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1997 | Book

Praxiswissen Digitale Gebäudeautomation

Planen, Konfigurieren, Betreiben

Editor: Prof. Dr. Wolfgang Schneider

Publisher: Vieweg+Teubner Verlag

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About this book

Die digitale Gebäudeautomation (DGA) ist ein sich derart rasant entwickelnder Bereich, daß während der Erstellung dieses Buches die Nomenklatur und die sich daraus erge­ benden Richtlinien (VDI 3814, DIN V 32734) fortlaufend geändert haben. Parallel wurde dazu das Standard-Leistungsbuch GAEB 07lff erstellt, das wiederum erhebliche Rückwirkungen auf die Darstellungsform, insbesondere die der Informationsliste hat. Trotz dieses instabilen Zustandes haben sich die Autoren entschlossen, mit diesem Buch eine Lücke schon jetzt und nicht erst im Jahre 200x zu füllen. Dieses Buch ist gedacht als Instrument der persönlichen Weiterbildung für den Praktiker im Planungsbüro, in der ausführenden Firma oder für den Betreiber komplexer Liegenschaften. Auch in der Landschaft der Anbieter von DGA-Systemen tut sich zur Zeit etwas. Viele altbekannte Markennamen sind verschwunden und werden noch verschwinden, sei es durch Geschäftsfeldaufgabe oder durch Zusammenlegung. Neue Produkte werden durch die Forderung der Globalisierung der Märkte entstehen. Einige kleinere Produkte werden überleben, da sie Marktsegmente hervorragend abdecken. Bewußt wurde das explodierende Thema "facility management" nicht in den Mittel­ punkt dieses Buches gerückt. Die digitale Gebäudeautomation ist eines der wichtigsten Werkzeuge hierfür, die Philosophie des FM geht jedoch weit über den geplanten Inhalt hinaus. Ich hoffe, daß mit diesem Buch die Bedürfnisse des Lesers nach verwertbaren Kenntnis­ sen über die Gebäudeautomation erfüllt werden.

