Zusammenwachsen Managementebene und Energiemonitoring

Zusammenwachsen von Managementebene und Energiemonitoring in der Gebäudeautomation

Der Trend in der Gebäudeautomation geht eindeutig zu einem Zusammenführen der klassischen Gebäudeleittechniksoftware und der eigenständigen Energiemanagementsoftware hin zu einer übergeordneten Managementsoftware mit integriertem Energiemonitoring. Dieser Trend resultiert aus einem gestiegenen Energieeffizienzbewusstsein der Gebäudebetreiber. Gleichzeitig fordern gängige Zertifizierungssysteme und Normen immer häufiger und detaillierter die Aufzeichnung der Energieströme und den Nachweis über die Energieverbräuche von Gebäuden.

Das Ziel von Energiemanagementsystemen (EMS) ist die einfache, nachvollziehbare Visualisierung, die Auswertung und die Darstellung von jeglichen Energieverbräuchen in Gebäuden anhand von anerkannten Kennzahlen, Vergleichswerten und Grafiken. Das Energiemanagement ist das zentrale Werkzeug für das energieeffiziente Betreiben und Optimierten der haustechnischen Anlagen und ist somit unerlässlich für ein erfolgreiches technisches Facility Management. Dieser Optimierungsprozess, bestehend aus Messen, Anzeigen, Überwachen, Analysieren und Optimieren benötigt automatisierte und standardisierte EMS-Auswertungen zur Erfüllung von Richtlinien und nationalen sowie internationalen Zertifizierungen. Das Ziel des Energiemanagements ist die Reduzierung des Energieverbrauchs und die Reduzierung der CO2-Emissionen.

Für die Unternehmenszertifizierung nach ISO 50001 ist der Optimierungsprozess des Energiemanagements eingebunden in die Unternehmensenergiepolitik und hier ein Bestandteil beziehungsweise die Datengrundlage des Nachhaltigkeitsberichts. Für die professionelle Energieplanung werden durch das Unternehmen verbindliche Ziele und Schlüsselkennzahlen definiert. Anhand der verlässlichen und kontinuierlichen Energiedaten und deren Auswertung können der aktuelle Verbrauch, die Effizienz sowie Fehlfunktionen der Gebäudeautomation erkannt und so die vereinbarten Ziele erreicht werden. Hierzu sind transparente Energiedaten sowie die fortlaufende Anpassung und Verbesserung der Gebäudeautomation und die Einbeziehung der Nutzer erforderlich. Auch für die bekannten Gebäudezertifizierungssysteme wie DGNB, LEED, Minergie oder Breeam liefert das Energiemanagement die erforderliche Datengrundlage zur Bewertung der Gesamteffizienz des Gebäudes. Soll ausschließlich die Gebäudeautomation bewertet werden, bietet sich die unabhängige eu.bac-Systems-Zertifizierung an.
Hierbei werden die Bewertungskriterien der DIN EN 15232 für die Gebäudeautomation herangezogen und anhand einer Punkteskala von 0 bis 100 in ein leicht verständliches Bewertungssystem von AA bis E eingeordnet.

Bisher sind üblicherweise neben der Gebäudeleittechniksoftware (GLT) zusätzliche Energiemanagementsysteme in der Gebäudeautomation zum Einsatz gekommen und hierfür gibt es auch zukünftig noch richtige Einsatzbereiche. Zum Beispiel:

• Es ist keine GLT-Software vorhanden.
• Die bestehende GLT-Software verfügt über keine EMS-Funktionalität.
• Es ist keine Anbindung an die Gebäudeautomation möglich oder gewollt.
• Es werden spezielle EMS-Visualisierungen, wie Sankey-Diagramme gefordert.
• Daten sollen direkt in weitere ERP- und Abrechnungssysteme integriert werden.

