Projekte

 

 

MBE bei der Stadt Köln

Von der Stadt Köln werden rund 2.000 Immobilien mit einer Gesamtnutzungsfläche von über 4 mio. m² betrieben. Das Energiemanagement spielt dabei eine große Rolle. Um alle Objekte zentral zu verwalten, werden seit 2007 sukzessive alle Gebäude-automationssysteme auf eine management- und bedieneinrichtung mit dem Kommunikationsprotokoll BACnet aufgeschaltet.

Beim Betrieb von Liegenschaften wird das Energiemanagement immer wichtiger. Dabei wird der Energiebedarf und die Funktion der Anlagensysteme jedes einzelnen Gebäudes erfasst und dokumentiert. Mit diesen Daten kann der Betrieb optimiert und die Energie-effizienz gesteigert werden. Die Herausforderung besteht darin, Immobilien mit unter-schiedlicher Nutzung und Automationssystemen zu betreuen und die Daten effektiv zu verwalten. Die Gebäudewirtschaft (GW) der Stadt Köln beispielsweise betreut Verwaltungsgebäude, Schulen, Kindertagesstätten, Sporthallen und Friedhöfe, insgesamt 650 Gebäude.

Entwicklung des Energiemanagements

Seit 1998 werden bei der Stadt Köln regelungstechnische Neuanlagen mit Verbrauchern einer bestimmten thermischen Leistung auf die Managementbedien-einrichtung (MBE, Gebäudeleittechnik) des Energiemanagements aufgeschaltet. Inzwischen hat die Stadt Köln ihre Ansprüche an den Baustandard ihrer Immobilien weiter erhöht. Dies hat zur Folge, dass alle künftigen Bauvorhaben im Passiv-hausstandard errichtet werden. Da das Know-how auf dem Gebiet von Passivhaus-Nichtwohngebäuden in Deutschland noch kaum vorhanden ist, werden alle Anlagen, unabhängig von der thermischen Leistung, auf die MBE des Energie-managements aufgeschaltet. Dadurch können die haustech-nischen Anlagen, vorwiegend Heizung, Lüftung und Warmwasserbereitung, wie sonst auch, hinsichtlich des Energieverbrauchs optimiert werden.

Die Techniker im Energiemanagement können dadurch ihre Erfahrungen mit dem optimierten Betrieb von Passivhäusern weiter ausbauen. Im Laufe der Zeit wurden aufgrund der Richtlinien der öffentlichen Hand, einen möglichst stark ausgeprägten Wettbewerb bei der Vergabe zu erreichen, unterschiedliche Fabrikate in der Gebäudeautomation installiert.

Die verschiedenen Hersteller benutzten in der Regel auch unterschiedliche Übertragungsprotokolle (proprietäre Systeme), was für jeden Hersteller einen eigenen Server voraussetzt, sodass sechs verschiedene MBEs zur Optimierung der Anlagen-technik eingesetzt werden müssen. Zwar wird der Wettbewerb so gestärkt, bedingt durch die verschiedenen Konzepte für Bedienung und Datenhaltung ist aber der administrative Aufwand für das Energiemanagement hoch und zeitintensiv.

Herstellerneutrale Kommunikation

Daher wurden bereits im Jahr 2000 die ersten Überlegungen angestellt, wie die Nachteile, die durch den Einsatz der sechs MBEs entstanden, unter Einhaltung des
Wettbewerbs ausgeglichen werden können. Das Kommunikationsprotokoll BACnet war die Lösung. Viele Hersteller hatten das Kommunikationsprotokoll bereits in ihren Automationsstationen (AS) und Geräten implementiert, und die Daten der jeweiligen AS können durch das offene und genormte Protokoll herstellerneutral zur MBE übertragen werden. Somit wurde der Wettbewerb auf der Automationsebene gestärkt und die Bedienung auf der Managementebene durch den Einsatz lediglich einer MBE vereinfacht.
2007 wurden die ersten Automationsstationen auf BACnet aufgeschaltet.

Derzeit sind 25 Anlagen mit 33 Stationen und 10.000 Objekten (BACnet-Datenpunkten) online. Weitere 19 Anlagen sind in der Fertigstellung, sodass bis Ende 2011 mit etwa 44 aufgeschalteten Anlagen zu rechnen ist.