Table of Contents

Frontmatter
1. Einleitung
Zusammenfassung
Die Meß-, Steuerungs- und Regelungstechnik zeigte innerhalb der technischen Gebäudeausrüstung die größten technischen Innovationen und Veränderungen. Innerhalb von ca. 15 Jahren wurden analoge Einzelregler durch digitale Automationsstationen ersetzt, die über Datenbuskabel alle Prozeßinformationen austauschen und an eine Gebäudeleittechnik zur übergeordneten Betriebsführung übergeben können. Neuere Entwicklungen und die Preisreduzierung in der Mikroprozessortechnik führen dazu, daß die Stationen ständig kompakter, leistungsfähiger und kostengünstiger werden.
Wolfgang Schneider
2. Aufbau eines Gebäudeautomations-Systems
Zusammenfassung
Die Gebäudeautomation umfaßt alle Systeme, bestehend aus Geräten und Funktionen, die notwendig sind, den bestimmungsgemäßen Betrieb einer Liegenschaft aufrechtzuerhalten. Dies beginnt mit der zeitnahen Disposition von Sekundärenergieträgern, z.B. Strom, Heizöl, Erdgas, ... und Versorgungsmitteln, z.B. Wasser, Filtermaterial, ..., geht über den Online-Betrieb, d.h. Überwachen, Steuern, Regeln, bis zum Service/Wartung und zur Energie- und Stoffbilanzierung (Bild 2-1).
Wolfgang Schneider
3. Automationsgeräte
Zusammenfassung
Moderne Automationsgeräte besitzen als Kernstück mindestens einen Mikrocomputer. Dazu kommen noch Speicherbausteine und einige Schutzelemente. Hinter einem solchen Mikrocomputer verbirgt sich ein digitaler Rechner, der aus einer Vielzahl von höchstintegrierten Bausteinen besteht.
Wolfgang Schneider
4. Digitale Algorithmen
Zusammenfassung
Der Erfolg der digitalen Automationssysteme beruht darauf, daß damit Funktionen realisiert werden können, die analog nicht oder nicht wirtschaftlich erfüllt werden konnten. Jede logisch oder arithmetisch formulierbare Automationsaufgabe läßt sich als Funktionsbaustein programmieren und dann tausendfach als Kopie verwenden. Der zugehörige Baustein muß nur noch durch die Parametrierung an die jeweilige Anlage angepaßt werden.
Wolfgang Schneider
5. Schaltanlagen
Zusammenfassung
Die betriebstechnischen Anlagen der Versorgungstechnik, wie z.B. Heizung, Lüftung und Kälte, benötigen zur Erfüllung ihrer geforderten Funktionen meß-, steuer- und regeltechnische Einrichtungen. Alle elektrischen Betriebsmittel, d.h. Einzelteile, Geräte, Anlagen oder Funktionseinheiten, für diese Meß-, Steuer- und Regeltechnik und für die gesamte Gebäudeautomatisierung werden in die Schaltanlagen integriert.
K. Stöbe
6. Grund- und Verarbeitungsfunktionen
Zusammenfassung
Nachdem sich dieses Buch bisher im Wesentlichen mit der „Hardware“, d.h. dem physikalischen Aufbau eines GLT-Systems beschäftigt hat, steht in diesem Kapitel die Grundsoftware im Vordergrund.
Jürgen Voskuhl
7. Verarbeitungsfunktionen
Zusammenfassung
Über die im vorangegangenen Abschnitt beschriebenen Grundfunktionen hinaus bieten fast alle am Markt angebotenen GLT-Systeme zusätzliche, vom Anlagenbediener parametrierbare Funktionen, welche die von den Grundfunktionen gelieferten Informationen verarbeiten (daher ist hierfür der Begriff „Verarbeitungsfunktionen“ gebräuchlich). Die Parametrierung dieser Funktionen erfolgt immer durch Änderung eines oder mehrerer Parameter einer Adresse. Der folgende Abschnitt vermittelt dem Leser einen Überblick über die Anwahl/Änderung einer Adresse, bzw. eines Parameters. Anschließend wird auf die wichtigsten Verarbeitungsfunktionen näher eingegangen.
Jürgen Voskuhl
8. Standard-Funktionen für Heizsysteme
Zusammenfassung
Die technischen Automations-Systeme am Bau sorgen dafür, daß alle Gebäudeprozesse ökologisch und ökonomisch sinnvoll und weitgehend selbstständig ablaufen. Die Aufgabe der Technischen Gebäudeausrüstung ist dabei die Erfüllung von definierten Funktionen. Nur wenige Aufgaben sind nur einmalig zu programmieren. Im Mittel über alle Projekte sind etwa 85% aller Funktionen der Gebäudeautomation in vielen Projekten gleich wiederzufinden und müssen nur noch konfiguriert, d.h. projektspezifisch verknüpft und parametriert werden. Solche Standard-Funktionen werden von allen Anbietern der digitalen Automationssysteme als Makro (Funktionsblock, Prozedur, ...) bereitgestellt.
Richard Lorenz
9. Regelschaltungen von Lüftungs- und Klimaanlagen
Zusammenfassung
  • Zuluft ist die dem Raum zugeführte Luft.
  • Abluft ist die aus dem Raum abströmende Luft.
  • Außenluft ist die Luft, die aus dem Freien angesaugt wird.
  • Umluft ist der Teil der Abluft, der dem Raum wieder zugeführt wird.
  • Fortluft ist die ins Freie geblasene Abluft.
  • Mischluft ist die Mischung von Außen- und Umluft.
Stefan Weinen
10. Bedienen und Beobachten
Zusammenfassung
Die ersten „Leitsysteme“ in der Haustechnik wurden Ende der 60er Jahre installiert. Ein großes psychologisches Hindernis für den verbreiteten Einsatz der digitalen Gebäudeautomation (GA) war fast 20 Jahre lang deren wenig benutzerfreundliche Bedienung über „kryptische“ Kommandos, die man erst mühsam erlernen mußte.
Klaus Wöppel
11. Gebäudemanagement
Zusammenfassung
Betriebskosteneinsparungen ergeben sich im Bereich der Gebäudeautomation vor allem aufgrund folgender Faktoren:
  • Reduzierung des Energieverbrauchs
    aufgrund des Einsatzes spezieller Energiesparprogramme sowie durch Optimierung des Anlagenbetriebs in Bezug auf den tatsächlichen Bedarf
  • Reduzierung von Instandsetzungskosten
    aufgrund von rechtzeitiger Anlagenwartung und frühzeitiger Fehlererkennung
  • Reduzierung von Produktionsausfallkosten
    aufgrund deutlich erhöhter Anlagensicherheit und frühzeitiger Störungserkennung
  • Reduzierung von Personalkosten
    aufgrund optimierten Personaleinsatzes durch Wegfall zeitintensiver Inspektionsgänge, erhöhter Transparenz des Gesamtsystems an einer Leitwarte in Verbindung mit gezielter Arbeitsvorbereitung z.B. bei Wartung und Instandhaltung
Hans-Werner Faßbender
12. Datenkommunikation

