Gebäudeautomation: Automationsmanagement
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Automationsmanagement
Das Automationsmanagement KG 483 ist darauf ausgerichtet, je nach Raumtyp den optimalen Automationsgrad bereitzustellen. Während einfachere Räume (A und B) manuell betrieben werden, erhalten komplexere Räume (C–H) eine umfassende Einzelraum- und Raumzonenregelung mit Temperatur-, Feuchte-, CO₂- und ggf. Drucküberwachung. Die Sequenzregelung zwischen RLT-Anlage und raumseitigen Heiz-/Kühlelementen gewährleistet eine effiziente, komfortable und sichere Klimatisierung. Raumbedientableaus in Sonderräumen ermöglichen eine intuitive, gewerkeübergreifende Bedienung. Ein durchdachtes Kalibrier-, Wartungs- und Abnahmekonzept sowie moderne Bus-Technologie stellen sicher, dass das System auch bei Anpassungen der Raumnutzung zukunftsfähig bleibt. Ergänzende Aspekte wie Energiecontrolling, Dokumentation, IT-Sicherheit und ggf. Redundanz runden das Konzept ab und gewährleisten ein hohes Maß an Betriebssicherheit, Flexibilität und Nachhaltigkeit.
Somit erfüllt das Automationsmanagement grundlegende Anforderungen an Komfort, Sicherheit und Wirtschaftlichkeit und kann bei Bedarf durch zusätzliche Module (z. B. Präsenz- oder Fensterregelung, Raumbuchungssysteme) erweitert werden.
- Grundsätze
- Raumtypen
- Sensorik
- Alarmgrenzen
- Sequenzregelung
- Raumüberwachungs
- Raumbedientableaus
- Einzelraumregelungssysteme
- Inbetriebnahme
- Wartung
- Dokumentation
- Energieoptimierung
- Schnittstellen
- Normen
- Redundanzkonzepte
Grundsätze der Raumautomation
Manuelle Räume: Räume ohne Funktion (Verkehrsflächen o. Ä.) sowie Raumtyp A (nur Heizen) und B (Heizen und Lüften) werden manuell geregelt. Hier erfolgt keine Einbindung in die Gebäudeautomation.
Automatisierte Räume: Raumtypen C (nur Kühlen), D (Kühlen und Lüften), E (Heizen und Kühlen), F (Heizen, Kühlen und Lüften), G (Heizen, Kühlen, Lüften und Entfeuchten) sowie H (Heizen, Kühlen, Lüften, Entfeuchten und Befeuchten) erhalten eine Raumautomation.
Räume mit Entfeuchtung und/oder Befeuchtung erhalten zusätzlich eine Raumfeuchteüberwachung.
Taupunktüberwachung: In Bereichen mit kombinierten Heiz-/Kühlelementen sind Taupunktfühler vorzusehen, um Kondensatausfall zu verhindern.
Raumdrucküberwachung: Nur in Räumen, in denen das Raum- bzw. Funktionsprogramm oder der EX-Schutz dies erfordert, wird der Differenzdruck kontinuierlich gemessen und geregelt (z. B. Reinraum, Spülraum).
Überwachungs- und Sicherheitseinrichtungen: Werden gemäß Raum-/Funktionsprogramm bzw. EX-Schutz-Dokumentation umgesetzt (z. B. Gaswarnanlagen, Sprinklertechnik, Löschanlagen).
Raumtypen und Automationsausstattung
Die Einteilung der Raumtypen A bis H bestimmt, welche HKL-Funktionen (Heizen, Kühlen, Lüften, Ent- oder Befeuchten) automatisiert werden:
Raumfühler (Temperatur und Feuchte)
Fühlerausführung: Raumfühler ohne Vor-Ort-Anzeige.
Sollwertverstellung: Nur dort, wo laut Raum-/Funktionsprogramm eine lokale Einstellmöglichkeit gefordert wird (z. B. in Seminarräumen).
Vorgabe: Standardsollwert wird über die GLT festgelegt und visualisiert.
PI-Regelcharakteristik: Hysterese ±1 K, z. B. Schaltband von 20–22 °C bei RT-Soll 21 °C (Heiz- oder Kühlfall).
Messtoleranzen: Temperatur ±0,6 K bei 25 °C, Feuchte ±3,0 % r.F. (30–70 % r.F.).
Kalibrierung: Alle Fühler sind vom Anlagenersteller zu kalibrieren und in Regelgüte, Hysterese und Messtoleranz zu bestätigen.
