Upgrade auf moderne Technologie

Die Basis für jede Form von Ener­gie­management bildet die Erfassung von Verbrauchswer­ten. Hierzu muss eine geeignete Zählerinfrastruktur vorhanden sein bzw. geschaffen werden. Diese Zählerinfrastruktur bedarf einer sorgfältigen Planung, die sich daran orientieren muss, welcher Detaillierungsgrad für eine spätere Auswertung und Optimierung benötigt wird. Nur was ge­messen wird, kann später zur Auswertung und Optimierung genutzt werden. Die erfassten Informationen sollen nicht nur zur Auswertung genutzt werden, sondern auch, um den Energieverbrauch gezielt zu reduzieren. Der Optimierungsansatz erfordert Eingriffsmöglichkeiten in den Prozess. Dies können im ersten An­satz Übersteuerungen auf Zeit­programmebene bzw. Sollwert­anpassungen sein. Steuer und Regelparameter sind weitere Größen, die beinflusst werden können.

Die Gesetzgebung hat dies erkannt und entsprechende Rahmen­bedingungen mit der neuen EnEV, der EEG-Umlage, dem Spitzenlastausgleich etc. geschaffen. Auch die energetische Be­wertung eines Gebäudes ist gesetzlich vorgeschriebenen. Die Herausforderungen stecken – wie so oft – im Detail und in den entstehenden Kosten. Die Ausgaben amor­tisieren sich aber schnell, wenn man bedenkt, dass 2 % der Investitionskosten für Gebäudeautomation über 25 % der Lebens­zykluskosten beeinflussen.

Integration von bestehenden Anlagenteilen

Um die Kosten bei einer Umrüstung eines Bestandsgebäudes zu minimieren und die Investition möglichst schnell zu amortisieren, müssen Bestandsanlagen erweitert und in das Energiemanagementsystem eingebunden werden. Ein effektives Mittel zur Modernisierung ist die Integration von bestehenden Anlagenteilen mit einer Erweiterung von Messstellen für den Energieverbrauch.

Bei der Integration sollten jedoch nicht nur die HLK-Anlagen berücksichtigt werden, sondern alle Gewerke. Dabei kann sich die Integration von Beleuchtungs- und Sicherheitstechnik als besonders nützlich erweisen, da die einzelnen Komponenten oft nur unzureichend energetisch aufeinander abgestimmt sind.

Typische „Problemszenarien“ sind:

Zielsetzung gewerkeübergreifendes Betriebssystem

Die meisten modernen technischen Systeme in Gebäuden sind mit Kommunikationsschnittstellen ausgerüstet. Allerdings gibt es in der Gebäudeautomation eine Vielzahl von Kommunikations­proto­kollen wie BACnet, OPC, Lon, Modbus, M-Bus etc., die paral­lel zueinander weiterentwickelt werden. Zudem unterstützen unterschiedliche Hersteller unterschiedliche Protokolle. Die Komplexität der zu übertragenden Daten hat ebenfalls Einfluss auf das gewählte Übertragungsprotokoll. Der Idealzustand eines homogenen Bussystems über alle Gewerke hinweg kann bisher nur unter ungerechtfertigt hohen Aufwendungen realisiert werden.

Die Anforderungen an die Kommunikation zwischen Gewerken in einem Gebäude leiten sich aus den angestrebten Zielen und Funktionen der Gebäudetechnik ab:

Die Gebäudeautomation schließt alle installierten Gewerke ein – und auch die Optimierung umfasst alle Gewerke. Ein wesent­licher Bestandteil einer funktionierenden Gebäudeautomation ist die Kommunikation. Eine Integration via Gateway-Lösungen ist aber komplex und kostenintensiv.

Eine bereits heute verfügbare Lösung sind Integrationsknoten wie z. B. der „Hawk“ von CentraLine. Diese Integrationsplattform verfügt über einen integrierten Webserver und ist nicht an einen PC gebunden. Damit fallen keine komplizierten Betriebssystem­um­rüstungen und Updates an. Aufgrund der webbasierten Lösung können Anlagenverantwortliche jederzeit und von überall mit Standardbrowsern über den Integrationsknoten „Hawk“ oder auch über die Leitzentrale „Arena AX“ auf die angeschlossenen Subsysteme zugreifen. So überzeugt die Plattform mit niedrigen Betriebs- sowie Instandhaltungskosten und hervorragender zeitlicher und räumlicher Verfügbarkeit. Gleichzeitig kann sie problemlos mit PC-basierten IT-Systemen und Datenbanken, wie SAP, Oracle oder den Microsof- SQL-Server, kommunizieren.

Geräte wie diese unterstützen die nötigen Hardware-Schnittstellen und die entsprechende Software, um die einzelnen Protokolle zu integrieren. Dies ist der erste Schritt, um die Gewerke zusammenzuführen, Informationen, wie z. B. Lastanforderungen, auszutauschen oder gemeinsame Zeitprogramme zu nutzen. Messdaten und Alarme laufen ebenfalls in einem System auf und somit kann ein gewerkeübergreifendes Bediensystem umgesetzt werden. Damit gibt es nur eine Hardwareplattform für alle Protokolle. Außerdem wird der Dienstleistungsaufwand durch die Verwendung nur eines Projektierungswerkzeugs gesenkt, wie sich insgesamt die Komplexität verringert bei gleichzeitiger Erhöhung der Transparenz.

