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Facility Management: Gebäudeautomation » Konzept

Unsere Konzeption für eine umfangreiche Gebäudeautomation dient dazu, einen Plan für die Automatisierung von Funktionen in einem Gebäude zu erstellen

Unsere Konzeption für eine umfangreiche Gebäudeautomation dient dazu, einen Plan für die Automatisierung von Funktionen in einem Gebäude zu erstellen

Unsere Konzeption definiert klar, welche Funktionen automatisiert werden sollen und wie sie miteinander verbunden und gesteuert werden. Sie gibt auch an, welche technischen Systeme und Komponenten dafür verwendet werden und wie diese nahtlos integriert werden. Unsere umfangreiche Gebäudeautomation zielt darauf ab, den Betrieb eines Gebäudes zu optimieren, die Energieeffizienz zu erhöhen und den Komfort für die Nutzer zu verbessern.

Konzeption der Gebäudeautomation

Vorgaben

Energiemanagement-Dashboard in Aktion

Echtzeitüberwachung und -analyse von Energieverbrauch und Leistung in der technischen Infrastruktur.

Der wichtigste Beteiligte bei der Konzepterstellung für eine Gebäudeautomation ist der Betreiber als Auftraggeber selbst. Denn nur er kann wissen, worum es geht und was gemacht werden soll. Es geht dabei auch um eine größtmögliche Akzeptanz der Gebäudeautomation.

Weil die technischen Möglichkeiten nahezu unendlich sind, muss bei dem Konzept darauf geachtet werden, der GA das abzuverlangen, was benötigt wird. „Spielereien“ kosten Geld und nutzen niemandem. Die Anforderungen an die Bedien- und Beobachtungseinrichtungen konzentrieren sich auf die besonders wichtigen GA-Funktionen. Beim Konzept ist darauf achten, dass die Ausstattung mit Standardfunktionen möglichst in einer einheitlichen „Tiefe“ erfolgt (funktionelle Homogenität).

Es gilt Pragmatismus vs. nice to have. Wichtig ist eine ergonomische Qualität der Anlage. Diese soll die spätere Bedienung leicht, motivierend und angenehm gestalten.

Es geht bei der Konzeption darum, die Anlage so zu gestalten, dass die ihr innewohnenden Vorteile im täglichen Betrieb auch tatsächlich voll genutzt werden.

Fabrikatsvielfalt erhöht Instandhaltungs-, Bedien- u. Schulungsaufwand. Deshalb ist eine Einschränkung der Fabrikate und Typen, z. B. von Automationsstationen, angeraten.

Betreiberkonzept

Unser Ziel kann nichts anderes sein, als ein von allen Beteiligten gleichermaßen akzeptiertes Betreiberkonzept der technischen Anlagen.

Jede Planung muss erarbeitet werden:

  • projektspezifisch

  • unter Beachtung der Rahmenbedingungen der Gebäude

  • und TGA

  • sowie der betrieblichen und übergeordneten Anforderungen

Bei der Vorbereitung des Projektes müssen die folgenden Fragen geklärt werden:

  • Zeitpläne, Kostenrahmen und Ausbaustufen

  • Wichtige Ziele (z. B. Qualitäts- und Nutzungsanforderungen, Energieeinsparung, effizienter Personaleinsatz, dokumentierter Anlagenbetrieb u.a.)

  • Vorgaben für ein durchgängiges GA-Betreiberkonzept

  • Gewerke und Systeme, die eine GA erhalten (HKLS, Elektro-, Kommunikationstechnik, Förderanlagen, nutzerspezifische Anlagen, usw.)

  • Funktionalität und Integrationstiefe beim Bestands- und beim Neubauanteil

  • Bereits vorhandene GA-Systeme (Art und Anzahl, topographische Verteilung, Alter, Heterogenität…)

  • Anforderungen an Verfügbarkeit, Regelgenauigkeit und Reaktionszeiten

  • Vorgaben für die Datenpunkt-Adressierung, möglichst innerhalb eines CAFM-Adressierungskonzeptes

  • Ist Integration in ein übergeordnetes System (z. B. CAFM) vorgesehen?

