Datenübertragungsnetze für die Gebäudeautomation

Gemäß den aktuellen Anforderungen sollten EDV-/IT-Installationen für die Gebäudeautomation in identischer Form wie für alle anderen IT-Infrastrukturen im Gebäude berücksichtigt werden.

• Einheitliche Standards und Normen: Für die gesamte Gebäudeverkabelung (Datennetz, Fernmeldeverkabelung, GA-Verkabelung usw.) sollten die gleichen Standards genutzt werden (z. B. nach ISO/IEC 11801, EN 50173, DIN VDE 0100, DIN EN 50174). Dadurch wird sichergestellt, dass die Gebäudeautomation Teil einer übergeordneten, professionellen IT-Netzstruktur ist und den gleichen Sicherheits- und Qualitätskriterien entspricht.

• Kabelmatrix berücksichtigen: In der Planung ist auf die sogenannte Kabelmatrix zu achten, in der alle Kabeltypen, -längen und -wege aufgeführt sind. Hierbei werden sowohl Ethernet-basiertes Kabelmaterial (z. B. Kat. 6A, Kat. 7) als auch Glasfaserverbindungen oder spezielle Feldbuskabel für die GA berücksichtigt. Die Auswahl erfolgt bedarfsgerecht, orientiert an Datenrate, Reichweite, Störanfälligkeit und Zukunftssicherheit.

• Strukturierte Verkabelung: Die Gebäudeautomation soll innerhalb einer strukturierten Verkabelungsinfrastruktur erfolgen. Das heißt, es wird ausgehend von zentralen Verteilerstandorten (z. B. Haupt- und Etagenverteilern) das GA-Netz mit entsprechenden Anschlusspunkten (ISP – in manchen Projekten „Informationsschwerpunkt“ oder „Installationsschwerpunkt“) im Gebäude vernetzt.

In vielen modernen Gebäuden ist es nicht mehr sinnvoll, ein physisch getrenntes IT-Netz speziell für die Gebäudeautomation aufzubauen. Stattdessen wird empfohlen, das bestehende Gebäude-IT-Netz zu nutzen.

• Kosteneinsparungen: Weniger Hardware (Switches, Router, Kabeltrassen), keine doppelte Instandhaltung sowie geringere Investitionskosten (CAPEX) und Betriebskosten (OPEX).

• Einfachere Verwaltung: Ein zentrales Netzwerk kann leichter überwacht, gepflegt und aktualisiert werden. Redundante IT-Komponenten oder Sicherheitsmechanismen lassen sich so übergreifend nutzen.

• Zentraler Fernzugriff: Für Wartungsarbeiten, Instandhaltungs- und Optimierungsumfänge kann ein Fernzugriff über das Gebäude-IT-Netz ermöglicht werden. Dieser zentralisierte Ansatz vereinfacht Serviceprozesse und reduziert Reaktionszeiten bei Störungen.

Auch wenn keine getrennte physische Infrastruktur für das GA-Netz empfohlen wird, sind logische Trennungen (z. B. VLANs, Subnetze, Firewalls) absolut notwendig, um Sicherheits- und Datenschutzaspekte zu gewährleisten.

Es erfolgt nur eine zentrale Anbindung an das übergeordnete IT-Netz. Das heißt, die GA-Komponenten erhalten ihren Datenzugang über einen definierten Übergabepunkt (z. B. in einem Hauptverteilerraum oder einem Etagenverteiler).

• Erhöhte Ausfallsicherheit: Fällt eine Leitung an einer Stelle des Rings aus, kann die Kommunikation in der Regel über den anderen Ringpfad weiterlaufen.

• Strukturelle Trennung: Trotz Nutzung des gemeinsamen Backbones (Gebäude-IT) wird die eigentliche GA-Kommunikation auf einem eigenen Ring geführt. Dadurch lassen sich eventuelle Störungen im allgemeinen Datennetz vom GA-Netz fernhalten bzw. minimieren.

• Weniger Verkabelungsaufwand im Feld: Im Vergleich zu sternförmigen Systemen kann ein Ring-Bus in größeren Liegenschaften kostengünstiger und flexibler sein.

