Steuerung und Vernetzung mit Gebäudeautomation
Überwachung, Steuerung, Regelung von haustechnischen Anlagen
Nationale und europäische Gebäudestandards wie in der EnEV und EPBD (Directive on Energy Performance of Buildings) festgelegt, sollen dazu beitragen, die Energieeffizienz im Bausektor zu steigern. Eine Möglichkeit, dieses Ziel zu erreichen, ist der Einsatz der sogenannten „intelligenten“ Raumautomation in Neubauten und Bestandsgebäuden. Die Gebäudeautomation (GA) ermöglicht komplexe Steuerfunktionen, die Einzelregelungen nicht realisieren können. Sie umfasst alle Einrichtungen einschließlich der Software zur automatischen Überwachung, Steuerung, Regelung und Betriebsoptimierung von haustechnischen Anlagen in einem oder mehreren Gebäuden.
Gallerie
Dazu gehören z.B. Schaltschränke und Kabelnetze für die Mess-,
Steuer-, Regelungstechnik (MSR-Technik) und die
Informationsübertragung. Die digitale Gebäudeautomation umfasst
auch die übergeordnete Technik für die Betriebsführung. Wichtige
Aspekte dabei sind Ergebnisanalysen, Energiemanagement oder
Informationen. GA ist ein wichtiger Bestandteil des technischen
Facility Managements. Unter integraler Gebäudeautomation (IGA)
versteht man eine ganzheitliche und vernetzte MSR-Technik
(Sensoren, Bedienelemente), z.B. wenn zur Begrenzung der
Spitzenlast die Stromversorgung mit der Kälteproduktion
regelungstechnisch verknüpft ist.
Gebäudeautomation in drei Ebenen
GA-Systeme sind funktional in drei Ebenen unterteilt: in die Feld-,
die Automations- und die Managementebene. Das Zusammenspiel
zwischen diesen Ebenen funktioniert über verschiedene
Übertragungsmedien und -protokolle.
Managementebene
Auf dieser Ebene werden die Anlagen überwacht und ihre
Betriebsweise optimiert. Managementsysteme können als zentrale
Leitwarte oder als verteilte Systeme mit mehreren Bedienstationen
realisiert werden. Dabei kommt eine spezielle Software
(Gebäudeleittechnik-GLT) zum Einsatz. Sie visualisiert die
technischen Vorgänge innerhalb des Gebäudes und sammelt die Daten
der Regler im Gebäude über Feldbus ein (Feldebene) und bildet die
Daten grafisch ab. Die Gebäudeleittechnik dient als Nutzerinterface
zur GA auf der Managementebene. Es gibt herstellerabhängige und
-unabhängige Systeme. Als herstellerunabhängige Schnittstellen für
Management Systeme haben sich z.B. Bussysteme und Protokolle wie
OPC und BACnet (Building Automation and Control Networks)
bewährt.
Automationsebene
Für den Austausch von Daten auf der Automationsebene zwischen den
Schnittstellen (DDC – Direct Digital Control) sind trotz
Standardisierung noch viele herstellerabhängige Bussysteme im
Einsatz. Auf dieser Ebene werden BACnet und LON (Local
Operating Network) als herstellerübergreifende Bussysteme bevorzugt
im Zweckbau (Bürohäuser, Kliniken, Flughäfen) eingesetzt. Ein
weiteres Beispiel für die Automationsebene sind
Funk-Raumtemperaturregler für Flächenheizungen, die insbesonders
bei Nachrüstungen zum Einsatz kommen.
Feldebene
In der untersten Feldebene werden die unterschiedlichen technischen
Anlagen des Gebäudes mithilfe der Sensoren und Aktoren betrieben.
Sensoren nehmen Informationen auf (z.B. Bewegungsmelder, Taster,
Helligkeit, Temperatur) und senden diese als Datentelegramme über
ein Bussystem an die Aktoren. Diese empfangen die Datentelegramme
und setzen sie in Schaltsignale um, z.B. für die Beleuchtungs-,
Heizungs-, Klima- und Lüftungsanlage. Daten, die aufgezeichnet
und archiviert werden, sind z. B. Betriebszustände von
Anlagenteilen wie Motoren, Lüftungsklappen, Ventilen oder direkte
Messwerte wie Druck, relative/absolute Feuchte und
Verbrauchszählerstände.
Normen und Richtlinien
Die DIN-Norm EN 15232 Energieeffizienz von Gebäuden -
Einfluss von Gebäudeautomation und Gebäudemanagement beschreibt
die Wirkung der Gebäudeautomation auf die Energieeinsparung. Die
Wirtschaftlichkeit von Automationssystemen kommt auch bei der
Zertifizierung von Green Buildings nach DGNB oder LEED zum Tragen.
Dazu gehört ein funktional fachgerechtes Konzept, um dieses Ziel zu
erreichen. Hier setzt die VDI-Richtlinienreihe 3813
Raumautomation an, in der gewerkeübergreifend die Funktionen
der Raumautomation festgelegt sind. Damit unterstützt sie den
GA-Fachplaner durch eine geschlossene Planungssystematik und
ermöglicht es ihm, eine Beschreibung aller Raumfunktionen in
modernen Gebäuden bis hin zur höchsten Energieeffizienzklasse (A)
nach DIN EN 15232 zu erstellen.
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