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Digitalisierung in der Gebäudeautomation

Warum Gebäudeautomation wichtig ist

| Autor/ Redakteur: Sebastian Palmer* / Dipl. -Ing. Ines Stotz

Die Gebäudeautomation bekommt noch nicht die Aufmerksamkeit, die sie verdient und vor allem braucht, damit neben der Errichtung des Bauwerks insbesondere dessen Betrieb reibungslos abläuft. Doch wie wird das Gebäude smart?

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Von den Lebenszykluskosten eines Gebäudes entfallen rund 30 % auf die Errichtung und etwa 70 % auf den Betrieb. In der Digitalisierung des Gebäudes besteht also dringender Handlungsbedarf.
Von den Lebenszykluskosten eines Gebäudes entfallen rund 30 % auf die Errichtung und etwa 70 % auf den Betrieb. In der Digitalisierung des Gebäudes besteht also dringender Handlungsbedarf.
(Bild: Lassedesignen@shutterstock)

Aufgrund von Kostendruck und knappen Budgets wird oft lediglich in das Nötigste an Gebäudeautomation in einer Immobilie investiert. Hauptsache es ist stets entsprechend warm oder kalt. Diese Situation führt allerdings dazu, dass das Betriebspersonal wegen fehlender Informationen, Softwarewerkzeuge, Betreiberkonzepte und Transparenz keine Möglichkeit hat, die Immobilie auf Basis der Gebäudeautomation ständig zu optimieren.

Warum kommt die Gebäudeautomation also an der Digitalisierung nicht vorbei? In diesem Zusammenhang sei der Hinweis erlaubt, dass die Gebäudeautomation schon in das digitale Zeitalter eingetreten ist, lange bevor es das Wort „Internet of Things“ (IoT) gab. Denn nach der Entwicklung von Analogreglern haben sämtliche Hersteller in den 1980er Jahren auf die digitale Regelungstechnik umgestellt.

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Heute bezieht sich der Begriff „Digitalisierung“ jedoch auf einen deutlich größeren Bereich als nur die Regler. Smarte Gebäude bestehen nämlich aus mehr als einer smarten Gebäudeautomation. Darüber hinaus müssen alle Gewerke und Prozesse im und um das Gebäude auf ihre Effizienz überprüft und dahingehend hinterfragt werden, inwiefern eine Vernetzung den Betrieb verbessern kann.

Schneller Überblick zu den Informationen

Das Wort „smart“ entstammt der englischen Sprache und bedeutet übersetzt „intelligent“, „gewitzt“ oder „schlau“. Statt den Laptop aus der Tasche zu holen, um den Anlagenbetrieb zu bewerten, könnte es doch smart sein, sich über ein mobiles Dashboard einen schnellen Überblick darüber zu verschaffen, ob das Gebäude aktuell im richtigen Betriebszustand ist. Der tiefere Zugang zu den relevanten Informationen darf allerdings lediglich „einen Klick“ entfernt sein.

Die Daten, die zur ganzheitlichen Bewertung des Gebäudebetriebs notwendig sind, können durchaus einen großen Umfang haben. Dazu müssen die technischen „Dinge“ im Gebäude erst einmal an das „Internet der Gebäudeautomation“ angebunden werden. Sind beispielsweise die erweiterten Informationen eines Deckenkühlgeräts hinsichtlich Temperaturen, Stromaufnahme oder Laufzeiten gefragt, reicht ein einfacher potentialfreier Störmeldekontakt nicht mehr aus. Und nochmal: Es geht hier nicht darum ein Datengrab zu schaffen, sondern den Betrieb des Gebäudes zu optimieren.

Integraler Ansatz in der frühen Planungsphase notwendig

An dieser Stelle soll dazu der Begriff „Betrieb“ definiert werden. Je nach Gebäudetyp und Nutzer kann er „Dinge“ umfassen, die nicht klassischerweise in der TGA (Technische Gebäudeausrüstung) verortet sind, den Betreiber in Bezug auf die Wartung und Störungen aber interessieren. Als Beispiele seien der Aufzug, die Küchentechnik, Getränkeautomaten oder Kaffeemaschinen genannt. In der Regel werden für diese „Dinge“ erst dann Aktionen durchgeführt, wenn bereits ein Fehler aufgetreten ist und sie nicht mehr funktionieren. Oder der Wartungszeitpunkt ist so gewählt, dass es aufgrund der Frequentierung des Gebäudes zu erheblichen Behinderungen kommt. Je nach Umfang der Zuständigkeit des Betreibers kann es folglich sinnvoll sein, die jeweiligen gewerkespezifischen Informationen über eine Plattform in die Gebäudeautomation zu integrieren.