Besonderheit „Messraum“: Einsatz hochwertiger Fühler, regelmäßige Kalibrierung mit Testnachweis.
Taupunktfühler
Werden in Räumen mit Heiz-/Kühlelementen installiert, um Kondensation zu vermeiden.
Eingriff in die Regelung: Ab einer relativen Raumluftfeuchte > 85 % r.F. erfolgt eine Anhebung der Kältevorlauftemperatur, bis die Feuchte wieder < 80 % r.F. liegt.
CO₂-Bedarfsfühler
In einzelnen Räumen (z. B. Versammlungs- oder Seminarräume) zur bedarfsabhängigen Luftmengenregelung.
Über ppm-Sollwerte kann die Zu- und Abluft variabel geregelt werden.
Primär übernimmt die RLT-Anlage (inkl. variabler Luftmengenregelung, WRG, Umluftanteil, Heizen, Kühlen, ggf. Ent- oder Befeuchten) die Grundlastabdeckung.
Sekundär werden raumseitig vorhandene Elemente (Heizkörper, Umluftkühler, Deckensegel usw.) für die Feinabstimmung eingesetzt.
Diese sequenzielle Regelung sorgt für eine effiziente, lastorientierte Betriebsweise mit optimalem Energieeinsatz.
Raumdruckregelung
Bei Spezialräumen (z. B. Reinraum, Spülraum) wird ein Differenzdruckfühler installiert.
Differenzdruck-Sollwerte meist zwischen 5–20 Pa (Über- oder Unterdruck).
Abweichungen vom Soll führen zu Regel- oder Alarmmaßnahmen (z. B. Anpassung der Volumenströme, Ein-/Aus-Schaltung dezentraler Anlagen, Meldung an GLT).
Überwachungsanlagen
Sensoren für die Raum- und Anlagenüberwachung (z. B. Kältetechnik, NEA, Löschanlagen) werden gemäß Nutzerbedarfsprogramm und EX-Schutz-Dokumentation integriert.
Vor-/Hauptalarmierungen mit akustischer/optischer Meldung und Anbindung an die GLT sind vorzusehen.
Bei brennbaren Gasen: Einsatz zertifizierter Gaswarnsysteme, kontinuierliche Messung, Meldung und Abschaltung nach Vorgabe.
In Sonderräumen (z. B. Schulungs-, Labor- oder Multifunktionsräume) sind gewerkeübergreifende Touch-Displays (mind. 8") geplant.
Mögliche Funktionen: Temperatur: Soll-/Ist-Wert, ±3 K Einstellmöglichkeit
Feuchte: Soll-/Ist-Wert
CO₂-Konzentration: Soll-/Ist-Wert
Beleuchtung: Statusanzeige, Schalten, Dimmen
Sonnenschutz: Offen, Geschlossen, Lamellenstellung
Verdunkelung: Offen, Geschlossen
Modus (Raumbetriebsart): Anzeige des Betriebszustands
Alle lokal angepassten Werte werden täglich zentral zurückgesetzt, um wieder die Grundeinstellung herzustellen.
Die Umsetzung der Einzelraumregelung hängt vom Raumtyp ab. Beispiele:
Raumtyp A: nur Heizen (z. B. Heizkörper, Fußbodenheizung)
Raumtyp B: Heizen + Lüften (z. B. Heizkörper + RLT-Anlage)
Raumtyp E: Heizen + Kühlen (z. B. Kombi aus Heizkörper und Umluftkühler)
Raumtyp F: Heizen, Kühlen + Lüften (z. B. Heizkörper, Umluftkühler, RLT-Anlage)
Raumtyp G/H: Zusätzlich Entfeuchten und/oder Befeuchten
Raumtyp A: nur Heizen (z. B. Heizkörper, Fußbodenheizung)
Zentrale RLT-Anlagen: Bei einzelnen Räumen oder klar abgegrenzten Zonen kann die Temperatur/Feuchte direkt an der RLT-Anlage geregelt werden.
Dezentrale Nachbehandlung: Bei unterschiedlichen Raumanforderungen (z. B. verschiedene Soll-Feuchtewerte) werden raumweise Heiz-, Kühl-, Entfeuchtungs- oder Befeuchtungsmodule eingesetzt.
Ventile und Stellantriebe
2-Leiter-Anschluss (Typ 1): 1 motorisches Stellventil (0…10 V) für Heizen oder Kühlen.