Bei der Gebäudeautomation kommen oftmals Feldbus-Systeme (BACnet, Modbus, KNX, LON, DALI etc.) zum Einsatz, die unterschiedliche Topologien und Protokolle unterstützen. Insbesondere BACnet/IP (auf Basis von IP/Ethernet) ermöglicht eine einfache Integration in bestehende IT-Strukturen. Bei klassischen Feldbus-Topologien (z. B. KNX-TP, Modbus-RTU) wird jedoch weiterhin eine zusätzliche Feldbus-Verkabelung (z. B. Twisted Pair) benötigt, die i. d. R. parallel zum IP-Netz läuft.

• Netzwerksicherheit: Beim Zusammenspiel von GA und IT sind Security-Aspekte besonders wichtig. Durch den Fernzugriff und die zentrale Steuerung kann ein Angriff auf das GA-Netz gravierende Folgen haben (z. B. Störungen der Heiz- und Klimaanlagen, Manipulation der Zutrittskontrolle). Daher sollten Sicherheitsmaßnahmen wie Firewalls, VPN-Zugänge und VLAN-Abtrennungen unverzichtbarer Bestandteil der Planung sein.

• Zugriffsberechtigungen und Rollenverwaltung: Eine fein granulierte Rechte- und Rollenverteilung sorgt dafür, dass nur autorisiertes Personal Zugriff auf kritische GA-Funktionen erhält. Für Wartungsunternehmen ist ein klar definiertes, zeitlich limitiertes und nachvollziehbares Zugangsmanagement zu etablieren.

• Monitoring und Protokollierung: Kontinuierliche Überwachung (Monitoring) der Netzwerkinfrastruktur sowie Protokollierung sämtlicher Netzwerkaktivitäten unterstützen sowohl bei der Fehlersuche als auch bei der Aufklärung von sicherheitsrelevanten Ereignissen.

• Einbindung in das Gebäude-IT-Netz: Ein separates physisches Netzwerk für die Gebäudeautomation ist weder wirtschaftlich noch technisch notwendig. Logische Trennungen (z. B. per VLAN) stellen die Sicherheit und Performance sicher.

• Zentrale Übergabepunkte: Planung einer klar definierten GA-Datenübergabe, vorzugsweise in den Haupt- oder Etagenverteilern.

• Ring-Bus-Struktur: Für die GA-Feldgeräte oder Unterverteiler empfiehlt sich eine Ring-Topologie, um Ausfallsicherheit und Stabilität zu gewährleisten.

• Normenkonforme Verkabelung: Die Kabeltypen und -wege (Kupfer, LWL, Feldbuskabel) sind in der Kabelmatrix festzuhalten und den bekannten Normen für strukturierte Verkabelungen anzupassen.

• Sicherheitskonzept: Firewalling, Segmentierung, VPN und Remote-Zugriff müssen eingeplant und dokumentiert werden.

• Wartung und Fernzugriff: Klare Regelungen zu Zugriffsberechtigungen und temporären Wartungszugängen sind essenziell, um ein sicheres, aber auch reaktionsschnelles GA-System zu betreiben.

Die fortschreitende Digitalisierung in der technischen Gebäudeausrüstung (TGA) führt zu immer mehr IP-basierten Geräten und Schnittstellen. Die Gebäudeautomation wird sich zukünftig noch enger mit anderen Bereichen (Smart Building, IoT, Energiemanagement, E-Mobilität usw.) vernetzen.

• Skalierbarkeit des GA-Netzes (z. B. flexible Erweiterung bei neuen Nutzungsanforderungen)

• Datenanalyse und Cloud-Anbindung (z. B. für predictive Maintenance, Energieoptimierung)

• Cybersicherheit (z. B. Schutz vor professionellen Hackerangriffen)

noch weiter an Bedeutung. Eine sorgfältige Planung von KG 485 – Datenübertragungsnetzen für die Gebäudeautomation ist daher nicht nur für den aktuellen Bedarf wichtig, sondern sollte möglichst zukunftssicher und ausbaufähig angelegt sein.