Auslegung und Beschaffung betrieblicher Gebäudeautomation

Die Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik (HLK) bildet traditionell den Schwerpunkt der Gebäudeautomation, da hier der unmittelbare Einfluss auf das Raumklima, den Energieverbrauch und die Behaglichkeit der Nutzer am größten ist. In HLK-Systemen übernimmt die GA die Regelung von Temperaturen, Luftfeuchten, Volumenströmen und Druckverhältnissen sowie das zeit- und bedarfsgerechte Schalten von Anlagen (Heizkessel, Kältemaschinen, Ventilatoren, Pumpen etc.).

• Dimensionierungskriterien: Ein wesentliches Kriterium ist die Anzahl und Art der Datenpunkte (Sensoren/Aktoren) in der HLK-Anlage. Diese bestimmt die erforderliche Kapazität der Automationsstationen (E/A-Module, Rechenleistung) und damit auch die Systemgröße. Beispielsweise erfordert ein großes Klimasystem mit vielen Zonen (z. B. in einem Bürohochhaus mit variablen Volumenstromreglern pro Raum) hunderte von Datenpunkten, während eine einfache Heizzentrale eines kleineren Gebäudes mit wenigen Dutzend auskommt. Entsprechend muss die GA-Auslegung skalierbar sein: Modular aufgebaute DDC-Controller ermöglichen es, zusätzliche Module für weitere Ein-/Ausgänge einzusetzen, sobald die Punkteanzahl steigt. Die Regelgüte (d.h. die Fähigkeit, Sollwerte einzuhalten bei wechselnden Bedingungen) ist ein weiteres Auslegungsmerkmal. Sie wird von der Performance der Regleralgorithmen und der Sensor-/Aktorqualität beeinflusst. Hier legen Normen wie DIN EN 15500 (Regler für HLK) oder die VDI 3814 Funktionsliste genau fest, welche Funktionen z.B. ein Raumtemperaturregler erfüllen muss (Proportional-/Integralregelung, Adaptierung von Sollwerten, etc.).

• Ein wichtiger Faktor ist die zeitliche Dynamik der Anlagen: GA-Systeme für Lüftungs- und Klimaanlagen müssen auf schnelle Änderungen (z. B. plötzliche Lastsprünge durch Personenströme oder Sonneneinstrahlung) reagieren können. Daher ist bei der Auslegung die Abtastzeit bzw. Reaktionszeit der Regelkreise zu beachten. Moderne digitale Regler arbeiten mit hoher Geschwindigkeit, doch die Gesamtleistung hängt auch von der Netzwerkgeschwindigkeit des Bussystems ab (typisch: BACnet/IP mit Ethernet ist sehr schnell, wohingegen z.B. manche Feldbusse wie BACnet MS/TP oder Modbus RTU langsamer arbeiten). Für hochdynamische Prozesse (Reinräume, OP-Säle) empfiehlt sich daher der Einsatz schneller Busse und ggf. lokaler Regelkreise direkt auf der Feldebene, um Verzögerungen zu minimieren.

• In Büro- und Verwaltungsgebäuden liegt der Fokus auf Komfortsteuerung und Energieeffizienz. Hier sind Funktionen wie bedarfsgerechte Lüftung (CO₂-Sensoren regeln die Frischluftzufuhr nach Belegung), Nachtabsenkung der Heizung und freie Kühlung (Nutzung kühler Außenluft nachts) üblich. Die GA muss flexibel auf wechselnde Nutzungszeiten (z.B. Besprechungsräume, Open Space vs. Einzelbüros) reagieren können.

• In Krankenhäusern und Laborgebäuden steht die Zuverlässigkeit und Redundanz im Vordergrund. Klima- und Lüftungsanlagen sind oft sicherheitsrelevant (z.B. Unterdruckhaltung in Isolierräumen, Überdruck in OPs). Die GA-Systeme werden hier nach hohen Ausfallkriterien dimensioniert: Redundante Controller, USV-Stromversorgung und automatische Umschaltungen sind gängig. Normen wie DIN 1946-4 schreiben teils permanente Überwachung der Raumkonditionen vor; Alarmmeldungen müssen bei Abweichungen sofort an das Personal und ggf. an zentrale Leittechnik gehen.

• In Industrieanlagen können HLK-Systeme sehr prozessnah sein, etwa Kühlanlagen für Maschinen oder Lüftungen in Produktionshallen. Die GA muss sich oft in eine Prozesssteuerung integrieren (Stichwort OPC-Kopplung zwischen Gebäudeleitsystem und Prozessleitsystem). Darüber hinaus sind mitunter extreme Bedingungen (Schadstoffabsaugungen, Explosionsschutz-HLK in der Chemie etc.) zu berücksichtigen. Hier werden robuste, industriegeeignete Automationskomponenten (häufig aus dem SPS-Umfeld) eingesetzt, die mit der GA kommunizieren.

• In Schulen und öffentlichen Versammlungsstätten liegt das Augenmerk auf Raumluftqualität bei zugleich einfacher Bedienbarkeit. CO₂-gesteuerte Lüftungssysteme, die automatisch die Klassenräume lüften, dürfen aber nicht zu komplexen Bedienanforderungen für den Hausmeister führen. Die GA sollte daher möglichst automatisch und selbsterklärend arbeiten (z.B. Ampelanzeige der Luftqualität, automatische Fenstersteuerung in Pausen). Zudem wird aus Kostengründen oft auf Standardlösungen (z.B. vordefinierte Reglerbibliotheken nach AMEV-Empfehlungen) zurückgegriffen.

• VDI 3810 und DIN EN 16798: Anforderungen an den Betrieb von Lüftungs- und Klimaanlagen (inkl. Mess- und Regelungseinrichtungen).

• DIN EN 13053 / EN 15239: Vorgaben für Lüftungsanlagen und deren energetische Inspektion, wo auch Automationsfunktionen (wie die Messung von Luftvolumenströmen oder der Einsatz von Frequenzumrichtern) adressiert werden.