Die Verbrauchszähler können bei einem eigenständigen Energiemanagement unabhängig von der installierten Gebäudeautomation über separate Energiedatenlogger (EDL), also über separate Hardwarekomponenten, zum Energiemanagementsystem übertragen werden. Alternativ können die Verbrauchswerte über die vorhandenen Automationsstationen und Raumcontroller der Gebäudeautomation geführt und in der bestehenden Gebäudeleittechniksoftware zentralisiert werden. Über eine Softwareschnittstelle (Software Data Connector, SDC) können diese Informationen anschließend in das eigenständige Energiemanagementsystem weitergeleitet werden.

Ein Energiemanagementsystem visualisiert zunächst einmal alle relevanten Medienverbräuche. Idealerweise in einer zentralen Übersicht (Abbildung 1), die dann Ausgangspunkt für weitere detailliertere Auswertungen ist. Hierbei ist es wichtig, dass der Anwender diese Übersichts- und Auswertungsoberflächen selbstständig und ohne IT-Fachwissen an seine täglichen Aufgaben anpassen kann. Auch sollen solche Systeme periodisch, d.h. beispielsweise monatlich, Reports mit aktuellen Inhalten von der reinen Information bis hin zur intensiven Analyse an einen definierten Adressatenkreis versenden können.

Weiter ist es erforderlich, dass dem technischen Facility Management spezielle Visualisierungen zur Verfügung stehen, um die laufenden Regelstrategien bewerten und optimieren zu können. Darüber hinaus sollen auch die Gebäudenutzer die Energieströme und Energieverbräuche innerhalb des Gebäudes kontinuierlich und aktuell visualisiert bekommen, um so ein Gefühl für den aktuellen Energieverbrauch und die Auswirkungen des eigenen Handelns zu bekommen. Hierzu ist bereits in einigen Gebäuden im Eingangsbereich ein sogenannter «Green Buildung Monitor» (GBM) installiert, auf dem permanent die aktuellen gebäudespezifischen Verbrauchswerte und Energieströme dargestellt werden (Abbildung 1). SAUTER EMS, die Energie Management Solution von SAUTER bietet als eigenständiges EMS-System diese Funktionalitäten.

Abb. 1: Darstellungen SAUTER EMS

Es gibt eine steigende Nachfrage in neuen Gebäudeautomationsprojekten nach integrierten Softwarelösungen, die die Gebäudeleittechnik und das Energiemonitoring verbinden. Diesem Trend folgend bieten verschiedene führende Hersteller von Gebäudeautomationssystemen solche integrierte Gebäudeautomations-Managementsysteme bereits an. Die Vorteile einer solchen integrierten Lösung sind:

• Nur eine Software in der Managementebene.
• Geringere Investitionskosten und geringere Softwarewartungskosten aufgrund von Synergieeffekten.
• Eine gemeinsame Prozessanbindung über die Gebäudeautomation und die Gebäudeautomations-Wartung aus einer Hand.
• Nutzung der gleichen Prozessdaten sowohl in der Gebäudeautomationssoftware als auch im EMS.
• Eine gemeinsame (SQL-)Datenbank.
• Ein direkter, d. h. nicht zeitverzögerter Zugriff auf die gemeinsamen Daten.
• Ein gemeinsames Benutzermanagement mit gleichen Benutzerberechtigungen.
• Eine identische Bedienphilosophie und gleiche Darstellungen.
• Ein gleiches Audittrail für die Nachverfolgbarkeit.

Aber: Nicht jedes verfügbare GLT-System verfügt über ausreichende Energiemonitoring-Funktionalitäten!
Zeitgemäße bzw. neuere Gebäudeautomationsmanagementsoftwaresysteme lassen sich, wie Internetseiten, intuitiv bedienen. Sie bieten einen umfassenden Überblick über die gesamte Gebäudeautomation, die aufgeschalteten Anlageteile, die Soll- und Ist-Werte, diverse Regelparameter, aufgezeichnete historische Daten, Zeitprogramme, aktuelle Alarm-, Stör- und Wartungsmeldungen. Sie bieten individuelle Darstellungen und statistische Auswertungen und sichern so den Anlagenbetrieb und die Anlagenbedienung (Abbildung 2).

