Technisches Asset Management

Hohes Anlagenalter und steigende Kosten des Betreibens

Ein großer Teil bestehender technischer Anlagen hat bundesweit ein Alter erreicht, so dass diese nach den Durchschnittswerten anerkannter Nutzungsdauertabellen komplett erneuert werden müssten. Die Analyse der Anlagenbestände bei den oben genannten Forschungspartnern zeigen aber einen ganz anderen Sachverhalt, der das in der Fachwelt bekannte Urteil bestätigt, dass viele Werte dieser Tabellen zu gering angesetzt sind. Das tatsächlich erreichte Anlagenalter und die von den Betreibern „gewünschte Lebensdauer“ sind in den untersuchten Beständen deutlich höher.

Das richtet den Blick auf eine gängige Betreiberpraxis, Anlagen oft bis an die Grenze physischer Brauchbarkeit zu nutzen – oft weil die Finanzierung von Ersatzmaßnahmen als unwirtschaftlich angesehen wird oder schlicht als nicht machbar erscheint. Dieser pragmatische Umgang mit baulichem Sachanlagevermögen wird jedoch dann problematisch, wenn sich Instandsetzungsstaus und aufgeschobene Erneuerungen soweit akkumulieren, dass sie die Größenordnung der Wiederbeschaffungswerte erreichen – mit Finanzierungsrisiken aus kaum vorhersehbaren, schwer kalkulierbaren, akkumulierten Erneuerungsmaßnahmen. Hinzu kommen, je Bestandsanlage, Investitionserfordernisse aufgrund unterschiedlicher Stufen des Veraltens – bedingt durch veränderte Nutzungsbedingungen oder technologischen Wandel.

Derartige Clusterrisiken können beherrschbar werden, wenn es dem Asset Management gelingt, das im vorhandenen Anlagenbestand angelegte „Potential der Nachhaltigkeit“ aufzudecken. Das erfordert aber eine bauteilorientierte Methodik der Bestandsanalyse und Bestandsbewertung, die umfassend für einen als „erfolgskritisch“ ausgewiesenen Anlagenbestand durchgeführt wird. Auf dieser Basis können Strategien der Erneuerung entwickelt und gezielt bauteilscharfe Erneuerungsmaßnahmen geplant und umgesetzt werden. Dafür wurde vom Autor zusammen mit dem Forschungspartner Fraport für die „Strategische Instandhaltung“ im Bereich ZIM (Zentrales Infrastruktur Management) eine Me­tho­dik entwickelt, die im Folgenden umrissen wird.

Konzentration auf „Unvorhersehbare Instandhaltung UIH“

Die Analyse jahresbezogener Kosten technischer Dienst­leis­tun­gen bei Fraport – in einem gemischten, gealterten Gebäudebestand und hohen Anteil Technischer Gebäudeausrüstung – gab Aufschluss über eine typische Verteilung der Anteile „Regelmäßiger Instandhaltung“ (RIH) und „Unvorhersehbarer Instandhaltung“ (UIH). Die Bilder 2 und 3 verdeutlichen die damit verbundenen, sehr unterschiedlichen Optimierungspotentiale:

Nicht planbare UIH-Leistungen waren bislang ein eher schicksalhaft hingenommener Aufgabenbereich. Das Auftreten von Störungen und die Erfordernis von Reparaturen galt sogar als Negativmaßstab für vorhandenen Bestand wie auch für die Leis­tungs­fähigkeit von Betreiberorganisationen. So wurde in den An­fängen der Einführung von Methoden des Gebäudemanagements oft argumentiert, dass die Reduzierung von Entstörungs- und Instandsetzungskosten durch erhöhten Wartungsaufwand möglich sei. Aktuelle Forschungen und praktische Erfahrungen belegen aber, dass dies nur in sehr begrenztem Umfang zutrifft. Vor allem können altersbedingte Kosten des Anlagenbetriebs nur durch Erneuerungsmaßnahmen verringert werden. D. h., zur Senkung von UIH-Kosten kommen fast nur Maßnahmen in Frage, die Anlageneigenschaften substantiell verändern.

Methodik der Strategischen Bauteile

Anders als in üblichen Sanie­rungs­projekten, in denen An-
lagen oft komplett ersetzt werden, wurde bei Fraport ein Ansatz entwickelt, nach dem vorrangig nur solche Bauteile getauscht oder nachgerüstet werden, durch die sich zugleich der Energieverbrauch verringert und die anlagenbezogenen Betriebsprozesse effizienter werden. Den dafür entwickelten methodischen Ansatz nennen wir „Sustainable Reengineering SRE“. In dessen Mitte steht das Konzept der „Strategischen Bauteile“.

