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Gebäudeautomation GA
Als Gebäudeautomation (GA) bezeichnet man die Gesamtheit von Überwachungs-, Steuer-, Regel- und Optimierungseinrichtungen in Gebäuden. Ziel ist es Funktionsabläufe gewerkeübergreifend selbständig (automatisch), nach vorgegebenen Einstellwerten (Parametern) durchzuführen oder deren Bedienung bzw.
Ãœberwachung
zu vereinfachen. Alle Sensoren, Aktoren, Bedienelemente, Verbraucher und andere technische Einheiten im Gebäude werden miteinander vernetzt. Abläufe können in Szenarien zusammengefasst werden. Kennzeichnendes Merkmal ist die dezentrale Anordnung der Steuerungseinheiten (DDC) in der Feldebene sowie die durchgängige Vernetzung mittels eines Bussystems.
Feldebene
Als Feldebene wird die Verkablung der Sensoren, Aktoren und der DDCs miteinander Bezeichnet. Für den Austausch von Daten auf der Feldebene zwischen den DDCs sind bisher primär properitäre Bussysteme im Einsatz. Es ist jedoch durch den Druck des Marktes ein
Trend
zum herstellerübergreifenden Austausch von Informationen hin zu beobachten (Interoperabilität). DDC's die mit diesen offenen Systemen auf Feldebene arbeiten sind jedoch zur Zeit noch kostenintensiver.
Auf Feldebene sind hier EIB (Europäischer Installationsbus),
BACnet
sowie LON (Local Operating Network) als herstellerübergreifenden Bussysteme zu nennen. Jedes der Systeme hat seine eigenen Anwendungsfälle. EIB wird primär vom Elektrohandwerk favorisiert und wird hauptsächlich im privaten Wohnungsbau eingesetzt. LON und
BACnet
werden in größeren Gebäudeanlagen eingesetzt. Ziel ist es das
Management
von größeren Gebäudeanlagen wie z.b. Bürohäusern, Kliniken oder Flughäfen zu realisieren.
Aufgrund des sehr intransparenten Marktes sind keinerlei verläßliche Aussagen über die Anzahl der realisierten Systeme möglich.
Managementebene
Als Managementebene wird die Ebene bezeichnet, mit dessen Hilfe die Anlagen Überwacht, Gesteuert und für den
Betreiber
Visualisiert werden. In der Managementebene kommt spezielle Software, die
Gebäudeleittechnik
zum Einsatz. Es gibt diverse herstellerabhängige Systeme, die ihre Vor und Nachteile haben. Als herstellerunabhängige
Schnittstellen
für
Management
Systeme sind hier OPC und
BACnet
zu nennen. Wobei
BACnet
auch auf Controllerbene (native BACnet) funktioniert.
Es ist auf der Managementebene möglich über Gateways die Herstellerabhängigkeit bestehender Anlagen mit properitären Busssystemen aufzuheben. Dazu ist jedoch bei den meisten Systemen die
Kooperation
des Herstellers notwendig.
Herstellerunabhängigkeit / offene Systeme
Diesese Schlagwörter ist seit Jahren die zentralen Themen in der Gebäudeautomation. Sie wird überall gefordert wird von den Herrstellern jedoch nicht so recht durchgesetzt und aus naheliegenden Gründen (
Umsatz
/ Marktfestigung) torpediert.
Offenheit und Herstellerunabhängigkeit darf man hier nicht mit dem OpenSource Gedanken von LINUX vergleichen. In der Gebäudeautomation spricht mann von Herstellerunabhängigkeit wenn man ein
System
installiert, das dem
Betreiber
die Möglichkeit gibt Fabrikate mehrerer Hersteller ohne größere Probleme miteinander kommunizieren zu lassen. Die Abhängigkeit vom Hersteller wird dabei nicht gelößt, sondern nur gelockert. Wobei sich die Kuriosität ergibt das es bei diversen DDC Herstellern für die DDCs Preislisten gibt, jedoch für die Gateways je nach Projekt politische Preise generiert werden.
Die Abhängigkeit gegenüber dem Errichter für die Bestandsanlagen,
Wartung
nach VDMA oder die Beseitigung von Schäden bestehen weiterhin, da es aus Kostenaspekten in der Regel illusorisch ist einen
Controller
(DDC) im Schaltschrank gegen einen anderen zu ersetzten.
Möglichkeiten der Gebäudeautomation (GA)
Beleuchtung
bedarfs-, tageszeit- bzw. jahreszeit- und bewegungsabhängig schalten bzw. dimmen
Heizung, Lüftungsanlage oder
Klimaanlage
bedarfs- und zeitgerecht steuern
Verschattungseinrichtungen in Abhängigkeit von Sonnenlicht und Wind zeit- und bedarfsgerecht steuern
Sicherheit
erhöhen durch die
Ãœberwachung
von Fenster- und Türkontakten, sowie von Bewegungsmeldern
Zutrittskontrollsysteme realisieren
alle Steuerungsvorgänge im Gebäude zentral erfassen und anzeigen
schalten bzw. dimmen mit Funk- oder Infrarotfernbedienung
Fernüberwachung und Fernsteuerung über das Telefonnetz oder über das Internet (Fernwirken)
Vorteile
Energieverbrauchsreduktion durch intelligente Regelung
Komfortgewinn durch intelligente Steuerung
Anwesenheitssimulation zum Schutz gegen Einbrüche
Sicherheit
für die Bewohner durch Alarmierung beim Auftreten von kritischen Situationen
Zentrale Überwachungsmöglichkeit durch eine Zentrale mit Automatischer Alarmweiterleitung an das technische Personal
Nachteile
höhere Anschaffungskosten im Vergleich zur normalen Gebäudeinstallation, welche sich durch die Energieeinsparungen im
Betrieb
schnell amortisieren.
Für den
Betrieb
der Anlagen ist qualifiziertes Personal notwendig.
Erhöhte Abhängigkeit gegenüber dem Installateur bzw. Hersteller (DDC Hersteller) der Anlagen. Da einige Errichter gleichzeitig die Hersteller der DDCs sind. Es ist daher darauf zu achten dass sämtliche Unterlagen incl. der aktuellen Programme in den DDCs übergeben werden. Da sonst die nachträgliche Erweiterung der Anlagen immer bein Errichter erfolgen muß.
Elemente der Gebäudeautomation
Bestandteile beim Aufbau eines Systems zur Gebäudeautomation sind:
Schaltschrank
Steuerungseinheiten DDC
Feldgeräte, wie Sensoren und Aktoren
Verkabelung und Bussysteme
Server
und Gateways
Gebäudeleitsystem (
Software
auf dem Leitrechner zur Visualisierung der Systeme)