• VDI 6022 (Raumlufttechnik, Hygiene) : indirekt relevant, da GA z.B. Filterüberwachung und Feuchteregelung implementieren muss, um hygienische Anforderungen zu erfüllen.

Die Lichtsteuerung in Gebäuden ist ein weiterer wesentlicher Anwendungsbereich der GA. Intelligente Beleuchtungssteuerungen tragen sowohl zur Energieeinsparung als auch zur Steigerung des Nutzerkomforts bei.

• Dimensionierungskriterien: Bei der Auslegung der GA für Beleuchtung steht die Planung von Beleuchtungszonen und deren Automationsgrad im Vordergrund. Ein grundlegender Parameter ist die Anzahl der Leuchten bzw. Leuchtengruppen, die individuell angesteuert werden sollen. In einem modernen Bürogebäude wird man i.d.R. pro Bürozone oder Raum eine separate Steuerzone vorsehen; in einer Industriehalle hingegen möglicherweise größere Gruppen. Die GA muss entsprechend Ein-/Ausgänge oder Busadressen für jede steuerbare Gruppe bereitstellen. Systeme wie DALI erlauben die Adressierung einzelner Leuchten (bis 64 pro Kreis), was eine sehr feine Granularität ermöglicht – die GA-Auslegung muss dann sicherstellen, dass die DALI-Signale von den Automationsstationen generiert und ausgewertet werden können (via DALI-Gateways, oftmals über BACnet oder KNX angebunden).

• Ein weiterer Aspekt ist die Sensorik: Präsenzmelder und Helligkeitssensoren liefern die Grunddaten für die automatische Lichtsteuerung. Die Platzierung und Anzahl dieser Sensoren bestimmt maßgeblich die Wirksamkeit der Automation. In Räumen mit Tageslichteinfall werden z.B. Helligkeitssensoren in Fensternähe und raummittig benötigt, um eine optimale Regelung zu erzielen. Damit steigen die Datenpunkte in der GA. Eine sorgfältige Lichtplanung muss daher parallel zur GA-Planung erfolgen, abgestimmt auf Normen wie DIN EN 12464 (Beleuchtung von Arbeitsstätten) und DIN EN 15193 (Energetische Bewertung von Beleuchtungssystemen, LENI-Index). Letztere Norm fordert nachdrücklich den Einsatz von automatisierten Steuerungen (Präsenz- und tageslichtabhängig), um hohe Effizienzklassen zu erreichen.

• In Bürogebäuden und Verwaltungen wird heute nahezu standardmäßig eine Präsenzsteuerung kombiniert mit Tageslichtregelung eingesetzt. Das bedeutet: Ist ein Büro unbesetzt, schaltet die GA das Licht nach einer Nachlaufzeit ab; bei Besetzung wird nur so viel Kunstlicht zugemischt, dass ein definierter Helligkeitswert (z.B. 500 Lux am Arbeitsplatz) konstant gehalten wird. Solche Regelungen verbessern den Komfort (kein Blendgefühl bei wechselnder Bewölkung) und sparen erheblich Energie. Bei Besprechungs- und Konferenzräumen kommt oft eine szenenbasierte Steuerung zum Einsatz (z.B. Präsentationsmodus mit gedimmtem Licht vorne, hell hinten).

• In Schulgebäuden hält ebenfalls die Präsenz- und Tageslichtsteuerung Einzug, teils gefördert durch staatliche Programme zur Energieeinsparung. Hier muss die Automation robust und einfach sein – Lehrer sollen notfalls manuell eingreifen können. Oft werden Taster mit Vorrang vor der Automatik vorgesehen (die GA registriert manuelle Eingriffe und überschreibt dann für eine Zeit die Automatik).

• In Industriebetrieben hängt die Beleuchtungsautomation stark von den Prozessen ab. In Hallen mit Schichtbetrieb nutzt man Zeitschaltprogramme und Präsenz in Zonen, etwa werden Gänge oder Bereiche nur beleuchtet, wenn sich dort Stapler oder Personen bewegen (Sensorik kann hier Ultraschall oder Radarbewegungsmelder umfassen wegen der großen Flächen). Sicherheitsaspekte sind wichtig: Notbeleuchtung ist in eigener Hand, aber die GA kann z.B. im Alarmfall sämtliche Beleuchtung auf 100 % schalten, um Fluchtwege auszuleuchten.

• In Museen oder Veranstaltungshallen spielen zusätzlich Aspekte wie Lichtinszenierung eine Rolle. Die GA wird dann Teil einer Medientechniksteuerung, die komplexe Lichtszenen zeitlich steuert.

• Integration und Technik: Lichtautomation kann eigenständig (z.B. KNX-System für Beleuchtung) oder in das allgemeine GA-System integriert erfolgen. Immer häufiger werden LED-Leuchten mit integrierten Kommunikationsschnittstellen eingesetzt (Stichwort PoE-Lighting oder IoT-Leuchten), die direkt per IP eingebunden sind. Die GA-Planung muss hier Schnittstellen vorsehen. Die Schnittstellen zum Sonnenschutz (Jalousien, Rollläden) sind ebenfalls zentral: Um visuell und energetisch optimale Ergebnisse zu erzielen, steuert die GA oft Beleuchtung und Verschattung im Verbund (z.B. Lamellenstellung je nach Sonneneinstrahlung so, dass blendfrei gearbeitet werden kann, während trotzdem Tageslicht genutzt wird). Diese gewerkeübergreifende Steuerung erfordert ausgeklügelte Automationsprogramme und eine enge Zusammenarbeit zwischen Elektro- und GA-Planung.

• DIN EN 15193 (Energiemodell Beleuchtung) : definiert u.a. den Automationsfaktor in die Beleuchtungsenergieberechnung.

• DIN EN 12464 : legt Beleuchtungsstärken und Gütemerkmale fest; indirekt relevant, weil GA sicherstellen muss, dass diese Werte erreicht werden (mit Dimmung, Anpassung).