4-Leiter-Anschluss (Typ 2): 2 motorische Stellventile (0…10 V) – je eins für Heizen und Kühlen.
Feldgeräte: Kleinventile (Rotguss, Messing) mit Volumenstromregelung (z. B. Danfoss ABQM). Dynamische Ventile mit 0…10 V oder Auf/Zu-Ansteuerung.
Bus-Anbindung: Alle Feldgeräte (Ventile, Sensoren) als Bus-Teilnehmer (IP-Zuordnung) zur flexiblen Zuordnung in der GLT.
Schaltanlagen: Die Regelungstechnik sitzt in den zugehörigen Schaltschränken der Einzelraumregelung.
Inbetriebnahme und Abnahme
Funktionsprüfung und Testläufe: Erstellen von Checklisten zur Prüfung aller Sensoren (Temperatur, Feuchte, Druck, CO₂, Taupunkt) und Aktoren (Ventile, Antriebe).
Überprüfung der Automationslogik (z. B. Sequenzregelung Primär-/Sekundärsystem).
Kalibrierung bei Erstinbetriebnahme: Dokumentierter Ablauf zur Erstkalibrierung (v. a. in Sonder- und Messräumen), inkl. Protokollen.
Abnahmeprotokolle: Nachweise über Funktions- und Wirksamkeitsprüfung, ggf. Probeläufe bei verschiedenen Lastfällen.
Übergabe aller Mess- und Einstellprotokolle an den Bauherrn bzw. Betreiber.
Wartung und Betrieb
Wartungsintervalle: Regelmäßige Prüfung der Ventile, Stellantriebe, Sensoren, ggf. jährliche Sichtkontrolle und Funktionsprüfung.
Feuchte- und CO₂-Fühler sollten in definierten Zyklen (z. B. alle 1–2 Jahre) neu justiert werden.
Reinigung und Austausch: Inspektion von RLT-Filtern, Sensorabdeckungen, Kühlregister-Lamellen, um Messungenauigkeiten zu vermeiden.
Störfallkonzept: Fallback-Strategien bei Ausfall von Sensorik/Aktorik (z. B. Schalten auf Konstantbetrieb).
Alarmierung an zentrale Leitstelle (Störmeldesystem) bei kritischen Abweichungen.
Dokumentation und Nachverfolgung
Automationsschema / Software-Dokumentation: Beschreibung der Logikbausteine, Regelstrategien und Sequenzen (Makro- und Mikroebene).
Revisionsunterlagen: Änderungsmanagement bei Software-Updates oder Umbauten (Versionierung, Abnahme neuer Teilfunktionen).
Trendaufzeichnungen / Historie: Langzeitprotokollierung von Temperatur, Feuchte, CO₂, Druck für Energiecontrolling und Fehlersuche.
Betriebsstundenzähler und Wartungshistorie zur Optimierung des Betriebs.
Energiecontrolling: Anbindung an ein übergeordnetes Energiemonitoring (z. B. Verbrauchsaufzeichnung für Wärme, Kälte, Strom).
Lastmanagement: Vermeidung von Lastspitzen (z. B. zeitversetztes Zuschalten größerer Verbraucher, Kälteerzeuger).
Optionale Anwesenheits-/Bedarfsregelung: Obwohl im aktuellen Konzept keine Präsenz- oder Fensterkontaktregelung vorgesehen ist, kann dieses Feature für künftige Energieeinsparungen sinnvoll sein.
Schnittstellen und Kommunikation
Protokollstandard: Einsatz von BACnet, Modbus TCP, KNX IP oder proprietären Systemen. Wahl abhängig von Projektvorgaben.
IT-Sicherheit / Cybersecurity: Schutz der Gebäudeautomation durch VPN-Zugänge, Rollen- und Berechtigungskonzepte, Firewalls.
Externe Alarme: Möglichkeit zur Weiterleitung wichtiger Meldungen an externe Systeme oder Servicetechniker (E-Mail, SMS, Leitstand).
Redundanzkonzepte (falls erforderlich)
Hardware-Redundanz: Doppelte Leitungen oder USV-gestützte Automationskomponenten in sicherheitsrelevanten Bereichen (z. B. Reinräume, Labore).
Software-Redundanz: Spiegelung zentraler GA-Server und Datensicherungen.
Ausfallsicherheit: Klare Strategien, wie bei Komplettausfall einer Zentraleinheit der Betrieb sichergestellt werden kann.