Gebäudeautomation
Gebäudeautomation ermöglicht eine effiziente Steuerung und Überwachung von technischen Anlagen und Systemen in Gebäuden
Die intelligente Integration von Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen steigert die Energieeffizienz und reduziert Betriebskosten. Durch die Einbindung von Sicherheitssystemen in die Gebäudeautomation werden Sicherheit und Schutz erhöht. Fortschrittliche Gebäudeautomationslösungen vereinfachen das Facility-Management und erhöhen den Komfort für Bewohner und Nutzer.
Die TGA steuern, regeln, erfassen und optimieren
Gebäudeautomation bietet ein hohes Maß an Komfort für die Bewohner. Damit einher geht das Potenzial für eine hohe Betriebssicherheit und Energieeinsparung. Um dies zu erreichen, muss man in ein effizientes Automatisierungssystem investieren. Ein solches System sollte so gestaltet und umgesetzt werden, dass es die spezifischen Ziele des Benutzers, dargestellt durch festgelegte Parameter, autonom erfüllt, ohne dass manuelle Anpassungen durch das Betriebspersonal erforderlich sind.
Zum Beispiel kann das System die Heizung je nach Sonnenlicht einstellen, das möglicherweise mit der Positionierung der Jalousien und dem Belegungsplan des Raumes verbunden ist. Ein weiteres Beispiel ist die Anpassung der Beleuchtung je nach Raumbelegung und dem durch die Fenster eintretenden Licht.
Im Bereich der Gebäudeautomation können die Begriffe manchmal etwas verwirrend sein. Zur Klarstellung: Der Begriff Gebäudeautomation ist nicht gleichbedeutend mit der Gebäudesystemtechnik (oder Bustechnologie).
Vielmehr ist die Gebäudesystemtechnik/Bustechnologie eine Komponente der Gebäudeautomation, deren Hauptaufgabe darin besteht, die verwendete Technologie und ihre Funktionen zu verknüpfen.
Zur Verdeutlichung ist es erwähnenswert, dass der Begriff "Gebäudeautomation" eingeführt wurde, um ihn von einer traditionellen Elektroinstallation zu unterscheiden. Wenn man die Gebäudeautomation unterteilen möchte, sollte man dies in drei Ebenen tun.
Die Feldebene wird als die unterste Ebene betrachtet. Hier wird die technische Gebäudeaus-rüstung mithilfe der Feldgeräte, Sensoren und Aktoren betrieben bzw.
in Gang gehalten. Sensoren dienen der Aufnahme von Informationen wie zum Beispiel
Bewegungsmelder,
Temperaturfühler,
Druckmesser usw.
Diese Informationen werden über das jeweilige Bussystem als Datentelegramme an die Aktoren gesendet. Hier werden die Informationen in Schaltbefehle umgewandelt, beispielsweise um die Beleuchtung zu aktivieren, die Flusstemperatur der Heizung zu verringern oder einen Ventilator auszuschalten, unter anderen. Solche Daten können auch geloggt werden, möglicherweise zu Archivierungszwecken. Dies ermöglicht es, die Betriebszustände von Systemkomponenten wie Motoren, Ventilen, Klappen usw. zu bestimmten Zeiten oder auch direkte Messwerte zu verfolgen, um Druck, Temperatur, relative Luftfeuchtigkeit oder Verbrauchsdaten zu ermitteln.
Die Automatisierungsebene zeichnet sich dadurch aus, dass sie die technische Gebäudeausrüstung auf Basis der von der Feldebene (von unten) gelieferten Daten und der von der Managementebene (von oben) gelieferten Befehle steuert oder reguliert. Trotz umfangreicher Standardisierungsbemühungen gibt es leider immer noch viele herstellerspezifische Bussysteme für den Datenaustausch auf der Automatisierungsebene zwischen den Schnittstellen (DDC - Direct Digital Control).
Bus-Systeme, die herstellerübergreifend verwendet werden, sind besonders in funktionalen Gebäuden wie Bürogebäuden, Krankenhäusern und Flughäfen verbreitet. Um die Verlegung von Kabeln zu vermeiden, werden bei Nachrüstungen häufig funkgesteuerte Controller eingesetzt. Dies zeigt sich beispielsweise bei der Nachrüstung von Raumtemperaturreglern oder Alarmsystemen.
Weiterhin werden auf der Managementebene Informationen zusammengeführt, um laufende Prozesse zu überwachen und im Falle von Störungen Alarme auszulösen. Auf dieser Managementebene, im Grunde eine zentralisierte Computerarbeitsstation, werden angesammelte Daten aus der Gebäudeautomation erfasst, analysiert und bei Bedarf in gedruckter Form ausgegeben. Hier werden die Systeme überwacht und Betriebsabläufe können optimiert werden.