• DIN VDE 0100-718 / 0108 : Elektroinstallationsnormen für Beleuchtung in Räumen mit Sicherheitsbeleuchtung; hier muss GA z.B. sicherstellen, dass im Evakuierungsfall alle steuerbaren Lichter angehen (Überschreibefunktion der Automatik durch BMZ-Signal).

• DALI-Standard (IEC 62386) : den die GA über Gateways bedienen muss, inkl. neuer Teilnormen für Farbsteuerung, Notlichttest etc.

Zusammenfassend erfordert die Gebäudeautomation im Bereich Licht eine sorgfältige Abstimmung zwischen Komfortanforderungen, Energiezielen und Bedienbarkeit. Die Dimensionierung orientiert sich an der Raum- und Nutzungsgliederung des Gebäudes. Im Anhang (A.3) findet sich ein Beispiel einer Beleuchtungssteuerungs-Matrix für ein Bürogeschoss, welche zeigt, wie Zonen, Sensoren und Aktoren zusammenhängen.

Unter Sicherheitstechnik im Gebäude versteht man hier die technischen Anlagen, die dem Schutz von Personen und Sachwerten dienen – dazu zählen etwa Brandmeldeanlagen (BMA), Einbruch- und Überfallmeldeanlagen (EMA), Zutrittskontrollsysteme, Videoüberwachungsanlagen (CCTV) sowie Gefahrstoff- und Aufzugsüberwachungen. Diese Systeme sind oft autarke Gewerke mit eigenen Steuerzentralen und Normenvorgaben.

• Integration statt Insellösungen: Traditionell waren sicherheitstechnische Anlagen getrennt von der Gebäudeautomation – teils aus Sicherheitsgründen (BMA mit hohem Schutzlevel, eigene Verkabelung nach DIN 14675 etc.), teils historisch. Moderne Gebäudeleitsysteme (Managementebene der GA) integrieren jedoch zunehmend die Überwachung der Sicherheitstechnik. Beispielsweise können Brandmeldeevents an die GLT gemeldet werden, dort visualisiert und protokolliert werden, obwohl die eigentliche Steuerung der Brandmelder über die BMA-Zentrale läuft. Umgekehrt kann die GA bei Brandalarm automatisch steuernde Maßnahmen ausführen: Lüftungsanlagen abschalten oder in Rauchabzugsbetrieb fahren, Feuer- und Rauchschürzen auslösen, Aufzüge ins Erdgeschoss steuern, Türen entriegeln etc. Solche Abläufe erfordern eine sorgfältige Planung der Schnittstellen zwischen GA und Sicherheitssystemen. Diese Schnittstellen sind kritische Punkte im Schnittstellenmanagement: Sie müssen eindeutig definiert sein (z.B. welche Brandmeldegruppen steuern welche HLK-Anlagen ab, über welche Kontakte oder Bus-Signale erfolgt die Kopplung). In den Leistungsbeschreibungen wird oft festgelegt, dass der GA-Anbieter und der BMA-Anbieter gemeinsam Prüfszenarien durchführen.

• GA-Funktionen für Sicherheit: Neben dem Notfall-Management spielt GA auch im alltäglichen Sicherheitsbetrieb eine Rolle. Ein Zutrittskontrollsystem etwa kann durch GA-Daten unterstützt werden: Wenn der Gebäudemanager auf seiner GLT sieht, welche Bereiche besetzt sind (Präsenzmelder) oder welche Türen offen stehen (Meldung von Türkontakten), erhöht dies die Übersicht. Umgekehrt kann die GA die Betriebsmodi anpassen: Scharfschalten einer Alarmanlage könnte beispielsweise die HLK auf Absenkbetrieb schalten und das Licht löschen, sobald das letzte erlaubte Personal das Gebäude verlassen hat. Solche Verknüpfungen müssen in der Auslegung berücksichtigt werden. Sie sind oft projektspezifisch, daher sollten früh die Nutzeranforderungen dazu erhoben werden (z.B. via Lastenheft: "Beim Scharfstellen der EMA sollen alle Lichter aus und die Lüftung in den Grundbetrieb").

• In Bürogebäuden findet man meist Standard-Sicherheitstechnik: Eine BMA (gesetzlich gefordert ab bestimmter Größe), Zutrittskontrolle für zentrale Türen, eventuell ein Einbruchmeldesystem für Randzeiten. Hier integriert die GA typischerweise die Brandfallsteuerungen und vielleicht die Zustandsanzeige (Übersicht "Alarm scharf/unscharf" in GLT).

• In Hochsicherheitsbereichen (Rechenzentren, Labore mit Gefahrstoffen, Banken) gibt es erweiterte Anforderungen: redundante Brandfrühesterkennung, Schleusensteuerungen, biometrische Zutrittskontrollen. Die GA muss hier teils streng getrennt sein (Sicherheitsnetzwerk vs. GA-Netz), aber an definierten Punkten gekoppelt (z.B. über OPC oder sichere Gateways). In solchen Projekten wird die Dimensionierung der GA-Komponenten auch durch IT-Sicherheitsaspekte beeinflusst – separate Controller für sicherheitskritische Steuerungen, DMZ-Konzepte bei Netzwerkverbindungen etc.

• In Industrieanlagen fällt Sicherheitstechnik mitunter in den Bereich der Produktionssicherheit (z.B. Gaswarnanlagen in Chemiebetrieben, Not-Aus-Konzepte). Die GA kann hier Alarme der Prozessleittechnik übernehmen und verarbeiten (z.B. im Kontrollraum anzeigen, Lüftung erhöhen bei Gasaustritt). Normativ sind u.a. die Funktionalen Sicherheitsstandards (IEC 61508 / 61511) relevant, falls GA in sicherheitsgerichtete Funktionen einbezogen wird. In der Regel hält man die GA aber von SIL-relevanten (Safety Integrity Level) Steuerungen fern; sie dient eher der Überwachung.

• DIN 14675 – Planung, Einbau, Betrieb von Brandmeldeanlagen: fordert definierte Schnittstellen (z.B. Feuerwehranzeigetableau, Ansteuerung Lüftungsklappen), die GA involviert sein kann.

