Eine Investition in die Zukunft

Die Digitalisierung der Infrastruktur hat weitreichende Auswirkungen auf die Technische Gebäudeausrüstung (TGA): Sie wird immer umfangreicher, komplexer und vielschichtiger. Das stellt Bauherren, TGA-Fachplaner und ausführende Firmen vor neue Herausforderungen. Schon allein bei der Konzeption sind viele Aspekte zu berücksichtigen. Dazu zählen die Verfügbarkeit, die Funktionalität und die Bedienung der Systeme, aber auch Betriebsanforderungen und Möglichkeiten, eine bereits installierte TGA zu erweitern, sowie neue Gesetze, Normen und Richtlinien. 

Fehlerhäufigkeit nimmt zu

Als Folge der wachsenden Komplexität liefern viele GA-Projekte in Neubauten oder bei Modernisierungen in Bestandsgebäuden nicht die erwarteten Resultate. Das Risiko steigt, ein fehlerhaft arbeitendes GA-System im Gebäude zu haben. Zu den typischen Mängeln gehört beispielsweise, dass die Anlagen der Raumautomation für die Klimatisierung und die Belüftung zu viel Energie verbrauchen und hohe Betriebskosten verursachen. Oder die Funktionalität und der Komfort der GA-Systeme erfüllen nicht die Erwartungen der Nutzer. Da die Mängel oft erst im Gebäudebetrieb festgestellt werden, können aufwendige und unter Umständen auch kostenintensive Nachbesserungen notwendig sein.

EU-Richtlinie als zusätzlicher Treiber

Vor diesem Hintergrund ist klar, dass GA-Systeme von Beginn an gut geplant, ordnungsgemäß integriert und auch überwacht werden müssen. So entsteht ein stabiles „Nervenkostüm“ des Gebäudes, das den zuverlässigen und effizienten Betrieb ermöglicht – heute und in Zukunft. Im Kontext der Energieeffizienz ist auch zu berücksichtigen, dass zu deren Förderung immer neue Regulierungen für die Gebäudeautomation verpflichtend eingeführt werden. Aktuelles Beispiel ist die EU-Richtlinie EPBD (Energy Performance of Buildings Directive), die im Jahr 2018 in Kraft trat und wahrscheinlich noch in diesem Jahr in deutsches Recht umgesetzt wird. Die Richtlinie verlangt die europaweite Verwirklichung einheitlicher Standards zur Energieeffizienz von Gebäuden bis zum Jahr 2030. Damit werden wirtschaftlich arbeitende GA-Systeme zum zentralen Faktor für den lang­fris­tigen Werterhalt von Gebäuden und wichtigen Kriterium bei Vermietung oder Verkauf. 

Was ist beim Beauftragen zu beachten?

Es zahlt sich aus, in eine gut geplante und durchdachte Gebäude­automation angemessen zu investieren. Bauherren sichern sich so gegen Qualitätsrisiken ab und profitieren davon, weil die Betriebskosten nicht emporschnellen. Die Qualitätssicherung fängt schon mit der richtigen Beauftragung an. Hier sollten die zu erbringenden Leistungen genau benannt werden. Denn bestimmte Leistungen fallen unter die HOAI (Honorarordnung für Architekten und Ingenieure), andere Leistungen wiederum werden von dieser nicht abgedeckt. Dazu folgendes Beispiel: Die Integrationsplanung ist eine besondere Leistung, die in der HOAI nicht enthalten ist. Gerade hier aber sollten Bauherren investieren und einen Fachplaner für die Integration der GA beauftragen, um in Sachen Qualität auf der sicheren Seite zu sein.

Unterstützung durch Handlungsleitfaden

Prüforganisationen können unabhängige Orientierungshilfen für ein strukturiertes Vorgehen beim Aufbau von GA-Systemen an die Hand geben. Der TÜV Süd hat dafür den „Handlungsleitfaden Gebäudeautomation“ (www.tuvsud.com/gebaeudeautomation) entwickelt, der eine achtstufige Schritt-für-Schritt-Anleitung vorschlägt (Bild 1). Im Leitfaden werden u.a. folgende typischen Fragen beantwortet:

Technisches Monitoring findet die Fehler 

Vor allem in der ersten Nutzungszeit funktionieren viele GA-Systeme nicht wie gewünscht. Spürbar wird das in der Regel durch unerwartet hohe Energie- und Betriebskosten. Aber auch der Nutzungskomfort kann unzureichend sein, weil z.B. die Klima- und Lüftungstechnik nicht richtig funktioniert. Dann muss das Gebäudemanagement aktiv werden und sieht sich unter Umständen mit zahlreichen Noteinsätzen konfrontiert. Der Regelbetrieb wird dann zum „Handbetrieb“. Von Normalität kann hier keine Rede sein.