Strategische Bauteile wurden im genannten ZukunftBAU-Projekt (www.forschungsinitiative.de) definiert und in sehr unterschiedlichen Teilen des Gebäudebestandes der Forschungspartner untersucht. Das sind Bauteile, die durch hohen Aufwand für Inspektionen, Wartung, Entstörungen, Instandsetzungen und darüber hinaus durch den Verbrauch von Hilfsenergie insgesamt ca. 80 % der anlagenbezogenen Folgekosten verursachen. Die Erneuerungskosten für so identifizierte Bauteile entsprechen häufig aber nur ca. 20 % des Wiederbeschaffungswertes einer Anlage. Da in den ersten Jahr­zehnten des Betreibens technische Anlagen – anders als Bau­konstruktionen – die mit Abstand wichtigsten Verursacher von Folgekosten sind, fanden sich hier in unserer Forschungs- und Entwicklungsarbeit die meisten Strategischen Bauteile. Werden nun solche Bestandteile zum Gegenstand von Optimierungen – durch Tausch gebrauchsunfähiger oder ineffizienter, veralteter Teile, oder durch Nachrüstung innovativer Komponenten im Zuge partieller Modernisierung – eröffnet sich eine Doppelstrategie: (1) Verringern laufender Betriebskosten und (2) Verlängern von Anlagenlebensdauern in Verbindung mit Werterhalt und entfallendem Kapitaleinsatz für Ersatzinvestitionen. Beide Einzelaspekte sind nichts Neues, wurden aber im bislang eher reaktiven Anlagenmanagement nicht kombiniert. Im Technischen Asset Management wird sich dagegen der Stellenwert dieser Verknüpfung zukünftig erhöhen. Gefragt sind daher proaktive Aktionen, in denen Einsparungen und Ersatzinvestitionen integriert werden.

Nicht-strategische Bauteile

Zu der dafür erforderlichen methodischen Grundlage gehört eine Ergänzung der bauteilorientierten Bestandsanalyse: die Feststellung, welche Bauteile als „Nicht-strategische Bauteile“ identifizierbar sind. Anders als Strategische Bauteile bewirken sie definitionsgemäß nur verhältnismäßig geringe Folgekosten. Beispiele sind Kanalnetze, Rohrleitungen, Kabel, mechanische Bauteile von Lüftungszentralen. Für sie gilt, dass sie entlang ihrer normalen Nutzungsdauer keine/wenig Wartung benötigen, kaum Störungen oder Instandsetzungen verursachen und keine Hilfsenergie benötigen. Diese Negativbestimmung ist aber weitgehend gepaart mit einem positiven Unterscheidungsmerkmal: der relativen Langlebigkeit. In grober Annäherung beträgt die Lebensdauerspanne innerhalb der Gebäudetechnik bei Strategischen Bauteilen 5 bis 25 Jahre und die von Nicht-strategischen Bauteilen etwa 20 bis 50 Jahre. Das ist nun der Ausgangspunkt zur Verlängerung von Anlagenlebensdauern. Die beschriebene Strategie bauteilorientierter Erneuerung lässt sich also auf fol­gende Formel bringen:

Wenn es gelingt, vorrangig Strategische Bauteile einer technischen Anlage zu erneuern – bei ausreichender Restlebensdauer der langlebigen Nicht-strategischen Bauteile – z.B. weitere 10 bis 20 Jahre –, verlängert sich die wahrscheinliche Gesamtlebensdauer dieser Anlage um diesen Wert. In dieser restlichen Nutzungszeit verringern sich zudem laufende Betriebskosten durch Effizienzverbesserungen bei den erneuerten Strategischen Bauteilen.

Nach unseren Erfahrungen beim Reengineering von RLT-Anlagen und Aufzügen ermög­licht diese Optimierungsstrategie in vielen Fällen durch gering investive Maßnahmen mit max. 20 % Werterneuerung – bezogen auf das gesamte technische Anlagevermögen des optimierten Anlagenbestandes – jährliche Energieeinsparungen zwischen 20 und 70 % sowie zusätzlich eine signifikante Verringerung der UIH. Hinzu kommen qualitative Verbesserungen der Anlagenleistungen für Nutzer (Komfort, Hygiene, Zuverlässigkeit).

