) unterstützt das Curriculum zusätzlich mit einzelnen Modulen zu ingenieurwissenschaftlichen Grundlagen, während die wesentliche Lehre und Organisation an der HCU verankert sind.

Durch diese Struktur entsteht ein Studienangebot, dass die Stärken beider Hochschulen nutzt und in einem gemeinsamen Curriculum bündelt. Dadurch entsteht eine Lehrumgebung, die technische Tiefe mit digitaler Kompetenz verbindet.

Cybersecurity und Smart City als zentrale Schwerpunkte

Neben den traditionellen Inhalten der TGA mussten aufgrund des Digitalisierungsschwerpunktes neue Module entwickelt werden. Die Digitalisierung in der Gebäudetechnik beginnt mit soliden Grundlagen: Studierende erwerben Kenntnisse in Programmiertechniken und Datenstrukturen, der Basis für das Verständnis einer digitalen Infrastruktur. Darauf aufbauend lernen sie die komplette Kette moderner Systeme kennen: von Sensoren und vernetzten IoT-Geräten (Internet of Things) über Datenaufnahme und -verarbeitung bis hin zu Big-Data-Methoden und Machine Learning.

Ein zentraler Bestandteil ist die Cybersicherheit. Moderne Gebäude sind hochvernetzte Systeme, in denen Sensorik, Automatisierungstechnik, Cloud-Dienste und Gebäudemanagementplattformen miteinander kommunizieren. Sie sind dadurch auch angreifbar. Immer wichtiger wird daher auch der Blick auf die Sicherheit der Systeme. Das Curriculum vermittelt grundlegende und anwendungsorientierte Kompetenzen der Gebäudesicherheit – von der Absicherung einzelner Komponenten bis zum Schutz gesamter digitaler Infrastrukturen.

Ein weiterer zentraler Bereich ist die Smart City. Gebäude werden heute als aktive Komponenten urbaner Systeme verstanden. Studierende lernen, wie Gebäude, Quartiere und Infrastrukturen über Energie-, Mobilitäts- und Datenströme miteinander vernetzt werden können und wie diese Verflechtungen die Planung und den Betrieb beeinflussen und damit den Energieverbrauch optimieren und Ressourcen effizienter nutzbar machen können.

Die Annäherung erfolgt nicht nur rein theoretisch, sondern projektbasiert. Kleiner Hinweis: Gerade Computer- und Videospiele, bzw. deren Engines, sind dabei hilfreiche Tools und die Studierenden können in Wahlmodulen auch hier Kompetenzen der besonderen Art erwerben.

Praxisnah, vernetzt, digital

Laborübungen, reale Projektarbeiten, Kooperationen mit Unternehmen und der Einsatz moderner Simulations- und Planungstools sind fest im Curriculum verankert. Studierende arbeiten an konkreten Fragestellungen aus der Gebäudetechnik und lernen, wie Anlagen energetisch bewertet, Systeme optimiert und digitale Infrastrukturen integriert werden – von der Sensorik über die Datenverarbeitung bis hin zur Gebäudeautomation.

Studierende arbeiten unter anderem wie hier im Labor an konkreten Fragestellungen aus der Gebäudetechnik. Bild: Rene Terworth

Darüber hinaus beherbergt die HCU das Forschungszentrum „HAWICC“ (Hansetic Wireless Innovation Competence Center), das explizit an der Forschungsfront den Studierenden – z. B. in Form von Hilfskraftjobs – erlaubt, auch größere Zusammenhänge dieses zukunftsorientierten Programmes kennenzulernen. Die Professuren der TGA mit DI sind an der HCU eng mit dem HAWICC verknüpft, so dass im Umkehrschluss auch aktuellstes Wissen unmittelbar in die Lehre einfließt. Damit wird das Programm schon im Bachelor dem universitären Gedanken der Verschränkung von Lehre und Forschung auf Top-Niveau gerecht.

Fazit

Mit dem Studienprogramm Technische Gebäudeausrüstung mit Digitaler Infrastruktur setzt die HafenCity Universität Hamburg (HCU) ein klares Zeichen für die Zukunft der Gebäudetechnik – derzeit ein Solitär in der Form in Deutschland. Das Programm verbindet klassische Ingenieurkompetenzen mit digitalem Know-how mitten im KI Zeitalter.