Darüber hinaus benötigt ein integriertes Energiemonitoring in dem Gebäudeautomations-Managementsystem weitere Funktionalitäten, um aus den Verbrauchsdaten beispielsweise normierte Kennzahlen oder Kosten berechnen zu können. Weiter ist es erforderlich spezielle Energiegrenzwerte zu definieren, bei deren Über- oder Unterschreitung das System in der Lage ist, den Betreiber automatisch zu alarmieren. Bei der Aufnahme der Verbrauchswerte ist es erforderlich anfallende Wartungsaufgaben, wie z.B. einen Zählerwechsel, im System abzubilden und dokumentieren zu können. Auch eine manuelle Korrektur von Zählwerten ist für die tägliche Arbeit unerlässlich (Abbildung 3).

Die Darstellungsmöglichkeiten einer Gebäudeleittechnik muss für das integrierte Energiemonitoring erweitert werden. Für diese Visualisierung ist bei einer Balkendarstellung die Darstellung von verdichteten Daten (Tages-, Wochen-, Monats- und Jahreswerte) zusätzlich zwingend erforderlich. Auch ist es erforderlich, Energieverbräuche und Daten aus verschiedenen Zeitbereichen miteinander vergleichen zu können (beispielsweise aktuellen Monat mit letztem Monat). Als Zusammenfassung bilden aktive Key-Performance-Indikatoren (KPI) basierend auf den aktuellen Messwerten die übersichtliche Visualisierung. Mehrere Elemente zusammen (Grafiken, Listen, KPIs) bilden als personalisiertes Dashboard die volle Übersicht und den gemeinsamen Einstiegspunkt in die detaillierten Einzeldarstellungen. Ein öffentliches Dashboard kann beispielsweise für Gebäudenutzer erstellt werden, um die aktuellen Gebäudeverbräuche zu visualisieren (Abbildung 4).

Der Trend geht eindeutig zum integrierten Energiemonitoring in den Gebäudeautomations-Managementsoftwaresystemen. SAUTER Vision Center vereint bereits heute eine aktuelle Gebäudeleittechnik mit den Funktionen des Energiemonitoring und ist daher das ideale Werkzeug zum Betreiben von Gebäuden und für ein effizientes Energiemanagement durch das technische Facility Management. Durch die native BACnet-Schnittstelle mit B-AWS-Funktionalität und die innovative OPC-UA-Schnittstelle ist SAUTER Vision Center offen für alle Gewerke und bietet individuelle Gestaltungsmöglichkeiten der einzelnen Visualisierungsoberflächen. Die Bedienung ist konsequent über die Webschnittstelle geführt, sodass beliebige, auch mobile (Kunden-)Endgeräte ortsunabhängig und ohne gebäudeautomationsspezifische Zusatzsoftware eingesetzt werden können. Durch das integrierte Benutzermanagement und das integrierte Audittrail sind die Zugriffsrechte personalisierbar und die Benutzeraktivitäten sicher protokolliert. So ist SAUTER Vision Center sogar für validierte Pharmaanlagen geeignet.

Der Trend ist eindeutig, die aktuelle Situation in Deutschland ist aber, dass ein immer noch zu wenig aktives Energiemanagement durch die Betreiber stattfindet. Die Gebäudebetreiber haben hier eine doppelte Verantwortung: Gegenüber den Investoren, Eigentümern und Gebäudenutzern für den wirtschaftlichen Betrieb über den gesamten Gebäudelebenszyklus und gegenüber unserer Umwelt für die Emissionsreduktion, also die Minimierung des CO2-Ausstoßes, und der Schonung unserer Ressourcen.

Hier erfahren Sie mehr über SAUTER Vision Center.

Dr. Andreas Wetzel, Leiter Gebäudeautomation SAUTER Deutschland