Gebäudeautomation
kurz erklärt

Was ist Gebäudeautomation?

Gebäudeautomation (GA) ist die automatische Steuerung, Regelung, Überwachung und Optimierung der Technischen Gebäudeausrüstung (TGA). Die GA integriert Heizung, Lüftung, Klima, Beleuchtung, Verschattung und andere Gebäude-Technik in ein smartes Gesamtsystem. Ziel der GA ist der effiziente, sichere und komfortable Betrieb des Gebäudes. Im Fokus der GA-Branche stehen gewerbliche und öffentliche Nichtwohngebäude wie zum Beispiel Krankenhäuser, Flughäfen, Shopping Malls, Büro- und Verwaltungsgebäude. Ein optimal vernetztes Gebäude wird in diesem Sektor als Smart Building bezeichnet. Für Automationslösungen in Privatwohnungen hat sich der Begriff Smart Home etabliert.

Warum Gebäudeautomation?

Von der Gebäudeautomation (GA) sollen alle Beteiligten profitieren – insbesondere Investoren, Betreiber und Nutzer von Gebäuden. Die GA verfolgt im Wesentlichen drei Ziele:

• GA soll die Effizienz des Gebäudes optimieren – vor allem den Ressourcenverbrauch und die Betriebskosten senken.
• GA soll die Sicherheit erhöhen für die Menschen und die Technik im Gebäude.
• GA soll den Komfort im Gebäude erhöhen, sodass Nutzer und Betreiber sich im Alltag wohlfühlen.

Für Investoren lohnt sich das Investment in die GA. Sie macht bei einem Neubau nur etwa 1-2 % der Erstellungskosten aus. Der geringe Zusatzaufwand amortisiert sich in der Regel nach wenigen Jahren. Denn die GA hat ein großes Einsparpotenzial im laufenden Betrieb. Außerdem sind smarte, nachhaltige Gebäude mit Zertifizierungen wie DGNB, LEED oder BREEAM auf dem Immobilien­markt sehr gefragt. Sie genießen auch in Krisen eine hohe Wertstabilität.

Wie funktioniert Gebäudeautomation?

Ein zentraler Baustein der Gebäudeautomation (GA) ist die Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik (MSR-Technik). Hierbei handelt es sich in der Regel um Hardware, die meist unauffällig im Gebäude installiert ist – zum Beispiel Sensoren, Aktoren, Controller, Schaltschränke, Funk- und Kabelnetze. Ein zunehmend wichtiger Bestandteil der GA ist außerdem die Software. Sie übernimmt übergeordnete, komplexere Aufgaben im Bereich des Energie- und Gebäudemanagements. In der Branche sind hierfür Fachbegriffe wie Gebäudeleittechnik (GLT) oder Computer Aided Facility Management (CAFM) verbreitet.

Feld-Ebene

Sensoren

Sensoren sind die Sinnesorgane der Gebäudeautomation. Sie erfassen den Ist-Zustand im Feld, das heißt an einer gebäudetechnischen Anlage, im Raum oder einer anderen Umgebung. Ihre Daten – zum Beispiel die Vorlauftemperatur der Heizungsanlage oder den CO₂-Gehalt der Raumluft – übermitteln die Messwertgeber via Funk oder Kabel an den Controller.

Aktoren

Aktoren sind die Hände der Gebäudeautomation. Sie verrichten in der Regel mechanische Arbeit und können elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch betrieben werden. Zum Beispiel öffnen sie eine Klappe, einen Hahn oder ein Ventil, um den Massenstrom (Heizungswasser, Frischluft etc.) zu verändern. Aktoren arbeiten in der Regel dann, wenn sie vom Controller einen Befehl erhalten. Modernere Aktoren können jedoch auch mit Intelligenz ausgestattet sein und einen Teil der Regelungsfunktionen selbst übernehmen.

Automations-Ebene

Controller

Controller halten im Alltag die lebenswichtigen Funktionen der Gebäudetechnik aufrecht. Auf diesen kleinen Rechnern – auch Direct-Digital-Control-Gebäudeautomation (DDC-GA) genannt – laufen einfache oder auch komplexere Regelungsprogramme. Eine primitive Regelung funktioniert etwa so: Der Controller nimmt die Ist-Messwerte der Sensoren auf und vergleicht diese permanent mit den projektierten Soll-Werten. Wenn er eine signifikante Abweichung zwischen Soll und Ist feststellt, reagiert er so, wie er programmiert ist. Beispiel: Wenn der Controller feststellt, dass ein Raum statt auf den Soll-Wert 21 °C nur auf 16 °C geheizt ist, gibt er dem Aktor am Heizkörper einen Befehl: Ventil weiter öffnen, Wärmezufluss erhöhen.

Management-Ebene

Software

Software übernimmt in der Gebäudeautomation übergeordnete Management-Aufgaben. Sie kann große Daten-Mengen aus unterschiedlichen Bereichen zusammenführen, dokumentieren, auswerten und übersichtlich visualisieren. Mit einer integrierten Software für Energie- und Gebäudemanagement können die Nutzer nicht nur das gesamte Smart Building permanent überwachen und bei Bedarf eingreifen. Sie können auch den Energieverbrauch und die Betriebssicherheit kontinuierlich verbessern. Wenn die Software mit anderen Systemen vernetzt ist und maschinelles Lernen oder andere Formen der Künstlichen Intelligenz (KI) nutzt, kann sie sich und die Gebäudeautomation selbst optimieren.