An dieser Stelle kommt das Technische Monitoring „TMon“ ins Spiel. Das Überwachungstool „TMon“ vergleicht die Soll-Werte mit den Ist-Werten der TGA und überwacht damit systematisch alle Funktionen und die Effizienz der GA-Systeme. Der TÜV Süd hat für diesen Zweck die sogenannte „test box“ (Bild 2) entwickelt, die Daten im GA-Netzwerk – auch über längere Zeiträume – sammelt und in einem digitalen Prüfstand auswertet. Das „TMon“ liefert alle Daten für eine Detailanalyse zum Ist-Zustand der GA-Systeme. Schwachstellen und fehlerhafte Funktionen werden angezeigt, mit dem Ziel, die Leistungen der GA-Systeme zu optimieren und auch den Wünschen der Nutzer besser anzupassen.

Digitales Prüfkonzept sichert effizienten Betrieb

Der Einsatz des digitalen Prüfkonzepts sorgt für den effizienten Anlagenbetrieb ab Inbetriebnahme der GA-Systeme. Gewünschte Funktionen und Anwendungen einzelner Anlagen oder Anlagensysteme sind bei der Planung und Errichtung in einer prüfbaren Art und Weise festzulegen. Hier unterstützt die aktualisierte VDI-Richtline 3814, die eine geeignete Methode zur Spezifikation von Anlagenfunktionen mithilfe von Zustandsgraphen vorschlägt. Digitale Funktionsbeschreibungen weiten den zunächst reinen Spezifikationsansatz zu einem digitalen Spezifikations- und Prüfkonzept aus. Der Grad der Übereinstimmung zwischen Planung und Betrieb lässt sich in der dafür eingesetzten Kenngröße „Betriebsgüte“ abbilden.

Stabiles „Nervenkostüm“ für Bürogebäude

Anhand eines Beispiels aus der Praxis soll das Vorgehen zur Optimierung von GA-Systemen aufgezeigt werden: TÜV Süd wurde von einem Finanzdienstleister beauftragt, die veraltete TGA eines Gebäudes mit über 100 Büros auf den neuesten Stand zu bringen und zukunftsfähig zu machen. Das Gebäude befindet sich an einem Standort des Kunden im Rhein-Main-Gebiet und wird zurzeit aufwendig saniert. Auf Basis dieses Pilotprojekts werden einheitliche Standards für die Zukunft von tausenden Büroräumen und den wesentlichen technischen Anlagen des Finanzdienstleisters entwickelt und definiert. Denn es ist geplant, diese Standards in anderen Gebäuden an weiteren Standorten des Kunden zugrunde zu legen und auch dort bei GA-Projekten umzusetzen.

Zurück zum Pilotprojekt, das im Juni 2019 begann: Unter Beobachtung der TÜV Süd-Experten stehen die Raumauto­mation und die Kälteanlagen des Bürogebäudes. Eine viel zu träge Raumautomation kann nicht den von den Nutzern gewünschten Komfort bieten. Auch die im Bestand existierende Lüftungstechnik arbeitet nicht richtig: Luftmengen fehlen, was zur Folge hat, dass die Luftqualität in den Büroräu­men unzureichend ist.

Ebenso unter Beobachtung stehen die drei Kältemaschinen mit ihren vier Rückkühlwerken und der Kälteverteilung. Hier entspricht das Zusammenspiel durch die zum Beispiel zu hohen Taktraten nicht den Vorstellungen des Gebäudebetreibers.

Zur Erlangung der Ziele verwenden die Experten von TÜV Süd das „TMon“. Die „test box“ sammelt alle relevanten Daten im GA-Netzwerk, die im digitalen Prüfstand bewertet werden. Die aufgezeichneten Ergebnisse werden alle zwei Wochen mit den Beteiligten abgeglichen. Aussagekräftige Detailanalysen zum Ist-Zustand der GA-Systeme sind damit möglich.

Auf Basis dieser Erkenntnisse werden zurzeit die Systeme des Bürogebäudes auf den neuesten Stand gebracht. Damit ist die Zukunftsfähigkeit der GA als stabiles „Nervenkostüm“ gesichert.