Funktion und Sicherheit

Um dem Bauherrn der öffentlichen Hand eine gewisse Sicherheit zu geben, dass sich die durch eine herstellerunabhängige Ausschreibung eingesetzten Geräte tatsächlich untereinander verstehen, sollten die Geräte für den Einsatz mit BACnet zertifiziert sein. Das Zertifikat bestätigt die normgerechte Kommunikation der Geräte mittels BACnet. Zudem werden auf sogenannten Plugfesten die Geräte verschiedener Hersteller zusammengeschaltet, um die Verträglichkeit der Produkte untereinander durch Interoperabilitätstests zu testen.

Anforderungen an die Gebäudeautomation

Ungeachtet der zertifizierten Geräte und dem genormten Kommunikationsprotokoll BACnet (DIN EN ISO 16484) ist der Freiheitsgrad für die Planung und Systemintegra-
tion von BACnet-Produkten sehr hoch. Daher wurde 2008 zu den bestehenden Energieleitlinien der Stadt Köln, die die bauphysikalischen und technischen Anlagen

eines Gebäudes hinsichtlich der Energieeffizienz beschreiben, zusätzlich die Anforderungen an die Gebäudeautomation mit BACnet als Anhang veröffentlicht.

 

Im Anhang wird zum Beispiel festgelegt, dass nur zertifizierte BACnet-Automations-stationen eingesetzt werden dürfen. Zudem wird aufgeführt, welche Regelfunktionen für die Optimierungsprogramme mindestens eingesetzt werden müssen. Die Programme enthalten Standardfunktionen wie StartStop-Optimierung, gleitendes Schalten, Enthalpie- und Luftqualitätsregelung. Des Weiteren wird hier das Anlagenkennzeichen-system (AKS) festgelegt und welche Objekte (Datenpunkte) in welcher Ausprägung zur Verfügung gestellt werden müssen. Grundlage dieser Anforderungen sind die anerkannten Regeln der Technik, DIN EN ISO 16484, VDI 3814 sowie das Arbeitspapier AMEV 2011 (BACnet in öffentlichen Gebäuden).

Zentrale Einbindung

Der Zugriff auf die Anlagensysteme erfolgte bisher über ADSL-Standleitungen mit Hilfe eines verschlüsselten virtuellen privaten Netzwerks (VPN). Da die Gebäude der Stadt Köln über ein großes IT-Netzwerk verknüpft sind, kann künftig auf die ADSL-Leitungen verzichtet werden. Die Gebäudeautomation nutzt dann das bestehende IT-Netzwerk zur Datenübertragung. Tests mit BACnet in einzelnen IT-Netzwerken sind bereits erfolgreich durchgeführt worden. Wird die bestehende IT-Infrastruktur verwendet, sinken zudem die Kosten für den Betrieb der aufgeschalteten Geräte.

Störungs- und Betriebs-management

Für den Betrieb der Liegenschaften ist das Störungs- und Betriebsmanagement neben der Optimierung der Anlagen von großer Bedeutung. Die Stör-und Betriebsmeldungen werden ebenfalls von den MBEs erfasst und dokumentiert.

Allerdings stehen diese Informationen derzeit nur den Mitarbeitern des Energie-managements und vereinzelt Mitarbeitern des Stör- und Betriebsmanagements zur Verfügung. Der Zugriff auf die Daten ist ausschließlich über die MBEs der hersteller-spezifischen Servern möglich, die nur mit großem Aufwand in die bestehende IT-Infrastruktur migriert werden könnten.
Mit der Umstellung auf das BACnet-Protokoll und dem Einsatz einer einzigen MBE kann auch dieser Engpass gelöst werden. Die benötigten Informationen aus den Systemen für die Betriebs- und Störungsanalyse können nach der Umstellung künftig jedem zuständigen Mitarbeiter über einen Webbrowser angezeigt werden. Eine gesonderte Software ist dann nicht mehr nötig. Bevor die Software durch die Fachleute in den Abteilungen genutzt werden kann, sind umfangreiche Schulungen notwendig. Hierfür bereitet das Energiemanagement erste Schulungskonzepte vor.