Diese Strategie hat zur Konsequenz, dass bereits in einer frühen Phase der Planung ein integralerer Ansatz umgesetzt werden muss, als dies heute zum Teil der Fall ist. Derzeit stellt es eher die Ausnahme dar, wenn sich der Planer der Gebäudeautomation mit dem Lieferanten der Kaffeemaschinen oder des Rasenmähroboters zusammensetzt. Zudem haben Unternehmen, deren Kerngeschäft nicht die Gebäudeautomation ist – zum Beispiel die klassischen HKL-Gewerke – schon jetzt Schwierigkeiten, das Thema Gebäudevernetzung zu durchdringen. Einen ersten Lösungsansatz zeigt übrigens die VDE 3814 Teil 6 auf, die sich mit der Qualifizierung von Personal in der Gebäudeautomation beschäftigt. Denn ebenso wie der Spezialist der Gebäudeautomation, der über alle Gewerke, die er anbindet und integriert, Bescheid wissen sollte, ist es wünschenswert, dass jeder Spezialist bezogen auf sein Gewerk über ein Grundwissen der Gebäudeautomation verfügt.

Grenzenlose Einbindung aller Gewerke ermöglichen

Neben der menschlichen Komponente in Form von Wissen müssen auch das technische Element – also die Gebäudeautomation – und die Planung als organisatorischer Baustein eine nahtlose Vernetzung unterstützen. Das geht nur, indem die technische Komponente aus den klassischen Strukturen ausbricht und neu gedacht wird. Es darf hier keine durch die Feld-, Automations- und Managementebene gesetzten Grenzen mehr geben. Als Betriebssystem der Immobilie muss die Gebäudeautomationslösung aus einem Guss sein und eine grenzenlose Einbindung sämtlicher Gewerke ermöglichen – und das über die Errichtung hinaus. Es ist somit eine Update-Fähigkeit des Gebäudes während seines gesamten Lebenszyklus erforderlich, um neue Funktionen oder „Dinge“ zu integrieren.

Zu diesem Zweck muss eine Strategie erarbeitet werden, die eine einfache, effiziente und nachhaltige Einbindung von im und um das Gebäude befindlichen „Dingen“ über Protokolle und Bussysteme erlaubt. Das lässt sich realisieren, wenn alle Protokolle im Gebäudeautomations- oder -betriebssystem als Treiberbibliothek zur Verfügung gestellt und über eine Datennormalisierung in ein einheitliches Format gebracht werden.

Das System muss offen für Nach- und Weiterentwicklungen sein und den aktuellen Anforderungen an die IT-Sicherheit genügen. Denn in einem hochvernetzten Umfeld wird der Sicherheitsaspekt immer wichtiger. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Gebäude „im Internet stehen“. Und selbst wenn separierte Netze für die Gebäudeautomation vorhanden sind – was übrigens die Servicemöglichkeiten über Cloud-Dienste einschränkt -, ist zu bedenken, dass jeder Techniker, der seinen Laptop vor Ort an das Netz der Gebäudeautomation anschließt, eine potenzielle Gefahr darstellt. Der Rechner könnte ja durch Viren verseucht sein. Folglich gehört zu jedem guten Gebäudeautomations- ebenfalls ein IT-Sicherheitskonzept. Oder besser: Die Gebäudeautomation umfasst bereits die notwendigen Sicherheits-Features, beispielsweise eine zertifikatsbasierte Kommunikation.

Gebäude- und nutzerspezifische Konzepte realisieren

Wie schon erwähnt, ist bei der Planung von digitalen, smarten Gebäuden nicht nur der GA-Planer gefragt. Vielmehr müssen sämtliche Gewerke mit ihrem spezifischen Know-how gemeinsam ein smartes Konzept entwickeln. Hier gilt: Wenn sich die Menschen vorher nicht austauschen, werden auch die „Dinge“ eines Gebäudes nicht miteinander kommunizieren. Der planenden Zunft soll an dieser Stelle nicht zu nahegetreten werden, doch die Fachleute werden zustimmen, dass die Planung der einzelnen Gewerke häufig auf Standardlösungen beruht. So lässt sich das Projekt einfach und schnell erledigen und erwirtschaftet zudem das meiste Geld. Allerdings gleicht nicht jedes Gebäude und insbesondere dessen Nutzung dem anderen, sodass sein effizienter Betrieb lediglich mit einem gebäude- und nutzerspezifischen GA-Konzept realisiert werden kann. Deshalb kommt die Gebäudeautomation nicht an der Digitalisierung vorbei, weil die Digitalisierung und damit die sinnvolle Vernetzung der „Dinge“ im Gebäude eine echte Chance bietet, nicht dessen Errichtung sondern endlich seinen Betrieb in den richtigen Fokus zu rücken.

* Dipl.-Ing. (FH) Sebastian Palmer, Industriemanagement Energieeffizienz & Gebäudetechnik, Phoenix Contact Deutschland, Blomberg

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