  • Ist technisches Monitoring vorzusehen?

  • Sind Kommunikationswege und -medien vorhanden? Wer garantiert für deren Verfügbarkeit (Service Level)?

  • Wie werden Netzwerkadressen im IT-System für die GA zentral koordiniert und angewendet?

  • Anforderungen an die IT- Sicherheit

  • Vorgaben für die Dokumentation der GA und TGA

  • Betriebspersonal mit welcher Qualifikation ist für den Betrieb erforderlich?

  • Welche Aufteilung zwischen Eigen- und Fremdleistung ist vorzusehen?

Komplexität

Es leuchtet ein, dass die Projektleistung umso anspruchsvoller wird, je größer die Liegenschaft und je höher der Anspruch an die Leistungen der TGA werden (Komfort, Wirtschaftlichkeit und Umwelt!).

Bei der Errichtung einer GA Beteiligte:

Rolle

Funktion

Nutzer

Geschäftsleitung, Linienverantwortliche, Leitung Facility Management

Bauherr

 

Betriebsführung und Instandhaltung

Leiter Technisches Facility Management

Betriebs- Instandhaltungszentrale

Servicedesk, TGM-Abteilung, Leitwarte, Pförtner, usw.

EVU, Medienversorgung

Versorgungsunternehmen

Serviceprovider

Instandhaltungsfirma, Bewachungsdienst

Energiemanagement

Energiemonitoring, Energieeinsparung

Planung

Generalplaner, Fachplaner aller Gewerke (intern / extern)

IT

Administration für Netzwerk, IT- Sicherheit, Anbindung an CAFM …

Architekt / Bauleiter

Neubauten, Gebäudesanierungen, Modernisierung

Bau- und Anlagenbau

Ausführende Firmen (Auftragnehmer) für Hochbau, GA, TGA und andere

Projektleitung

Die Projektleitung hat nicht nur die „rein technischen“ Belange im Auge. Sie ist ebenso zuständig für organisatorische, rechtliche und vertragliche Belange. Aus alledem ergeben sich die unterschiedlichen theoretisch möglichen Anforderungen an die zu konzipierende GA. Die realen Anforderungen an die GA müssen zeitig genug im Planungsprozess festgestellt, koordiniert und geplant werden.

EU-Richtlinie 2018/844

Der Einsatz von Gebäudeautomation (GA) resultiert nicht nur aus dem guten Willen der Bauherren. Es ist in der Tat so, dass die Ausstattung von Immobilien mit einem durchgängigen GA-System auf der Grundlage der EU-Richtlinie 2018/844 zur Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden gefordert wird. Der Hauptgrund dafür ist die Optimierung der energetischen Performance von Gebäuden. Dies verdeutlicht, wie wichtig die Rolle von Gebäudeautomation im Kontext der Energieeffizienz und Umweltfreundlichkeit ist.

Optimierung von Bauwerken in energetischer Hinsicht

  • GA-Systeme sind geeignet, den Betrieb gebäude- und anlagenübergreifend insbesondere auch in energetischer Hinsicht zu optimieren, wie z. B. durch zeit- und ereignisabhängige Schaltprogramme, nutzungsabhängige Lichtsteuerung

  • Auch die Verbindung von Anlagen- und Raumautomation ergeben Vorteile, wie auch sowie die Nutzung der Betriebsdaten von busfähigen Komponenten, wie Pumpen- und Gebläse-Regelsystemen

  • Gebäude mit relevanten Energie- und Medienverbräuchen müssen mit einer eigenen Einrichtung zur Verbrauchserfassung ausgestattet sein. Das betrifft Zähler der Versorgungsunternehmen sowie die Unterzähler für energierelevante Gebäude und Medien.

Monitoring

Durch das systematische Erfassen (Monitoring) von Daten, insbesondere Verbrauchs- und physikalischen Kennzahlen, erzeugen wir eine wertvolle Datenhistorie. Diese Aufzeichnungen erlauben uns im Rahmen des Energiemanagements aussagekräftige Vergleiche durchzuführen. Die häufigsten Anwendungen für solche Datenanalysen sind Benchmarking und Instandhaltungsplanung.

