Gebäudeautomation & Smart Building

• Schnittstelle Smart City und FM
• Verschiedene Infrastrukturen, Energieversorgungssysteme, Kommunikation, Informationsnetzwerk, Services (Abfallentsorgungen etc. ) für all diese Ebenen braucht man Infrastrukturen und diese haben verschiedene Lebenszyklen, hier ist das FM relevant
• Smart Cities haben oft auch Technologie mit Smartness
• Systeme mit kurzen Lebensdauer können Städte nicht selbst zahlen, brauchen sie Investoren.

Allgemein Gesundheitswesen:

• Kosten nehmen zu
• Ältere Menschen haben die höchsten Gesundheitskosten
• Gesamtbevölkerung nimmt zu
• Menschen werden immer älter
• Multimorbidität à verschiedene Krankheiten miteinander
• In Zukunft werden weniger Menschen in die KK einzahlen
• Bedarf an Pflegepersonal nimmt zu
• Bewohner / Patienten haben andere Bedürfnisse (offen gegenüber neuen Technologien & alltags Hilfen)
• Es gibt neue Wohnformen im Alter (mit Services, …)

Auswirkungen Paradigmenwechsel im FM

• Altersgerechtes Bauen (mehr pbFM)
• Alte Gebäude umbauen
• WIFI
• Platz sparen, Wohngemeinschaften
• Schulungen / Workshops für ältere Menschen
• Mehr Personal im FM (mehr TGM, da RG durch Roboter)
• FM als Service (Zimmerreinigung)auch im Privathaushalt  

• Häuser werden immer «intelligenter»: Von Smart Home und AAL zu AmI
•       AAL = Ambient Assisted Living à z. dt. Umgebungsunterstütztes Wohnen // AmI = Ambient Intelligence
• Wohnen und Leben erfolgt immer «integrierter»: Plattformökonomie & integrierte Services
• Kunden werden immer «individualisierter»: Konzeptionieren & Flexibilisierung der Nachfrage

• Man muss darauf achten, wie die Geräte miteinander Kommunizierten. (Sie müssen dieselbe Sprache sprechen)
• Idealerweise von Anfang an mitplanen, auch wenn es noch nicht genützt wird

Def.: Leben in einer durch ‘intelligente’ Technik unterstützten, assistierenden Umgebung, die sensibel und anpassungsfähig auf die Anwesenheit von Menschen und Objekten reagiert und dabei dem Assistenzbedürftigen und/oder dem Assistenzgebenden vielfältige Dienste leistet und Informationen bietet

• Kontextsensivität:                        - möglichst viele Informationen der Umgebung werden aufgenommen
• Personifziert:                                 - System ist auf individuelle Bedürfnisse abgestimmt (tailor made)
• Antizipierend:                               - es kennt die individuellen Bedürfnisse, weil es lernt (“vorausschauend”)
• adaptiv:                                          - passen sich fortwährend an
• ubiquitär:                                       - in unserem Alltag überall integriert

nicht spür/sichtbar:                            - nicht sichtbar, nicht störend, nicht stigmatisierend

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.

• Nr.1 Arealmessung: man hat gemessen was in Gebäude reinkommt (7 Messstellen)
• Nr. 2: Jede Etage separat messen (Wäre man auf 750 Messstellen gekommen)
• Nr. 3 (gewähltes Konzept): Misst Grossverbraucher Lifte, Gastro separat ansonsten bei 2 Referenzgeschossen detailliert gemessen und beide Etagen optimiert -> anhand optimierter Parameter appliziert man Parameter auf andere Geschosse

• Hier stehen die individuellen Bedürfnisse nach Komfort, Ergonomie, Physiologie und Psychologie der wechselnden Benutzer im Mittelpunkt, Bsp.: Einzel- oder Gruppenbüros, Parzelle eines Grossraumes, Hotelzimmer, Wohnraum, etc.

Hier stehen die Bedürfnisse der „Durchschnittsbenutzer“ für Behaglichkeit, Kommunikation, organisatorische Effizienz, etc. als Massstab, Bsp.: Korridor, Treppenhaus, Restaurant, Bibliothek

• Hier entstehen spezifische Aufgaben, Handlungen, Prozesse als Massstab

Bsp.: technische Räume, Lager, Parkhausebene

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