Bild 4 veranschaulicht ein Beispiel bei Fraport, in dem das Optimierungspotential von 25 Jahre alten RLT-Anlagen eines bestehenden ehemaligen Rechenzentrums untersucht wurde. Es wird zurzeit als Büro um­ge­nutzt. Durch Nachrüstung von Frequenzumformern (FU) kann der bisher konstante Volumenstrom bedarfsabhängig der jeweiligen neuen Büronutzung angepasst und dadurch bis auf 30 % reduziert werden. Der Tausch veralteter Ventilatoren ermöglicht Effizienzgewinne (geringerer Stromverbrauch, z. B. durch EC-Motoren). Durch den Einbau von Wärmerückgewinnungsanlagen (WRG) kann der Verbrauch von Wärmeenergie verringert werden. Die Amortisation dieser Maßnahmen liegt bei wenigen Jahren. Die geschätzte Restlebensdauer von unverändertem Kanalnetz und anderen mechanischen Bauteilen der Lüftungsgeräte beträgt 10 bis 15 Jahre. Die nach Durchführung dieser Maßnahmen erwartbare Gesamtlebensdauer der RLT-Anlagen erhöht sich somit auf ca. 35 bis 40 Jahre.

Allerdings hat dieses Beispiel einen Haken: Die rechnerisch größte Einsparung bringen die verringerten Volumenströme durch FU in Verbindung mit Steuerungs- und Regelungsfunk­tio­nen der Gebäudeautomation. Die bestehende GA-Anlage ist aber genauso alt wie die RLT-Anlagen (25 Jahre !) und somit völlig veraltet.

Sie kann für den Einsatz von FU-Funktionen nicht mehr angepasst werden und hat zudem durch Sonderanfertigungen von Ersatzteilen hohe Instandsetzungskosten. Dieser Sachverhalt ist keine Seltenheit und bedarf einer grundsätzlichen Betrachtung, denn es geht um nicht weniger als das Verhältnis von „Altern und Veralten“, das wesentlich zum methodischen Lebenszyklusansatz gehört.

Altern und Veralten –

Zeitlicher Konflikt zwischen

Instandsetzungsstau und Innovationsstau

Das Altern und Veralten wird von Bauherren sowie von Betreibern selten im zeitlichen Zusammenhang gesehen. So werden altersabhängig steigende Kosten des Betreibens nicht mit den im Zeitverlauf entstehenden Einsparmöglichkeiten „synchronisiert“ durch aktuell einsetzbare innovative Produkte. Ein dafür typischer und zudem strategisch folgenreicher Fall ist das Veralten von Anlagen der Gebäudeautomation (GA). Ein großer Teil der heute betriebenen GA-Anlagen ist älter als zehn Jahre – und damit veraltet – mit ähnlichen Folgen wie bei Computern. Sie funktionieren, aber mit Bauteilen, für die nur noch erschwert Ersatzteile lieferbar sind und für deren Software es keine Updates mehr gibt. In den vernetzten Betriebsprozessen der Gebäudetechnik entstehen zudem weitere Funktionsmängel, da die „Performance“ veralteter Systeme nicht mehr zeitgemäß ist. Ein dafür aufschlussreiches Extrembeispiel sind GA-Anlagen mit Produkten pneumatischer Technologie, die nicht mehr hergestellt werden und nicht mehr lieferbar sind. Sie können zudem nur durch Druckluftanlagen betrieben werden, die bei Bürogebäuden oft ausschließlich für pneumatische GA-Anlagen errichtet wurden. Solche Anlagensysteme können zwar auch heute noch zuverlässig funktionieren – aber mit gravierenden Mängeln im Betrieb: hoher Aufwand durch Instandhaltung veralteter pneumatischer Funktionsketten und keine Anpassungsmöglichkeiten der GA zur Prozessoptimierung der RLT-Anlagen (jedes Jahr fallen unnötige Energiekosten durch ineffizienten Betrieb an). Dazu müssen Ventilatoren getauscht und Frequenzumformer nachgerüstet werden, um eine bedarfsbezogene Regelung der Raumkonditionierung zu ermöglichen. Die veraltete notwendige Automationstechnik ist dafür aber nicht mehr geeignet. Das beschriebene Problem des extremen Kostenanstiegs im Betrieb der GA wird noch verschärft, weil auch die personellen Kompetenzen – z. B. Fähigkeiten zur Programmierung der veralteten GA-Software – in voraussehbar kurzen Zeithorizonten nicht mehr verfügbar sein werden.

Dieser Extremfall steht für ein allgemeingültiges, viel zu wenig beachtetes Zeitproblem – das Auseinanderdriften von Lebens­dauerzyklen. Da GA-Anlagen meistens zeitgleich in Neu­bau­projekten zusammen mit allen anderen Ausrüstungen der Gebäudetechnik geplant und errichtet werden, überlagern sich sehr unterschiedliche Lebensdauerzyklen – mit entsprechend unterschiedlichen Nutzungsdauern und Erneuerungen. Betrachten wir dazu die Zyklusketten von RLT-Anlagen mit den Lebenszyklen zugehöriger zentraler Automationstechnik und gleichem Baujahr. Im zeitlichen Verlauf driften Ersatzzyklen im integrierten Betrieb von Lüftungstechnik und Gebäudeautomation auseinander.

