Bestandteile
Daten werden von einer intelligenten Steuerungseinheit verarbeitet und an Aktoren weitergeleitet, welche beispielsweise die Klimaanlage oder Beleuchtung regulieren
Sensoren, die Daten über Raumtemperatur, Luftqualität oder Belegungszahlen liefern, spielen eine zentrale Rolle. Die zuverlässige Vernetzung der Komponenten ist wichtig und wird über Protokolle wie KNX oder BACnet realisiert. Durch umfassende Gebäudeautomation können Betriebskosten gesenkt, die Effizienz gesteigert und der Komfort für Nutzer verbessert werden.
Woraus besteht eine Gebäudeautomations-Anlage?
Die drei Hauptanlegen dieser Norm sind:
Die Erreichung der Energieeffizienz,
und damit die Sicherstellung von Energieeinsparungen
aber auch die Gewährleistung von für Menschen akzeptablen Bedingungen im Gebäude.
Anwendungsfälle
Die umweltgerechte Planung aller Gebäudearten benötigt komplexe Verfahren für die Automatisierung (Steuerung und Regelung) und Überwachung der TGA-Anlagen (TGA = Technische Gebäudeausrüstung). Neben der Automatisierung von Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen (HLK-Anlagen) stellt die funktionale Integration anderer TGA-Anlagen eine gemeinsame Aufgabe aller Beteiligten dar, um eine gewerkeübergreifende GA-Anlage sicherzustellen.
Funktionale Integration
der Beleuchtungssteuerung,
der elektrischen Energieverteilung,
der Gefahrenmeldesysteme,
der Aufzugssteuerung,
des Instandhaltungs- und
des Facility-Managements,
Gewerkeübergreifende Integration
Die Integration verschiedener Systeme und Anlagen bietet Anwendern Vorteile durch den Synergieeffekt ihrer Zusammenarbeit. Diese Norm dient als Orientierung für Architekten, beratende Ingenieure, Auftragnehmer und Auftraggeber bei der Ausführung solcher Systemintegrationen. Da Geräte, Systeme und Netzwerke unterschiedliche Innovationszyklen haben, wurden sowohl herstellerspezifische als auch genormte Schnittstellen zwischen dem GA-Netzwerk und anderen Systemen festgelegt. Dies ermöglicht das Hinzufügen und Austauschen von Einrichtungen in bestehenden Anlagen sowie die Erweiterung des Gebäudeautomations-Netzwerks.
Ein Hersteller soll in der Lage sein, ein Produkt zu entwickeln, das seine spezifischen Marketing-Ziele erfüllt und gleichzeitig die Integration dieser speziellen Einrichtung in eine gewerkeübergreifende GA-Anlage ermöglicht. Die entsprechenden Teile dieser Norm legen daher auch Schnittstellen fest, die in Verbindung mit dem erforderlichen Kommunikationsprotokoll und der Konformitätsprüfung die Interoperabilität zwischen Einrichtungen verschiedener Hersteller sicherstellen.
Hersteller, Systemintegratoren, Elektroinstallateure und HLK-Anlagen Errichter sollen in der Lage sein, eine GA-Anlage zu errichten. Diese Norm soll nicht die Hardware, Software oder Architektur eines GA-Systems normieren, sondern bei der Planung und Ausschreibung einer projektspezifischen GA-Anlage deren Funktionalität und Qualität klar definieren.
Diese Normenreihe dient den Vertragsparteien, die an Planung, Ausschreibung, Errichtung, technischer Bearbeitung, Installation, Inbetriebnahme, Abnahme, Schulung und Instandhaltung einer GA-Anlage beteiligt sind, als Richtlinie für die Gebäudeautomation und die zugehörige Mess-, Steuer- und Regeltechnik (MSR-Technik). Eine eindeutige Terminologie ist erforderlich, um die Zielsetzung und Einzelheiten dieser Norm präzise zu vermitteln, Doppelfestlegungen zu vermeiden und dennoch die Entwicklung neuer Produkte oder Systeme nicht einzuschränken.
Um die Interoperabilität zu gewährleisten, benötigen die verschiedenen Teile einer GA-Anlage ein einheitliches Datenkommunikationsprotokoll und Informationsmodell. Dies dient als Grundlage für projektspezifische Leistungsverzeichnisse im Vergabeprozess und als Richtlinie für eine fachgerechte Inbetriebnahme vor der Übergabe der Anlage. Die Norm dient auch Schulungsstätten, die Schulungen im Bereich der Gebäudeautomation anbieten, als Grundlage.
Üblicherweise bestehen GA-Systeme aus drei Ebenen
Diese sind jeweils als Netzwerke aufgebaut und hierarchisch angeordnet. Die Netzwerke sind verbunden.
Kurzbeschreibung der drei GA-Ebenen
| Ebene | Bezeichnung | Aufgaben |
|---|---|---|
| 1 | Management- und Bedienfunktionen | Schnittstellen zwischen Maschine und Bediener. |
| 2 | Verarbeitungsfunktionen | Zuständig für Überwachung, Steuerung, Regelung, Berechnungen und Optimierungsaufgaben der TGA |
| 3 | Ein/Ausgabe-Funktionen [E/A] | stellen Zustands- und Messwerte für die GA bereit, und zwar der Feldgeräte [physikalische E/A]) bzw. von im GA-Netzwerk verfügbaren Werten [gemeinsame/kommunikative E/A] |
Management- und Bedieneinrichtung
Die grundsätzlichen Aufgaben einer Management- und Bedieneinrichtung sind die gezielte Überwachung und bedarfsweise Einwirkung auf die zu steuernden Prozesse.