• DIN VDE 0833 – für Einbruch- und Gefahrenmeldeanlagen; Teil 4 beschreibt u.a. Gefahrenmanagementsysteme, die parallelen Funktionen eines GLT ähneln.

• EN 50518 – Leitstellen für Alarmierung (sicherheitsrelevante Leitstände), falls GA- Leitwarten auch als Alarmempfangsstelle dienen.

• VDI 6010 Blatt 3 – gibt Hinweise zur integralen Planung von Sicherheitsstromversorgung, Alarmierung und Lüftungssteuerung im Brandfall.

Insgesamt sollte die Gebäudeautomation die Sicherheitstechnik nicht ersetzen, aber intelligent ergänzen. Die Dimensionierung richtet sich daher danach, welche Informationen und Steuerbefehle zwischen den Systemen ausgetauscht werden müssen. Die GA-Komponenten, die dafür vorgesehen sind (z.B. Brandfallsteuerklemmen, Buskoppler zu BMZ/EMZ), müssen entsprechend ausgelegt und in genügend Anzahl vorhanden sein.

Die Gebäudeleittechnik (GLT) bildet die oberste Ebene der GA und ist das zentralisierte "Leitsystem" für alle gebäudetechnischen Vorgänge. Sie stellt typischerweise eine Software-Plattform dar, die auf einem oder mehreren Servern läuft und den Benutzern (Facility Managern, TechnikerInnen) eine Übersicht und Steuerungsmöglichkeit über das gesamte Gebäude bietet.

• Aufgaben der GLT: Gemäß DIN EN ISO 16484-3 (Funktionsliste des Gebäudemanagements) gehören zu den Leit- und Managementfunktionen einer GLT unter anderem das Überwachen, Melden/Alarmieren, Protokollieren, Trendaufzeichnen, Bilanzieren (z.B. Energieverbrauch zusammenstellen), Auswerten und Optimieren von Betriebsdaten, Parametrieren von Anlagen (Sollwerte vorgeben) sowie die übergeordnete Bedienung aller automatisierten Anlagen. Die GLT dient damit als Kopfzentrale des technischen Gebäudemanagements. Sie kann als einzelner zentraler Leitstand ausgeführt sein oder – in modernen Implementierungen – als verteiltes System mit mehreren Clients (Bedienplätzen), auch webbasiert oder mobil zugreifbar. Wichtig ist, dass die GLT über definierte Übergabepunkte mit der Automationsebene kommuniziert (oft mittels eines sogenannten GA-Knotens) und dabei alle relevanten Daten übernimmt.

• In größeren Organisationen wird die GLT zudem mit höheren Managementsystemen gekoppelt, z.B. mit einer CAFM-Software (Computer Aided Facility Management). So können z.B. Wartungsmeldungen oder Verbrauchsdaten aus der GLT automatisch ins CAFM übertragen werden, wo sie für das administrative FM (Rechnungslegung, Instandhaltungsmanagement) genutzt werden. Solche Kopplungen erfordern wiederum standardisierte Schnittstellen (häufig OPC, Datenbanken oder Webservices).

• Systemarchitekturen: Die konkrete Architektur einer GLT kann variieren: Einige Systeme arbeiten rein lokal (Intranet-Server im Gebäude), andere sind cloudbasiert oder erlauben Fernzugriff über sichere Verbindungen. Bei Betreiberorganisationen mit vielen Liegenschaften (z.B. Portfolio eines Konzerns oder einer öffentlichen Hand) gibt es verteilte GLT-Lösungen, bei denen eine zentrale Leitwarte zahlreiche Gebäude aufschaltet. Ein Beispiel sind liegenschaftsübergreifende FM-Systeme, die in der öffentlichen Verwaltung bereits vor Jahren eingeführt wurden. Hier wachsen GA und IT-Infrastruktur eng zusammen – Aspekte wie Netzwerksegmentierung, Datenvolumenmanagement und Benutzerrechteverwaltung werden wichtig.

• Aus Sicht der Dimensionierung bedeutet dies: Die GLT-Software und -Hardware muss entsprechend der Projektgröße skaliert werden. Parameter sind u.a. die Anzahl der Datenpunkte im System, die Anzahl gleichzeitiger Nutzer, die gewünschten Visualisierungsdetails (Graphiken, 3D-Modelle bei BIM-Integration) und die Langzeit-Datenaufzeichnung (Speicherbedarf für historische Daten). Hersteller bieten häufig gestufte Lösungen an (etwa kleinere GA-Server für bis zu X Datenpunkte, größere für mehr). Die Planung muss hier eine Reserve vorsehen, da Gebäude typischerweise im Laufe des Lebenszyklus nachgerüstet oder erweitert werden.

• Energie- und Nachhaltigkeitsmanagement: Eng verknüpft mit der GLT ist das Energiemanagement. Viele GLT-Systeme verfügen über Module, die Energiemonitoring und -auswertung ermöglichen. Insbesondere durch die Anforderungen aus dem EnMS (Energiemanagementsystem nach ISO 50001) und der ISO 52120 (ehemals EN 15232) ist ein kontinuierliches Energiecontrolling Stand der Technik. § 71a GEG definiert Gebäudeautomation ja im Kern als "digitale Energieüberwachungstechnik" mit Funktionen wie kontinuierlicher Verbrauchserfassung aller Energieströme, Analyse und Aufdeckung von Effizienzverlusten. Das GA-System muss also Daten aller Zähler (Wärme, Strom, Wasser etc.) sammeln, Sollwerte für Energieverbräuche vorgeben können und das Facility-Personal über Verbesserungsmöglichkeiten informieren.