 

Standpunkt

Offene Kommunikationsprotokolle führen zu mehr Transparenz und Effizienz

Was ist eine MBE?

Die Automationsstationen (AS) und die zentrale Management-und Bedieneinrichtung
(MBE) sind ein Teil der Gebäudeautomation (GA). Die MBE (englisch: Operator Workstation - OWS) wird oft auch als Gebäudeleittechnik (GLT) bezeichnet. Fälschlicherweise wird MBE auch als Melde- und Bedieneinrichtung verstanden, ein Begriff, der aus der Bahntechnik stammt.

Gebäudewirtschaft der Stadt Köln

Die Gebäudewirtschaft (GW) der Stadt Köln ist für alle Betriebsbelange einer Vielzahl von städtischen Immobilien verantwortlich. Die GW betreut mehr als 2.000 Objekte mit einer Gesamtnutzfläche von über 4 Mio. m². Darüber hinaus leistet die GW für andere städtische Dienststellen qualifizierten Service rund um die Immobilie, insbesondere bei Planung, Ausführung und Management von Neubaumaßnahmen.

Einen zentralen Teil bei der GW nimmt das Energiemanagement (EM) ein. Um den Einsatz herstellerunabhängiger Technologien wie BACnet in der Gebäudeautomation bei öffentlichen Bauten zu fördern, sind Mitarbeiter des EM aktiv beim Arbeitskreis Maschinen- und Elektrotechnik staatlicher und kommunaler Verwaltungen (AMEV) tätig. Mittlerweile wurde ein Kompetenzkreis für BACnet durch die AMEV und die BACnet Interest Group Europe (BIG-EU) gegründet.

Link zu AMEV 2011

CCI-Sonderdruck_125

Der Download ID=238 exisitert nicht!

 

Link zum Vortrag von Herrn Hinck Gebäudewirtschaft bei der Stadt Köln Teil1

youtube_Hinck

 

Link zum Vortrag von Herrn Hinck Gebäudewirtschaft bei der Stadt Köln Teil2

youtube_Hinck_Teil 2

Neubau einer Fertigungshalle bei Faulhaber in Schönaich

Faulhaber Schönaich

Die Cofely Stuttgart hat eine durchgängige BACnet Architektur beim Neubau einer Fertigungshalle der Firma Faulhaber in Schönaich umgesetzt.

Die FAULHABER-Gruppe bietet die größte konsolidierte Produktpalette an Miniatur- und Mikroantriebssystem-Technologien, die zurzeit weltweit aus einer Hand verfügbar sind. Die Unternehmensgruppe spezialisiert sich auf die Konstruktion und die Herstellung komplexer, hochpräziser Miniatur- und Mikroantriebssysteme für komplexe Einsatzbereiche wie z. B. medizinische Geräte, Handlingautomatisierung, Telekommunikation und Präzisionsoptik.

Cofely als Systemintegrator ist als TGA verantwortlich für die gesamte Haustechnik wie auch für die MSR. Neben Heizung, Kälte, Sanitär, Brandschutzklappen und Druckluft war ein wesentlicher Teil die Volumenstromregler einzubinden. Man wollte den Integrations-Mehraufwand durch die am Markt gängigen LON Lösungen im Feld vermeiden und hatte die Idee, mit einer durchgängigen BACnet Architektur Kosten und Engineering einzusparen. Die wesentliche Vorteile sind:

  • nur mit BACnet ist ein einheitliches und dennoch offenes Kommunikationsprotokoll von der Feldebene bis zur Managementebene möglich, welches hochwertige Aufgaben (Trend, Alarme, Zeitsteuerung …) erfüllt
  • durch BACnet ist eine automatisierte Integration in die DDC- und Leittechnik-umgebung ohne zusätzliches Engineering gegeben (plug and play)
  • die eingesetzten frei programmierbaren BACnet VAV Controller DVC-V322 bieten die Möglichkeit, weitere Applikationen zu programmieren, was neben den Standardaufgaben auch komplexe Applikationen erlaubt.