Wenn wir Verbrauchszähler für Medien in die Gebäudeautomation einbinden, ermöglicht dies neben der Steuerung auf Basis spezifischer physikalischer Messwerte auch ein umfassendes Energiemonitoring. Dies dient als solide Grundlage für unser Energiemanagement. Gleichzeitig können wir dadurch Peaks im Energie- und Medienverbrauch erkennen. Durch geeignete organisatorische Maßnahmen haben wir die Möglichkeit, diese Verbrauchsspitzen zu vermeiden. Eine effektive Strategie kann zum Beispiel die Verlegung von energieintensiven Tätigkeiten in die Nachtstunden sein. Dies kann bei tageszeitabhängigen Energietarifen auch zu deutlichen Kosteneinsparungen führen.

Anforderungen

Wir setzen auf eine historische Sammlung wichtiger Messwerte als zentrale Datengrundlage. Mithilfe dieser Daten passen wir das Regelverhalten unserer technischen Gebäudeausrüstung (TGA) an Umwelteinflüsse wie Außentemperatur, Luftfeuchtigkeit, Windgeschwindigkeit und andere an, und berücksichtigen dabei auch das Nutzerverhalten.

Indem wir Verbrauchszähler für Energie und andere Medien in die Gebäudeautomation integrieren und eine zentralisierte Darstellung der Verbrauchsdaten bereitstellen, identifizieren wir energetisch auffällige Vorgänge. Diese Daten dienen als Grundlage für ein Benchmarking. Auf diese Weise erkennen und vermeiden wir unnötigen Energie- und Wasserverbrauch, der durch Fehler in der Anlageneinstellung, Ausfälle von Komponenten oder ungünstiges Nutzerverhalten (zum Beispiel Dauerlüftung) entsteht, und leiten entsprechende Maßnahmen ein.

Die von uns gespeicherten Werte erfüllen eine weitere wichtige Funktion: Sie liefern den erforderlichen Nachweis für vertragliche Verpflichtungen. Dafür sorgt eine ordnungsgemäße Datenspeicherung, wobei ein CAFM-System die erforderlichen Voraussetzungen schafft. Diese Funktion hat einen hohen Stellenwert für uns, da sie das Mangelanspruchsmanagement erheblich unterstützt.

Unser Energiemanagement führt kontinuierliche Auswertungen durch und erkennt automatisch Störungen, die zu einer Erhöhung der Energiekosten führen.

ERKENNUNG VON UNREGELMÄSSIGKEITEN

Wir konzentrieren uns in unserem Energiemanagement auf eine überschaubare Anzahl von Schlüsselleistungsindikatoren (KPIs). Auf diese Weise können wir Unregelmäßigkeiten, vor allem im Bereich des Energieverbrauchs, effizient erkennen.

KPIs

KPI

Erläuterung

Unstetigkeiten

Gibt es Änderungen gegenüber dem Vergleichszeitraum über die zulässige Toleranz hinaus? Falls ja, welche?

Außentemperaturen

Ist die Heizungsanlage bei Außentemperaturen von … °C in Betrieb?

Arbeitspausen (Nutzungspausen)

Ist die Heizungsanlage in den Pausen in Betrieb?

RLT-Anlage

Befindet sich die RLT-Anlage außerhalb der festgelegten Nutzungsanforderungen in Betrieb?

Raumtemperatur (in einem Referenzraum)

Ist die Raumtemperatur innerhalb der Nutzungszeit <19°C oder >… °C?

Kühlung

Sind die Kühlanlagen exakt auf die technologisch geforderte Kühltemperatur eingestellt? Ist die Klimaanlage bei einer Raumtemperatur von kleiner ___ noch in Betrieb?

Strom

An welcher Stelle wurde die festgelegte Stromhöchstleistung überschritten?

Welche Anlagen haben im Berichtszeitraum mehr elektrische Leistung verbraucht, als vorgesehen?