• In der praktischen Umsetzung heißt das: Über geeignete Zähler (Smart Meter, Wärmemengenzähler mit M-Bus, etc.) werden die Verbräuche ins GA-System integriert. Das GLT-Modul erzeugt daraus Kennzahlen (z.B. kWh/m² pro Woche, spezifischer Heizenergieverbrauch vs. Außentemperatur). Werden Abweichungen festgestellt – etwa ein höherer Verbrauch bei gleichbleibenden Bedingungen – kann das System Warnungen generieren ("Möglicher Effizienzverlust: Wartung der Anlage X prüfen"). Außerdem erlaubt die GA mit Energiemanagement-Funktionen aktiv einzugreifen: Lastmanagement (Abschalten nicht kritischer Verbraucher bei Lastspitzen, um Leistungsgebühren zu reduzieren), Sollwertoptimierung (z.B. Heizkurve automatisch anpassen, wenn dauerhaft überschüssige Wärme festgestellt wird) oder Betriebsweisen (Sommer/Winterbetrieb automatisiert je nach Außentemperatur). All dies zählt zu den Funktionen, die ein GA-System der Klasse A gemäß DIN EN 15232 erfüllen würde.

• Nachhaltigkeitsaspekte gehen noch über Energie hinaus: GA kann auch Umweltbedingungen optimieren (z.B. Wasser sparen durch intelligente Bewässerungssteuerungen, Raumluftqualität verbessern zur Gesundheit der Nutzer). Zudem sind GA-Systeme oft Voraussetzung für Green Building Zertifizierungen (DGNB, LEED, BREEAM), da sie im Betrieb für Monitoring und Nachweis von Leistungskennzahlen unerlässlich sind. In der DGNB etwa fließen die Qualität der Regelungstechnik und die Fähigkeit zum Monitoring in die Bewertung mit ein.

• ISO 50001 – Energiemanagementsysteme: fordert kontinuierliche Verbesserung, wozu GA-Daten wesentlich beitragen (die Norm macht keine technischen Vorgaben, aber setzt die Struktur).

• DIN V 18599-11 – wie erwähnt, liefert diese Norm ein Schema zur Bewertung des Automationsgrads; sie enthält Checklisten, die quasi abprüfen, ob ein GA-System Energiemanagement-Funktionen hat (z.B. Monitoring, Berichte).

• VDI 4200 – Kennzahlenbildung für Gebäudeenergiebetrieb; hier kann GA die Datengrundlage schaffen.

• AMEV Energiemanagement – öffentl. Empfehlungen, wie Daten aus GA für Energieberichte genutzt werden.

Letzten Endes ist eine leistungsfähige Gebäudeleittechnik mit integriertem Energiemanagement heute die "Schaltzentrale" des effizienten Gebäudebetriebs. Die Habilitationsschrift beleuchtet im Anhang (A.5) exemplarische Planungsrichtlinien für die Auswahl einer GLT-Plattform und stellt Checklisten zur Verfügung, welche Funktionen im Pflichtenheft für eine GLT ausgeschrieben werden sollten (z.B. Berichtswesen, Alarmmanagement, Benutzerverwaltung, Schnittstellen zu Drittsystemen etc.).

Neben den gewerkspezifischen Aspekten gibt es eine Reihe von Querschnittszielen, die bei jeder GA-Planung und -Beschaffung beachtet werden müssen.

• Wirtschaftlichkeit und Lebenszykluskosten: Die Investition in Gebäudeautomation muss sich aus Sicht des Bauherrn oder Betreibers wirtschaftlich rechtfertigen lassen. Daher ist eine Kosten-Nutzen-Betrachtung integraler Bestandteil der Planung. Zu berücksichtigen sind sowohl die Investitionskosten (Anschaffung der Automationsgeräte, Verkabelung, Softwarelizenzen, Engineering) als auch die laufenden Kosten (Wartung, Updates, Energieverbrauch der GA selbst). Dem gegenüber stehen Einsparpotenziale und Nutzen: Einsparung von Energiekosten durch effizienteren Betrieb, Reduktion von Personalkosten durch automatisierte Abläufe, Werterhalt des Gebäudes durch bessere Betriebsführung (Vermeidung von Schäden, höhere Nutzerzufriedenheit). Oft wird hierfür eine Amortisationsrechnung oder ROI-Berechnung durchgeführt. Beispielsweise kann der Einsatz eines digitalen Wärmemanagements (GA für die Heizung) bis zu 30 % Heizenergie einsparen, was die Kosten in wenigen Jahren einspielen kann. Im Rahmen der Beschaffung gilt es auch, Fördermittel zu prüfen, da öffentliche Programme (z.B. KfW-Förderung energieeffizienter Gebäude) GA-Maßnahmen unterstützen. Bei der Ausschreibung ist zudem die Wirtschaftlichkeit über den Lebenszyklus zu bewerten (Stichwort: Lebenszykluskosten nach DIN 276 und DIN 31051); im Anhang findet sich ein Beispiel, wie Angebote nicht nur nach Investitionssumme, sondern auch nach prognostizierten 10-Jahres-Kosten bewertet werden können (A.6).

• Nachhaltigkeit und Umwelt: Dieser Aspekt überschneidet sich stark mit dem Energiemanagement, geht aber noch weiter. Nachhaltige GA-Planung heißt auch Flexibilität für zukünftige Nutzungsänderungen vorzusehen (um Abriss/Neubau zu vermeiden), umweltverträgliche Materialien und eine lange Lebensdauer der Komponenten zu wählen. GA-Systeme sollten möglichst updatefähig und erweiterbar sein, damit sie nicht nach wenigen Jahren obsolet werden. Ein Aspekt der Nachhaltigkeit ist die Standardisierung: Offene und genormte Systeme können länger im Betrieb gehalten werden, weil Ersatz und Erweiterung einfacher möglich sind (man ist nicht vom einzigen Hersteller abhängig). Zudem ermöglichen sie das Recycling von Wissen – Betreiberpersonal muss nicht ständig neue Schulungen für proprietäre Systeme besuchen, sondern kann standardisierte Konzepte (z.B. BACnet) langfristig nutzen. GA trägt zur ökologischen Nachhaltigkeit bei, indem sie Ressourcenverbräuche senkt (Energie, Wasser) und Emissionen reduziert. Indirekt fördert eine gute GA auch die sozialen Aspekte der Nachhaltigkeit, etwa durch verbessertes Innenraumklima (was Gesundheit und Produktivität steigert) und durch Transparenz bei der Nutzung (Nutzer können via Dashboards sensibilisiert werden für ihren Verbrauch).

