Gebäudeautomation & Smart Building

Die Menschen in den Industrienationen halten sich zu 95 % ihres Lebens in Gebäuden auf. Die Qualität der Innenwelt ist deshalb für die Gesundheit und das Wohlbefinden von entscheidender Bedeutung. Drei grundlegende Anforderungen an Gebäude:

• Die Bedürfnisse der Menschen nach Wohlbefinden und Behaglichkeit müssen erfüllt sein (je nach Nutzungsart).
• Ein angemessener Schutz gegenüber dem Gefahrenpotential (für Mensch und Technik / Sachwert) muss gewährleistet sein.

Diese Anforderungen sollen bezahlbar (Investition + minimale Folgekosten) sein. => ökonomisch

Interpretation: Energieverbrauch der Schweiz ist nicht entsprechend ihrem Wohlstand. Durchschnittlicher europäischer Wert.

Die Gebäudesystemtechnik sind Systemkomponenten und Teilnehmern über einen Installationsbus. Die Intelligenz ist auf die Komponenten verteilt. Der Informationsaustausch erfolgt direkt zwischen den Teilnehmern.

1. Kosten / Nutzen

Je höher die Funktion, desto tiefer ist das Preis-/Leistungsverhältnis.

2. Integrale Vernetzung

Durch die Vernetzung steigt der Komfort um Daten an den Orten zur Verfügung zu haben, wo sie benötigt sind und erhöht die Übersicht über das System.

3. Herstellerunabhängigkeit

Vor allem bei offenen bzw. standardisierten Systemen ist man nicht auf einen Hersteller angewiesen.

4. Nutzungsflexibilität

Insbesondere beim Zweckbau entsteht durch die

GA ein hoher Investitionsschutz,

Bezeichnung für eine Ein- / Ausgabefunktion Ein Datenpunkt besteht aus allen zugehörigen Informationen wie Wert, Messbereich, Einheit.

• Nominal- und Aktualwerte (Betriebszustand)
• Rückmeldung eines Zustandes
• Betriebsart
• Zugriffspriorität
• Anzahl Schaltzyklen

• Lokalisierung Ort (Gebäude, Raum, etc.)
• Anlage (HLK, E etc.)
• Funktion
• Datenpunkttyp

• Format (Anzahl Bit)
• Codierung (Aufschlüsselung der Bits)
• Gültigkeitsbereich (z.B. –273 .... 65‘000)
• Einheit (z.B. °C)

• Prosa
• Automationsschema
• Evtl. Datenpunktliste

• Sehr exakte Beschreibung
• Wenig Interpretationsmöglichkeit
• Direkte Umsetzung oft möglich

Datenpunkte, Grundfunktionen

Anzahl Datenpunkte und Anzahl Funktionen werden dargestellt. Übersicht über die Anlage und Komplexität der Anlage

Die Funktionsliste orientiert sich stark an HLK und BACnet. Daher muss die Liste für andere Gewerke und Systeme entsprechend angepasst werden.

• Kosteneinsparung bei der Nutzung gleicher  Funktionen in mehreren Systemen
• Einsparung Beleuchtungsenergie um die 30 %
• Einsparung Heiz-/Kühlenergie um 5 – 10 %

• Abgrenzung zu den Gewerken
• Systemdesign beachten (Überlastungen)
• kein Funktionitits... (keine unnötigen Funktionen)

Moderne Gebäude sind ohne Gebäudeautomation (GA) nicht mehr denkbar. GA führt zu mehr Komfort, Sicherheit, Energieeffizienz und einfacherem Betrieb. GA ermöglicht neue Funktionalitäten und eine Vernetzung mit Nutzern, Betreibern sowie internen und externen Infrastrukturen, weshalb der Begriff Smart Building entstand.