Managementsysteme können sowohl zentralisiert als auch dezentralisiert sein. Bei einer zentralisierten Lösung gibt es einen zentralen Kontrollraum und bei einer dezentralisierten Lösung verteilt angeordnete Systeme mit mehreren Bedienstationen.
Zur Bedienung wird eine spezielle Software benötigt, um
die technischen Vorgänge innerhalb des Gebäudes zu visualisieren
die Daten der Regler über das Feldbussystem zu sammeln
und sie grafisch auf dem Bildschirm abzubilden.
Schema der Gebäudeautomatisation
Im Wesentlichen ist die Gebäudeverwaltungstechnologie nichts anderes als die Benutzeroberfläche auf Managementebene der Gebäudeautomation.
Bei der Anschaffung eines solchen Managementsystems sollte sorgfältig überlegt werden, ob man sich für ein System mit herstellerneutralen Schnittstellen (wie OPC und BACnet) oder ein herstellerspezifisches System entscheidet.
Zu einem Gebäudeautomationssystem gehören auch Elemente wie Steuerschränke und Kabelnetzwerke, die zum Messen, Steuern, Regeln und Übertragen von Informationen konzipiert sind.
Bis zu diesem Punkt alles gut. Man könnte sich dann fragen, welche Rolle er in diesem Rahmen spielt. Ein Gebäudeautomationssystem zu besitzen, ist in der Tat ein Privileg. Wenn man davon ausgeht, dass das System nicht nur um seiner selbst willen implementiert wurde, sondern mit präzisen nützlichen Absichten, sollte sein kontinuierlicher Betrieb sowohl obligatorisch als auch rational sein. Leider gab es Fälle, in denen trotz aktiver Systeme Ausdrucke in versiegelten Räumen ungelesen anhäufen und Computerstationen unbeaufsichtigt bleiben. Es schien oft, als wäre das Personal überfordert. Ein häufiges Feedback bei Befragungen war ein Mangel an Zeit für die Systemverwaltung. Was zu solchen Umständen führte, ist eine andere Frage.
Normen und Richtlinien
Auch das Gebiet der Gebäudeautomatisation ist nicht ganz einfach, und vor allem im Detail erscheint es manchem auch unübersichtlich. Um sich zurechtzufinden, werden in diesem Kapitel einige Hinweise über die wichtigen Normen und Richtlinien auf diese
Bezüglich der Energieeinsparung im Zusammenhang mit der Gebäudeautomation ist die DIN EN 15232 Energieeffizienz von Gebäuden - Einfluss von Gebäudeautomation und Gebäudemanagement von besonderem Interesse.
Die Wirtschaftlichkeit von Automationssystemen kommt auch bei der Zertifizierung von Green Buildings nach DGNB oder LEED zum Tragen.
Zur Umsetzung von DGNB bzw. LEED ist ein fachgerechtes Konzept notwendig. An dieser Stelle setzt die VDI-Richtlinienreihe 3813 Raumautomation an. Sie legt gewerke-übergreifend die Funktionen der Raumautomation fest. Insofern haben die GA-Fachplaner hierdurch eine geschlossene Planungssystematik zur Verfügung. Damit kann die Beschreibung aller Raumfunktionen bis hin zur höchsten Energieeffizienzklasse A erfolgen.
Die neue VDI 3814 - der Standard der Gebäudeautomation wird aktualisiert.
Seit 1977: VDI 3814 Blatt 1
Frühe 1990 er: Die VDI 3814 prägte die DIN EN ISO 16484
Gegenwärtig: Ist die Richtlinienreihe in Deutschland der anerkannte Standard (Anlagen- und Raumautomation gemeinsam, Gründrucke seit Juli 2017)
Zukünftig (2020 er): Digitales Planen, Bauen und Betreiben
In ihrem aktuellen Stand (per 2017) umfasst sie die folgenden 7 Blätter:
Blatt 1: Systemgrundlagen
Blatt 2: Gesetze, Verordnungen, Technische Regeln
Blatt 3: Hinweise für das Gebäudemanagement, Planung, Betrieb und Instandhaltung Blatt 3.1: Hinweise für das Gebäudemanagement, Schnittstelle zum Facility Manage-ment
Blatt 5: Hinweise zur Systemintegration
Blatt 6: Grafische Darstellung von Steuerungsaufgaben Ausgabedatum: 2008-07
Blatt 7: Gestaltung von Benutzeroberflächen Ausgabedatum: 2012
Nachhaltigkeit und umweltbewusste Gebäudetechnik
Wir sprechen offiziell von Nachhaltigkeit seit der Agenda 21, die 1992 auf der Konferenz für Umwelt und Entwicklung der Vereinten Nationen beschlossen wurde.