• Systemintegration und Interoperabilität: Die Fähigkeit eines GA-Systems, alle Gewerke und Teilsysteme nahtlos zu integrieren, ist ein Kernziel und wurde bereits in vorherigen Kapiteln betont. Hier sei noch einmal hervorgehoben, dass Integration nicht nur technisch-protokollarisch (also über Datenkommunikation) zu verstehen ist, sondern auch organisatorisch. Oft stammen unterschiedliche Gewerke von unterschiedlichen Fachfirmen; das GA-System ist die Instanz, an der diese zusammenkommen. Ein erfolgreiches Integrationskonzept zeigt sich z.B. darin, dass im Störungsfall klare Informationen bereitgestellt werden ("Luftmengen-Sollwert in Raum X nicht erreicht, Ursache: Ventilantrieb Störung") und nicht lediglich isolierte Fehlermeldungen, mit denen der Betreiber allein gelassen wird. Eine hohe Integrationstiefe bedeutet oft, dass die GA Daten aus vielen Quellen zusammenführt – von Klimasensoren über Personenzählsysteme bis hin zu Wetterprognosediensten – um intelligente Steuerungsentscheidungen zu treffen. Mit dem Trend zu smart buildings und IoT wächst die Integration noch weiter: Systeme wie Raumbuchungsplattformen oder Smartphone-Apps zur Raumsteuerung interagieren mit der GA. Wichtig ist dabei, dass Architekturen entworfen werden, die modular und sicher sind: Die GA sollte über definierte Schnittstellen verfügen (API, OPC UA, MQTT etc.), die Drittsysteme andocken können, ohne die Kernfunktion zu gefährden. Für die Dimensionierung heißt das, ausreichende Kommunikationsressourcen (Ports, Busankoppler, Netzwerk-Bandbreite) einzuplanen und auch etwaige Lizenzkosten für Schnittstellen (manche GLT-Systeme lizensieren Datenpunkt-Importe extra) nicht zu vergessen.

• Nutzerkomfort und Akzeptanz: Letztlich wird ein Gebäudeautomationssystem nur dann erfolgreich sein, wenn es von den Nutzern und Betreibern akzeptiert wird. Hoher Komfort für die Gebäudenutzer ist daher ein zentrales Ziel. GA kann Komfort steigern, indem sie eine gleichmäßige, zugfreie Temperierung, gute Luftqualität und angemessene Beleuchtung sicherstellt – und zwar ohne dass der Nutzer ständig manuell eingreifen muss. Gleichzeitig sollte die GA dem Nutzer aber intuitive Eingriffsmöglichkeiten bieten, wenn gewünscht: z.B. Raumbedienpanels oder Apps, mit denen individuell Licht und Temperatur angepasst werden können (im Rahmen vorgegebener Limits). Studien zeigen, dass die Möglichkeit zur individuellen Kontrolle die Zufriedenheit erhöht, selbst wenn sie selten genutzt wird. Für den Betreiber (Facility Management) bedeutet Komfort vor allem Bedienkomfort der Systeme: Eine übersichtliche GLT-Oberfläche, klare Alarmmeldungen und einfache Routineabläufe (z.B. Wochenschaltprogramme ändern) sind hier entscheidend. In der Vergangenheit scheiterten GA-Projekte teilweise an zu hoher Komplexität, sodass Hausmeister die Automatik abgeschaltet haben und manuell betrieben (bekanntes Beispiel: Präsenzmelder, die falsch justiert sind und ständig das Licht ausschalten, worauf Nutzer sie manipulieren). Daher muss bei der Planung immer die Benutzerperspektive mitgedacht werden. Dies spiegelt sich in Dimensionierungsentscheidungen wider: Es kann z.B. sinnvoll sein, nicht jeden einzelnen Raum strikt automatisiert zu regeln, sondern dem Nutzer einfache Schalter zu lassen, wenn die Akzeptanz sonst leiden würde. Die Balance zwischen Vollautomation und Nutzersteuerung ist projektspezifisch zu finden.

Wirtschaftlichkeit, Nachhaltigkeit, Integration und Komfort sind gleichberechtigte Zielsetzungen, die teils in Konkurrenz stehen (maximale Energieeinsparung vs. maximaler Komfort, hohe Integration vs. einfache Bedienung). Ein optimales GA-System versucht, alle diese Aspekte in ein stimmiges Gesamtkonzept zu überführen. Im Planungskapitel wird gezeigt, wie diese Ziele bereits in der Bedarfsplanung abgefragt und priorisiert werden können.

Die erfolgreiche Umsetzung eines Gebäudeautomationsprojekts hängt maßgeblich von einer strukturierten Planungs- und Beschaffungsphase ab. Bereits früh im Projekt müssen die Grundlagen so gelegt werden, dass die gewünschten Funktionen später auch tatsächlich realisiert werden können und alle Beteiligten reibungslos zusammenarbeiten. Dieses Kapitel beschreibt die Vorgehensweise von der Bedarfsplanung über die Ausschreibung bis zur Vergabe und Implementierung und gibt Hinweise zum Schnittstellenmanagement.

Am Anfang steht die Bedarfsplanung für die Gebäudeautomation, idealerweise parallel zur allgemeinen Bedarfsplanung des Bauvorhabens (vgl. DIN 18205). Hierbei werden gemeinsam mit dem Bauherrn/Nutzer die Ziele und Anforderungen an die GA definiert. Typische Fragen in dieser Phase sind: Welche übergeordneten Vorgaben gibt es (Budget, Zeitrahmen, eventuell zu berücksichtigende Ausbaureserven)? Welche Gebäudezertifizierungen oder Energieziele werden angestrebt (z.B. DGNB Gold, Nearly Zero Energy Building)? Welche Nutzungen und Betriebszeiten sind vorgesehen und welche Komfortkriterien gelten? Es hat sich bewährt, in dieser Phase eine Checkliste durchzugehen, die alle relevanten Punkte abfragt. VDI 3814 Blatt 2.2 stellt hierfür z.B. eine Checkliste zur Verfügung, um den Automatisierungsbedarf pro Gewerk und Raumgruppe systematisch zu ermitteln.