Fähigkeit unterschiedlicher Systeme, möglichst nahtloszusammenzuarbeiten

• Automatischer Anlagenbetrieb (HLKKSE-Anlagen), Anlagen-Steuerungen einzeln und im Verbund
• Technische Alarme, Zustand v. Anlagen, Fernüberwachung der Technik
• Nutzungs- und bedarfsabhängige Raumautomation (Beleuchtung, Beschattung, Heizung, Kühlung, Lüftung etc.)
• Sicherheit: Überwachen, Alarmieren
• Energieeffizienz sicherstellen
• Leit- oder Managementebene: zentrale Daten, Befehle, Parameter-Einstellungen, Schaubilder, Datenauswertung
• Verbindungen/Kommunikation über Bus-Systeme

• Bedienfunktion
• Managementfunktion
• Prozessfunktion
• I/O-Funktionen

• Bedienen der Anlage oder Teile der Anlage
• Alarmmeldungen versenden
• Informationen darstellen und in einfacher Form ausgeben (nicht aber sammeln und aufbereiten)
• Dokumentationen für den Betrieb und Unterhalt zur Verfügung stellen
• Hilfefunktionen über das System zur Verfügung stellen

• Auswerten von Daten z.B. für die Betriebsoptimierung
• Protokollieren von Prozessinformationen, Datenwerte wie Wetterinformationen
• Projektieren von Änderungen (z.B. andere Raumaufteilung, Kostenabrechnung)
• Instandhaltung von Teilsystemen (z.B. Wechsel von Anlagenteilen planen)

• Verknüpfungen von logischen Zuständen für Steuerungen
• Regelung von Licht, Heizung etc.
• Betriebsstundenzählung
• Zeitmanagement
• Überwachen von Anlagenteile
• Störungserfassung & Weitermeldung an die Managementstation
• Handbedienung für Notbetrieb oder manuellen Eingriff

• Sensorzustände messen
• Betriebszustände erfassen und melden (übertragen)
• Verbraucher schalten bzw. ansteuern (z.B. Motoren)

• Leitebene = Managementebene (Computer)
• Automationsebene = Feldbus, DDC
• Feldebene/Anlagetechnik = Aktoren, Sensoren

Aktor: werden meist antriebstechnische Baueinheiten bezeichnet, die ein elektrisches Signal (vom Steuerungscomputer ausgegebe-ne Befehle) in mechanische Bewegungen bzw. Veränderungen physikalischer Größen wie Druck oder Temperatur umsetzen

Sensor: Ein Sensor wandelt die zu messende physikalische Größe in eine elektrische Größe um und verarbeitet diese so, dass die elektrischen Signale leicht übertragen und weiterverarbeitet werden können.

BACnet ist ein Netzwerkprotokoll für die Gebäudeautomation

ZigBee-Endgeräte (zb. Leuchten) können sich in Stern, Baum, oder vermaschten Netzwerkschema verbinden und kommunizieren.

• Hohe Effizienz und Produktivität

Arbeitsproduktivität nimmt zu wenn Behaglichkeit stimmt -> GA hat direkten Einfluss auf Produktivität

• Optimierung Bewirtschaftungsprozess

Durch verschiedene Messsysteme kann die Performance verglichen und optimiert werden

• Attraktivität über den gesamten Lebenszyklus

z.B. Roche teilweise umgebaut, trotz kompletter Umnutzung musste GA nicht umgebaut werden

-> GA so aufbauen, dass komplette Umnutzung Gebäude möglich ist, GA soll helfen komplett unterschiedliche Nutzungskonzepte zu realisieren à Flexibilität

• Die Menschen in den Industrienationen halten sich zu 95 % ihres Lebens in Gebäuden auf.
• Die Qualität der Innenwelt ist deshalb für Gesundheit und Wohlbefinden und damit für die Arbeitsproduktivität von entscheidender Bedeutung.
• Je nach Zweckbestimmung eines Gebäudes können unterschiedliche Anforderungen an die Gebäudetechnik gestellt werden.