Grundsätzlich ist zu empfehlen, offene Kommunikationsstandards für die Integration zu nutzen, d.h. Protokolle wie BACnet, LON, M-Bus und Modbus. Funklösungen bieten interes­sante Alternativen zu hohen Verkabelungskosten, eine Aufschal­tung funkbasierter Zähler ist über M-Bus-Funkempfänger ebenfalls möglich. Proprietäre Protokolle können zwar auch umgesetzt werden, bergen aller­dings mehr Risiken in Sachen Langlebigkeit der Integrationslösung, da jeder Hersteller Herr über den eigenen Kommunikationsstandard ist.

Kommunikation als Optimierungsbasis

Die Funktion eines Integrations­kno­tens beschränkt sich aber nicht nur auf das reine Überset­zen von Informationen, sondern deckt weit mehr ab. Die ein­zel­nen Ge­werke müssen in der La­ge sein, In­formationen unter­ein­an­der auszutauschen. Da­zu gehören:

Für das optimale Zusammenspiel ist möglichst eine gemeinsame Sprache anzustreben. Für bestimmte Gewerke ist aber weiterhin eine Integration ande­rer Bussysteme erforderlich. Lang­fristiges Ziel ist sicherlich BACnet.

Eine Vielzahl der klassischen Funktionen von Bedienzentralen wird hiermit abgedeckt. Das er­möglicht einen Schritt-für-Schritt-Ansatz bei der Umset­zung von Integrationsprojekten. Nach der Integration der einzelnen Gewerke in ein Gesamtsystem steht man von der Herausforde­rung einer „gemeinsamen Bedienphi­losophie“. Betrachtet man Ins­tal­lationen mit einem hohen Grad an Integration, stellt man oft fest, dass die Bedienung sehr kom­plex ist und mitunter für die einzelnen Gewerke voneinander abweicht. Der Gebäudebetreiber bzw. Servicetechniker muss je­doch ebenfalls „integriert“ wer­den. Auch wenn man von Ener­giemanagement-Systemen spricht, erfolgen Op­ti­mie­rungs­maß­nahmen nicht vollautomatisch, sondern werden vom Betreiber auf Basis von Informationen aus dem Energiemanagementsystem angestoßen.

Das Energiemanagementsys­tem muss den Prozess ständig überwachen und den Betreiber entsprechend automatisch informieren (Report). Anomalitäten erkennt das System idealerweise automatisch, außerdem sollten Stellmöglichkeiten vorhanden sein, um den Prozess beeinflussen zu können. Energetische Schlüs­sel­indikatoren werden zur Normierung der Prozess­in­for­ma­tionen genutzt. Sie ver­ein­fachen die Lesbar- und Ver­gleich­barkeit der ermittelten Größen. Der Ener­gie­ver­brauch, nor­miert auf die Nutzfläche, ist beispielsweise ein typischer KPI, aber auch Größen mit betriebs­wirtschaftlichem Bezug werden immer beliebter, also der Ener­gie­ver­brauch bezogen auf die produzierte Einheit.

Umgesetzte Projekte zeigen, dass die Nachrüstung eines Energiemanagement-Systems mit Integrationsansatz nicht nur die Energiekosten positiv be­einflusst hat. Über die neuen Schnittstellen (webbasierter In­te­grationsknoten) können Ser­vice-Aufgaben effizienter und kostengünstiger wahrgenommen werden:

Errichtung und Betrieb eines Energiemanagement-Sys­tems sind ein mehrstufiger und langfristiger Prozess, bei dem es auf die technischen Komponenten und wesentlich auch auf das Know-how und das Vertrauen zwischen Be­treiber und technischem Partner ankommt.

Vergleichbare Liegenschaften durch Energiemanagement

Auf dem Markt eingeführte Energiemanagementsysteme wie „Energy Management Essentials“ von CentraLine helfen bei der Erfassung, Archivierung, Auswertung und Visualisierung von Energiedaten eines Gebäudes und können so erheblich dazu beitragen, Energiekosten einzusparen. Die webbasierte Software hilft dabei, Energievergeudung zu erkennen, das eigene energetische Modell zu optimieren, Gebäude und Liegenschaften vergleichbar zu machen, die besten Energieverträge auszuwählen und das Bewusstsein über die Energienutzung und den Energieverbrauch zu schärfen. Dafür werden in regelmäßigen Abständen Daten unterschiedlichster Verbraucher sowie Datenquellen erfasst und umfassende Berichte über die Energieleistung eines Gebäudes erstellt. So wird erkennbar, wie viel Energie wo verbraucht wird. Verbrauchswerte können zudem in Kosten umgerechnet werden.

Nutzerspezifischer Zugriff per mobilen Endgeräten

Smartphones und Tablets können auch beim Zugriff auf Komponenten der Gebäudetechnik wie HLK-Anlagen, Beleuchtungstechnik oder Energiemanagementsysteme assistieren, sofern sie mit der Integrationsplattform „Hawk“ beziehungsweise der Leitzentrale „Arena AX“ ausgestattet sind. Dies geschieht per WebApps. Diese mobilen Webseiten werden von den CentraLine-Partnern je nach Bedarf des Nutzers konfiguriert, so dass jeder nur das zu sehen bekommt, was er will und braucht. Für jede Nutzergruppe ist eine optimale Bedienfreundlichkeit auf allen Endgeräten gewährleistet. Der Zugriff auf Alarme, Zeitprogramme und Trenddaten ist im hohen Maße effizient gestaltet und bietet einen Mehrwert für alle Nutzergruppen.