Ein weiterer wichtiger Schritt ist das Entwickeln eines GA-Betreiberkonzepts. Darin wird festgelegt, wie das Gebäude später betrieben wird, wer welche Rolle übernimmt (z.B. gibt es einen 24/7-Leitwartendienst oder nur Rufbereitschaft? Soll ein externer Dienstleister die GLT fernüberwachen? Werden Optimierungsanalysen regelmäßig durchgeführt und von wem?). Dieses Konzept beeinflusst z.B. die Entscheidung, ob eine einfache oder sehr komplexe GLT erforderlich ist, wie Bedienhierarchien eingerichtet werden und welche Reports automatisch erstellt werden sollten.

Das Lastenheft Gebäudeautomation wird ebenfalls in der frühen Planungsphase erstellt. Es beschreibt aus Sicht des Auftraggebers sämtliche Anforderungen an das GA-System, ohne bereits technische Lösungen vorzugeben.

• Übersicht der zu automatisierenden Anlagen und Räume (Scope der GA).

• Gewünschte Funktionen je Anlage (z.B. "Lüftungsanlage: bedarfsgerechte Regelung nach CO₂, mit Alarm bei Filterverschmutzung, Anbindung an BMZ für Rauchabschaltung").

• Anforderungen an die Systemintegration ("alle HLK-, Beleuchtungs-, Jalousie- und Sicherheitsfunktionen über eine einheitliche GLT bedienbar"; "Schnittstelle zum vorhandenen Energiecontrolling-System XYZ via BACnet/IP").

• Vorgaben zu Verfügbarkeiten und Ausfallsicherheit ("Redundanter Server für GLT", "Notbetriebskonzepte für HLK ohne GA z.B. Handbetriebsmöglichkeiten").

• Standards, die einzuhalten sind ("Kommunikation ausschließlich über BACnet zertifizierte Geräte", "Grafische Darstellung nach AMEV GA Standard Symbolen", "Programmierung nach VDI 3814 Makros").

In der Planungsphase (Leistungsphasen nach HOAI 1-7, insbesondere Entwurfs- und Ausführungsplanung) wird aus dem Lastenheft ein konkretes Pflichtenheft bzw. eine Leistungsbeschreibung. Hierbei arbeitet oft ein spezialisierter GA-Fachplaner mit den TGA-Fachplanern der einzelnen Gewerke eng zusammen. Ein Hauptziel ist es, die Schnittstellen zwischen den Gewerken klar zu definieren. Das Schnittstellenmanagement ist deshalb so zentral, weil die GA als "metadisziplinäres" Gewerk an vielen Stellen Überschneidungen hat: Etwa liefern die Elektroplaner die Verkabelung und Schaltschrankplätze, die MSR-Planer definieren Fühler und Stellglieder in den HLK-Anlagen, der Sicherheitsplaner setzt Anforderungen für Alarmanbindungen usw. Ohne abgestimmtes Vorgehen drohen Lücken (Funktion wird vergessen) oder Doppelarbeit.

• HLK ⇔ GA: Wer liefert die Sensoren? (Meist der GA-Anbieter, außer spezielle Messstellen wie medizinische Gasdrücke). Wer verdrahtet die Feldgeräte? (Meist Elektro, nach Vorgaben GA). Wie werden die Antriebe angesteuert? (Signalarten, evtl. Bus).

• Elektro ⇔ GA: Welche Meldungen der Energieversorgung gehen ans GA-System? (z.B. Trafo-Warnungen, USV-Status). Beleuchtungssteuerung: welche Leuchten über GA, welche konventionell?

• Architektur/Bau ⇔ GA: Positionierung von Bediengeräten (Raumpanels an Wänden), Einbauorte für Sensoren (Deckenaussparungen für Präsenzmelder), Klimasensoren nicht in Zugluft etc.

• Nutzer/Betreiber ⇔ GA: Welche Betriebsführungsvorgaben gibt es? (z.B. Temperaturabsenkung in Mietbereichen nur bis Grenze X, definiert durch Betreiber).

Bereits während der Vorplanung sollten alle Beteiligten zu Koordinationsbesprechungen zusammenkommen, um diese Schnittstellen zu klären. VDI 6028 (Gebäudeautomation Leistungsumfang) empfiehlt, dass der GA-Fachplaner früh in alle Planungsrunden einbezogen wird, um seinen Input zu geben.

Ein häufiger Stolperstein ist die Abgrenzung, was genau der GA-Lieferant schuldet und was andere liefern: Zum Beispiel kann in der Ausschreibung stehen, dass die "Bereitstellung aller notwendigen Messeinrichtungen" Aufgabe GA ist. Dann muss klar sein, ob z.B. Wärmemengenzähler darunter fallen oder ob die bereits im Gewerk Heizung enthalten sind. Solche Details klärt man idealerweise vor der Ausschreibung in den Fachgruppen.

Die Ausschreibung der Gebäudeautomation erfolgt in öffentlichen Projekten oft als eigenes LV (Leistungsverzeichnis) innerhalb der technischen Ausrüstung, manchmal auch integriert in HLK (was aber aufgrund der Komplexität selten optimal ist). Es gibt in Deutschland standardisierte Ausschreibungstexte und Strukturen, z.B. die STLB-Bau Positionen für MSR-Technik. Häufig gliedert man nach Anlagengruppen (gemäß DIN 276 z.B. KG 480 für Gebäudeautomation, aber oft aufgeteilt nach KG 481 HLK-Automation, 482 Elektroautomation, etc.). Wichtig bei der Ausschreibung ist, funktional zu beschreiben und nicht einzelne Fabrikate vorzuschreiben (es sei denn, es gibt einen sehr triftigen Grund, etwa Kompatibilität zu bestehender Anlage).