Wasser

An welcher Stelle wurde die festgelegte Wasserhöchstleistung überschritten?

Welche Anlagen haben im Berichtszeitraum mehr Wasser verbraucht, als vorgesehen?

Es ist klar, dass nur solche KPIs festgelegt werden können, auf die auch tatsächlich sinnvoll reagiert werden kann.

Weitere Funktionen

Unsere Gebäudeautomationssysteme übernehmen noch spezifischere und differenziertere Aufgaben im Energiemanagement und leisten dabei eine umfassende Unterstützung.

Differenzierte Aufgaben von GA-Systemen

Verbrauchsdaten erfassen

Alle Energieformen und Medien

Unterstützung der Instandhaltung

Automatisches Erkennen von Anlagenzuständen
Störungen unterschiedlicher Art
Unter- bzw. Überschreitungen von Sollwerten
Erreichung von Solllaufzeiten bzw. Solldrehzahlen
Erreichung von max. Schalthäufigkeiten
Verminderung von Stückzahlen unter eine Mindestanzahl (z.B. bei der Vorratshaltung von Ersatzteilen)
Im Notfall automatisches Abschalten
Differenzdruck signalisiert Filterwechsel
Unvorhergesehenes Absinken von Füllständen (Leckagen)

Regelung bzw. Steuerung von Anlagen der TGA

Verbesserung der Effizienz bei der Regelung und Steuerung durch vordefinierte Maßnahmen wie zum Beispiel:
Außentemperaturabhängigkeit
Begleitendes schalten
Lastenmanagement
Nachtabsenkungen
sowie andere regelungstechnische Verfahren

Beschaffung von Grundlagen-informationen

- Für Leistungsverzeichnisse bei Ausschreibungen
- Für die Erstellung von Baselines (zum Beispiel vor Optimierungen)

INTEGRATION VON GA-SYSTEM UND ENERGIEMANAGEMENT-SYSTEM

Wenn wir ein Gebäudeautomationssystem besitzen und ein Energiemanagement durchführen, verknüpfen wir beide Systeme. Das verhindert die doppelte Erhebung wichtiger Kennzahlen und Informationen und resultiert in einer kosteneffizienten Gesamtlösung.

INTEGRATION VON GEBÄUDEAUTOMATION IN Bestandsobjekte

Die meisten Gebäude sind Bestandsobjekte, und nur ein minimaler Prozentsatz besteht aus Neubauten. Dementsprechend installieren wir die meisten unserer Gebäudeautomationsanlagen in bestehenden Objekten, einen Prozess, den wir als "Systemintegration im Bestand" bezeichnen.

Diese Herausforderung erfordert mindestens genauso viel konzeptionellen Aufwand wie bei Neubauten, oft sogar mehr, da es darum geht, neue Systeme sinnvoll mit bestehenden zu verbinden. Dies umfasst auch die Überprüfung der Umsetzbarkeit. Bei der Planung greifen wir auf vorhandene Informationen aus den technischen Gebäudesystemen und ihrem bisherigen Betrieb sowie die bislang vorgesehenen Funktionalitäten zurück.

Obwohl die Systemintegration in bestehenden Gebäuden im Prinzip die gleichen konzeptionellen Anforderungen an die Gebäudeautomation stellt wie bei Neubauten, greifen wir hier auf vorhandene Informationen und Funktionalitäten zurück. Bei Neubauten gibt es diese Einschränkung nicht, hier planen wir modern und bedarfsgerecht. Die vorhandene Dokumentation und deren spezifische Qualität bilden die Basis für die Planung der Systemintegration in bestehenden Gebäuden. Es wird deutlich, wie wichtig die ständige Aktualisierung des laufenden Betriebs ist.