Der Management- und Bedieneinrichtung sind folgende Funktionen zugeordnet:
Bedienen (und zwar übergeordnet)
Beobachten (Monitoring)
Einrichten bzw. Parametrieren
Alarm- und Ereignisverarbeitung
Anfertigen von Protokollen (auch Anfertigen einer Historie, z. B. für die Instandhaltung)
Durchführung der Auswertungen, wie zum Beispiel Anfertigung von Statistiken, Bilanzen usw.
Dokumentation (in der Weise, wie die Anlage eingerichtet wurde, also was im Pflichtenheft gefordert wurde)
Sicherung der Daten (Beachtung der Datensicherheit und der diesbezüglichen gesetzlichen Vorgaben).
Die Feldgeräte
Wie der Name andeutet, befinden sich die Feldgeräte „draußen“ in der Anlage, also vor Ort und oftmals weit entfernt von der MBE. Die Feldgeräte verbinden das System mit den technischen Anlagen.
Sie sind ausgebildet
als Sensoren zum Messen, Zählen, Melden
sowie als Aktoren, welche mit Stellsignalen angesteuert werden und für das Stellen bzw. Schalten zuständig sind.
Die folgende Tabelle sowie die Abbildungen zeigen eine Zusammenstellung einiger typischer Anwendungsfälle.
| Sensor | Anwendungsbeispiel |
|---|---|
| Lufttemperaturmessung | Ist Grundlage der Raumtemperaturregelung für Heizen und Kühlen/Klimatisieren. Messungen der Ab-, Zuluft- und Außentemperatur sind nötig für luftgestützte Heiz- und Kühlsysteme. |
| Präsenzerkennung | - Ermittelt automatisch die Anwesenheit von Personen im Raum als Grundlage für die Steuerung der Raumbelegungszustände. |
| Helligkeitsmessung | Optimale Beleuchtungsstärke am Arbeitsplatz mit maximaler Nutzung des Tageslichts ohne zu blenden wird gewährt. Für die Beleuchtung Für den Schutz vor direkter Sonneneinstrahlung |
| Luftfeuchtemessung | - Wird bei höchsten Ansprüchen an das Raumklima angewendet. Regelt die Be- bzw. Entfeuchtungsanlage. |
| Luftqualitätsmessung | - Basiert auf der Messung der CO2-Konzentration oder eines Gemisches flüchtiger organischer Verbindungen, um davon abhängig Frischluft zuzuführen. |
lokale Vorrang-Bedieneinheiten (LVB)
Die Bedieneinheiten befinden sich vor Ort, also lokal. Man bezeichnet sie als lokale Vorrang-Bedieneinheiten (LVB). Sie dienen dazu, direkt vor Ort in das System eingreifen zu können. Hier kann direkt an den Feldgeräten, unabhängig von den Automatisierungseinrichtungen, gehandelt werden. Allerdings müssen diese Handlungen in der „Zentrale“ der GA-Anlage zur Kenntnis genommen werden. Für die Rückmeldung gibt es grundsätzlich zwei Varianten:
| LVB | Erläuterung |
|---|---|
| mit kommunikativer Rückmeldung | Es werden Ausgabemodule mit eigenen Prozessoren eingesetzt, die mit den Automationseinrichtungen über Bussysteme kommunizieren. Die Abbildung der LVB im GA-System erfolgt dann mit kommunikativen Objekten bzw. Funktionen. |
| mit physikalischer Rückmeldung | Bei Verwendung von Schaltern, Koppelrelais etc. als LVB können Schaltzustände nur durch zusätzliche physikalische Eingänge im GA-System abgebildet werden. |
Sofern eine örtliche Bedienung vorgesehen ist, wird die Einstellung von Hand vorgenommen. Es ist auch sinnvoll, die Anzeige und Bedienung über eine sogenannte integrierte Raumautomation durchzuführen, mit dem Effekt des Zusammenwirkens unterschiedlicher Funktionen. Hierfür werden Effizienzklassen definiert. Diese sind so gewählt, dass das Betreiben der GA mit höchstmöglichem Nutzen bezüglich Energieeinsparung erfolgt.
Fallbeispiel: Gemeinsames Raumbediengerät als Tastsensor für alle Funktionen, wie z.B.:
Licht,
Sonnenschutz,
Lüftungsstufen und Temperatur-Sollwert einstellen;
Raumnutzungsart wählen;
Präsenzmeldung…
integrierte Sensorik (misst z. B. Temperatur, CO2, Licht [Lux], flüchtige organische Verbindungen …)
Szenensteuerung
Als ein Mittel zur Kosteneinsparung bei einer GA-Ausstattung dient die Zusammenfassung zur sogenannten Szenensteuerung. Das bedeutet, dass bezüglich der Betriebsanforderungen gleiche oder ähnliche Räume mit einer lokalen Szenensteuerung ausgestattet werden. Ein typisches Beispiel hierfür sind Konferenzräume.
So könnte die Szenensteuerung etwa so eingerichtet werden,
dass während der Pausen automatisch eine Raumlüftung verfolgt,
dass bei Beginn eines Vortrages mittels Medientechnik eine automatische Verdunkelung er-folgt,
nach Beendigung der täglichen Benutzung der Räume die Gebäudereinigung ein Freizeichen erhält
u.a.m.
Bedienoberfläche
Damit das die Bedienoberfläche annimmt muss im Rahmen des Betreiberkonzeptes auch das Bedienkonzept erstellt werden.