Ersatzzyklen in RLT-Anlagen und Ersatzzyklen der Gebäude­automation überlagern sich in ungleichen Rhythmen (Bild 5).

Das ist so lange unproblematisch, wie die Integration beider Anlagen­welten funk­tio­niert und sich Störungen sowie Kosten des Betreibens in beiden Technologien – RLT und GA – im Normalverlauf der je technologie­typischen „Badewannenkurve“ bewegen. Die Überlagerung wird dann problematisch, wenn Ersatzzyklen aufgrund mangelnder Finanzmittel gestreckt werden – und dadurch die Kosten des Betreibens in den kritischen Endverlauf der „Badewannenkurve“ driften.

Konsequenzen der Nicht-Erneuerung – Kosten als „versäumte Einsparungen“

Der Zeitkonflikt der Nicht-Erneuerung beinhaltet zugleich einen Instandsetzungs- sowie einen Innovationsstau und ist auch in wirtschaftlicher Hinsicht ein zweifacher Konflikt:

In der alltäglichen Betriebspraxis sind aber diese Seiten des Zeitkonfliktes kaum sichtbar. Der Hauptgrund ist das tradierte Betriebsmuster. Fehlende bauteilscharfe Betriebsdaten – und der dadurch nicht mögliche systematische Abgleich mit innovativen Produktangeboten – verhindern zeitgerechte Erneuerungen. Die Folge sind überhöhte – aber leider unbekannte – Lebenszykluskos­ten! Eigene grobe Ermittlungen ergaben für bestehende, nicht modernisierte Raumlufttechni­sche Anlagen eine Größenordnung der jährlichen „Kosten durch ver­säumte Einsparungen“ von 10 bis 20 % des Wiederbeschaf­fungs­wertes.

Was ist der richtige Zeitpunkt für Erneuerungen?

Die Beantwortung dieser Schlüs­sel­frage des Sustainable Reengineering (SRE) bedarf je Anlage bzw. je Bauteil sogfältiger Da­ten­erhebungen, Analysen und Be­wertungen:

Dazu werden leistungsfähige IT-Systeme benötigt, die heute in modernen Betreiberor­ganisationen als CAFM oder als spezialisierte Instandhaltungssoftware (z. B. SAP PM bei Fraport) vorhanden sind. Das ist keinesfalls selbstverständlich und für sich betrachtet eine organisatorische Errungenschaft ­ ­– gleichwohl aber nicht hinreichend. Unsere Teams haben in Reengineering-Projekten immer wieder die Erfahrung gemacht, dass die seit vielen Jahren bewährte Software zur Erfassung von Störungen, und Leistungen der Instandhaltung bestenfalls anlagenbezogene Auswertungen ermöglichen.

Es fehlten Eingabemöglichkeiten nach Bauteilnummern. Demzufolge waren bauteilbezogene Auswertungsmöglichkeiten nicht durchführbar. Tatsächlich können aber nur mit dieser Datenbasis Funktionsstörungen und Mängel in Ursache-/Wirkung-Zusammenhängen erkannt und behoben werden. Folglich mussten parallel zu laufenden SRE-Projekten Softwareprojekte initiiert werden zur Vertiefung der Objekterfassung mit bauteilbezogenen Softwarefunktionen.

Bauherrnrolle und Betreiberrolle – Überwindung der alten „Schnitt-Stelle“

Die Ursache solcher Kosten des Versäumens ist aber selten kein Verschulden auf der Be­treiberseite. Der Grund ist vielmehr ein Strukturproblem in der üblichen Organisation von Dienstleistungen – und hat seine Wurzeln in einem nicht mehr zeitgerechten Branchenmuster.

Das seit langem im gesamten Facility Management geltende Ideal eines störungsfreien und sicheren Betriebs ist vor dem Hin­ter­grund des sich neu etablie­renden Leitbildes der Nachhaltigkeit unzureichend. Die aktuelle Kritik an der Einseitigkeit traditioneller Betreiberverantwortung zielt deswegen auf eine Erweiterung der Bestandsverantwortung mit Einbeziehung der Bauherren:

Eine solche Verzahnung der Verantwortungen rund um die Immobilie beinhaltet auch eine Neuausrichtung im Objektmanagement – als ein integrales Management (Bild 6).

Literatur