Mit Hilfe einer Analyse des Bestands ermitteln wir, welche Komponenten der bestehenden Anlage weiterverwendet werden können. Oft müssen technische Gebäudesysteme erst angepasst werden, um eine Automatisierung zu ermöglichen. Solche Anpassungen verursachen hohe Investitionskosten, was bei gleicher Investitionssumme zu einer geringeren Funktionalität im Vergleich zu einem Neubau führt. Streben wir jedoch eine vergleichbare Funktionalität wie bei einem Neubau an, planen wir mit höheren Kosten. Wir müssen daher sorgfältig abwägen, welches Investitionsvolumen in den kommenden Jahren den größten Nutzen generieren wird, was eine gründliche Vorabkalkulation der Wirtschaftlichkeit voraussetzt.

Aktuelle Informationen zu Datenpunkten, so z. B.

  • Benutzer-

  • und Maschinenadresse,

  • Beschreibungen,

  • Parametrierung,

  • Klartextzuweisung

Anlagenfunktionen, dokumentiert durch

  • Anlagenbeschreibungen (Texte, Zeichnungen Schemata, Fotos…),

  • physikalische Parameter, Zustandsgrößen,

  • Programmierung.

Parallelbetrieb

Der Parallelbetrieb mehrerer Gebäudeautomationsanlagen ist eine mögliche Option. Diese Lösung bringt jedoch Herausforderungen mit sich, besonders wenn es um unterschiedliche Bedingungen bei der Bedienung der Anlagen geht. Eine solche Situation könnte das Bedienungspersonal demotivieren. Deshalb raten wir dazu, den Parallelbetrieb verschiedener Anlagen nur als eine zeitlich begrenzte Übergangslösung in Betracht zu ziehen.

GEBÄUDEAUTOMATION FÜR NEUBAUPROJEKTE

Bei Neubau- oder umfassenden Sanierungs- und Modernisierungsprojekten integrieren wir stets eine Gebäudeautomation. Dafür ziehen wir einen Spezialplaner hinzu, da eine reine Gebäudetechnikplanung nicht ausreicht. Eine ganzheitliche, gewerkeübergreifende Planung ist erforderlich, die sowohl die Gebäudeautomation als auch die technische Gebäudeausrüstung (TGA) berücksichtigt. Wir sorgen dafür, dass die Planung der Gebäudeautomation und der TGA Hand in Hand geht, um zusätzlichen Aufwand und mögliche Komplikationen zu vermeiden.

Wir stellen auch sicher, dass es eine effektive Verbindung zwischen TGA, Automatisierungssystem und dem Facility Management gibt. Ohne Gebäudeautomation ist ein effizientes Facility Management nicht realisierbar. Daher verwenden wir ein CAFM-System, um alle Daten zu verwalten und sie mit den Anforderungen des Facilitymanagements zu verbinden. Bei einem Neubau integrieren wir das spätere Facility Management von Anfang an in die Planung und berücksichtigen die entsprechenden Anforderungen. Wir kennen aus Erfahrung, dass diese Aspekte aufgrund der damit verbundenen Kosten oft vernachlässigt werden, aber wir betrachten sie als wichtige Investition in die Zukunft.

Unsere weitere Priorität ist die korrekte und vollständige Dokumentation der Gebäudetechnik und ihrer Automatisierung. Dabei halten wir uns strikt an die normierten Darstellungsformen. Bei Neubauten sorgen wir für eine vollständige Dokumentation. Wenn wir bestehende Automatisierungsanlagen erweitern, verbinden wir alte und neue Systeme korrekt miteinander. Jede Änderung während des Lebenszyklus des Gebäudes wird von uns gemäß den Dokumentationsvorschriften erfasst.

Wir sorgen dafür, dass bei der Vergabe der Planung ein spezialisierter Gebäudeautomations-Planer zum Zug kommt

Ein wesentlicher Aspekt, auf den wir uns konzentrieren, ist die Verfügbarkeit aller geforderten Dokumente bei der Übergabe. Diese Unterlagen berücksichtigen sowohl den aktuellen Bestand als auch mögliche Erweiterungen bestehender Anlagen und sind umfassend und detailliert. Die Qualität der Dokumentation ist so gestaltet, dass zukünftige Weiterentwicklungen der Gebäudeautomation auch von anderen Unternehmen als den ursprünglichen Erstellern problemlos vorgenommen werden können.