Ein Beispiel einer Leistungsposition könnte sein: "Automationsstation (AS) zur Regelung der Lüftungsanlage L1, mit XY Datenpunkten, inkl. aller notwendigen Module, Feldbusankopplung BACnet/IP, Programmierung aller im Funktionsschema dargestellten Automatikfunktionen, Visualisierung in der GLT, etc." – Dazu kommt dann oft eine Funktionsbeschreibung: "Funktion: Konstant-Volumenstromregelung mit Raumtemperaturführung, Umschaltung Sommer/Winterbetrieb, Wärmerückgewinnungs-Optimierung..." und so weiter. Solche detaillierten Funktionsbeschreibungen werden idealerweise tabellarisch in der GA-Funktionsliste dargestellt, die der Ausschreibung beiliegt. Die GA-Funktionsliste (manchmal in Form von Makros nach VDI 3814) listet alle Ein- und Ausgänge je Anlage, die jeweiligen Steuerungsfunktionen, Sollwertbereiche, Alarmgrenzen und Bedienfunktionen. Damit kann jeder Bieter erkennen, was genau zu programmieren ist. Ein Ausschnitt einer GA-Funktionsliste ist in Anhang A.3 als Beispiel beigefügt (für eine Lüftungsanlage).

Bei der Bewertung der Angebote sollten neben dem Preis auch Qualitätskriterien einfließen. Beispielsweise kann man Punkte vergeben für Energieeffizienzkonzept, Erweiterungsfähigkeit, Referenzen des Bieters oder Qualität der Visualisierungsvorschläge. Gemäß VOB/A sind solche Wertungskriterien transparent anzugeben. Es ist zu empfehlen, ein GA-spezifisches Wertungsschema aufzustellen (siehe Anhang A.6 für ein Beispiel), um subjektive Eindrücke zu minimieren.

Die Vergabe erfolgt an den wirtschaftlichsten Bieter. Nach Auftragserteilung beginnt die Ausführungsphase, in der der GA-Anbieter sein Pflichtenheft erarbeitet (falls die Ausschreibung funktional war). Hier ist erneut Abstimmung gefragt: Der Auftragnehmer beschreibt, wie er die Anforderungen umsetzen will – dieses Pflichtenheft sollte der Planer und Betreiber gegenzeichnen (Abnahme der Planung), damit Klarheit herrscht.

Während der Umsetzung ist eine enge Bauüberwachung seitens des GA-Fachplaners sinnvoll. Dieser prüft die Werk- und Montagepläne, überwacht die Verkabelung (z.B. ob Trennung von Busleitungen und Starkstrom eingehalten wird) und testet Schritt für Schritt Teilsysteme. Moderne GA-Projekte nutzen oft eine stufenweise Inbetriebnahme: zuerst Feldgeräte-Test (I/O-Check), dann Funktionsprüfungen je Anlage (Trockenlauf der Lüftungsregelung etc.), schließlich integraler Test mit allen verknüpften Gewerken (z.B. Brandfallsimulation: Auslösen Melder -> korrekte Reaktionen aller Systeme beobachten). Solche integralen Tests sind in komplexen Gebäuden heute Standard und sollten vertraglich vereinbart sein.

Die Abnahme der GA-Anlage erfolgt idealerweise gegen Prüflisten aller Funktionen. Beispielsweise muss in der Abnahme gezeigt werden, dass ein im Lastenheft geforderter "Optimierungsbetrieb" tatsächlich funktioniert und z.B. die Heizkurve selbstständig anpasst anhand der letzten Tage. Jeder Datenpunkt wird auf der GLT geprüft, Alarmketten werden getestet (z.B. Stromausfall -> USV läuft, Alarm in GLT nach X Sekunden). Die Dokumentation (Schaltpläne, Programmlistings, Bedienungsanleitungen) wird übergeben und vom Planer geprüft.

Ein wesentlicher Teil, gerade im Hinblick auf den späteren Betrieb, ist die Einweisung des Personals. Kein GA-System läuft dauerhaft erfolgreich, wenn das Bedienpersonal nicht ausreichend geschult ist. Daher sollte bereits im Beschaffungskonzept eine Schulung vorgesehen sein, ggf. auch eine Phase begleiteten Betriebs (z.B. erste Heizperiode zusammen mit dem GA-Anbieter auswerten und nachjustieren).

Nach der formalen Abnahme geht die GA in den Live-Betrieb. Hier zeigt sich nun, ob die in der Planung definierten Dimensionierungskriterien gut gewählt wurden: Ein richtig dimensioniertes System ermöglicht es dem Betreiber, Effizienzpotenziale kontinuierlich auszuschöpfen und den Komfort sicherzustellen, ohne dass Nachrüstungen oder ständige manuelle Korrekturen nötig sind. In vielen Fällen werden nach einiger Betriebszeit Feinoptimierungen vorgenommen (Parameteranpassungen, ggf. zusätzliche Sensorik nachgerüstet, wenn man merkt, dass bestimmte Werte fehlen). Das GA-System sollte deshalb pflegefreundlich sein: Änderungen in der Programmierung oder im Datenpunktbestand müssen möglich sein, ohne das ganze System zu gefährden. Hier zahlt sich aus, wenn in der Auslegung Reserven eingeplant wurden (z.B. freie Ein-/Ausgänge an den Modulen, falls später ein weiterer Sensor gewünscht ist; oder genügend Rechen-/Speicherkapazität für zusätzliche Logiken).

Das Schnittstellenmanagement setzt sich im Betrieb fort: Oft ändern andere Gewerke etwas (Umbau einer HLK-Anlage, Erweiterung der Brandmeldeanlage) – dann muss die GA entsprechend angepasst werden. Ein regelmäßiger Austausch zwischen dem Facility Management und den einzelnen Gewerkeverantwortlichen ist daher ratsam, eventuell institutionalisiert in Form eines Gebäudetechnik-Koordinators, der alle Änderungen koordiniert.