Die Anlagen der Gebäudeausrüstung waren bis weit in die siebziger Jahre hinein mit analog wirkenden Regelgeräten und verdrahtungsprogrammierten Schätzsteuerungen ausgerüstet. Zentral anzuordnende Informationen mußten mit mindestens einem Adernpaar je Anzeige oder Meldung verdrahtet werden. Die Folge waren unüberschaubare Kabelbündel und damit auch Brandlasten. Ende der sechziger Jahre ermöglichte die Zentrale Leittechnik (ZLT) erstmals wirtschaftlich, d.h. mit adernsparender Übertragungstechnik, die zentrale Überwachung und übergeordnete Steuerung der betriebstechnischen Anlagen von ausgedehnten Gebäudekomplexen. Auf die adernsparende Datenübertragung für die ZLT war man stolz. Kam man doch schon, je nach Adressierungsumfang, mit 60 bis zu 180 Adernpaaren aus. Das Kabel war das berühmte Stammkabel des jeweiligen Herstellers (das „Kupferbergwerk“ der frühen Jahre). Durch die Art der Matrixschaltung fand im Markt eine Produktdifferenzierung, aber auch ein Schutz vor fremden Unterstationen an der Leitzentrale statt. Als Übertragungsmedium diente meist Fernmelde-Installationskabel J-Y(St)Y oder herstellerspezifisches Spezialkabel, z. B. mit integrierten Kupfer-Konstantan-Thermoelement-Meßadern und Sprechleitungen.

Hans R. Kranz
13. Planungsablauf
Zusammenfassung
Im Mittelpunkt der planerischen Konzeption müssen die Hauptaufgaben des Gebäudemanagements, wie z.B. ganzheitliche Betriebs- und Kostenoptimierung, Flexibilität der Gebäudenutzung, Steigerung von Betriebssicherheit und Komfort, Ressourcenschonung und Effektivitätssteigerung stehen. Für die dafür notwendige umfassende Anwendung dieser Systeme muß Wert auf eine möglichst hohe Bedienerfreundlichkeit gelegt werden.
Werner Jensch
14. Montage, Inbetriebnahme und Wartung
Zusammenfassung
Eine funktionierende MSR-Anlage setzt nicht nur eine gute Planung und Fertigung im Werk, sondern auch sorgfältige Montagen und Inbetriebnahmen auf der Baustelle voraus. Diese werden in enger Zusammenarbeit mit den Lieferanten und Herstellerfirmen der betriebstechnischen Anlagen, z.B. Lüftung, Heizung, ausgeführt, da nur exakt aufeinander abgestimmte BTA- und MSR-Komponenten energiesparende und zuverlässig funktionierende Anlagen gewährleisten.
Kersten Stöbe
15. Facility-Management

Die Errichtung von Gebäuden beginnt mit Entscheidungen, die für die spätere Nutzung und Rentabilität richtungsweisend sind. In die Bilanz eines 50-jährigen Gebäudelebens gehen die Kosten für Erwerb oder Neubau nur mit ca. 10% ein. Rund 90% der Gesamtkosten einer gewerblichen Immobilie verschlingen in dieser Zeit Betriebs- und Unterhaltskosten. Die Minimierung von jährlichen Betriebs- und Unterhaltskosten ist daher ein wichtiger Beitrag zur Rentabilität eines Gebäudes.

Werner Jensch
Backmatter
Metadata
Title
Praxiswissen Digitale Gebäudeautomation
Editor
Prof. Dr. Wolfgang Schneider
Copyright Year
1997
Publisher
Vieweg+Teubner Verlag
Electronic ISBN
978-3-322-96375-8
Print ISBN
978-3-322-96376-5
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-322-96375-8