IH-Trend in Gebäudetechnik

Gebäudetechnik-Services erfolgen intelligenter

Zentrale Schaltanlagen im Gebäude zeu- gen von intelligenter Gebäudetechnik.

Das Thema RFID ist inzwischen in vielen Branchen als Thema angekommen, so auch in der Gebäudetechnik (Heizung, Klima, Lüftung, Sanitär) und Gebäudebewirtschaftung (Nutzung). Aufgrund der Anwendungsvielfalt dieser (Funk-)Technologie herrscht aber eine gewisse Unsicherheit, mit welchen Anwendungsfeldern begonnen werden soll. Vor allem deshalb, weil viele Anwendungsgebiete unternehmensübergreifende Prozesse darstellen. Denn gerade die Anwendung der RFID-Technologie ist so vielfältig, dass gleichzeitig verschiedene FM-, Instandhaltungs- und andere Prozessbereiche mit angesprochen werden können, wie z.B.
• Objekt-, Personen- und Tieridentifikation
• Zutrittskontrolle
• Diebstahlsicherung
• Tracking und Tracing-Aufgaben
• Dokumentenmanagement
• Wartungsmanagement
• usw.

Im Bereich von Wartung und Instandhaltung von technischen Geräten und Anlagen können alle relevanten Daten zu der technischen Einheit über einen RFID-Chip im Gerät gespeichert sein und jederzeit wieder abgerufen werden. Selbst diagnostische Funktionen (z. B. Fehlerstati) lassen sich über RFID übermitteln. So kann ein Servicemitarbeitender, bevor er oder sie an einem technischen Gerät beginnt zu arbeiten, eine Vielzahl von Basisdaten abrufen und dann u.a. diverse Wartungsstati einsehen, technische Produktinformationen abrufen und ggf. um Informationen und Wartungsanleitungen aus dem mobilen Internet abrufen. Auch Ersatzteilinformationen lassen sich problemlos abrufen oder die Verwendung von Original-Ersatzteilen prüfen. RFID ermöglicht gänzlich neue Prozesse bzw. andere Organisationsstrukturen und Aufgabenumsetzungen derselben. Es gibt zwar auch noch technisch Grenzen, wie das Umfeld der RFID-Tags, das bestimmte Voraussetzungen bedingt, oder die Lese-Weite der Tags, die von Leistungsfaktoren der Scanning-Geräte abhängig ist.

Auf dem Markt werden zahlreiche ʹintelligenteʹ Technologien - im Wesentlichen mit Sensorik und RFID-Technik - die alle in die Richtung des ʺintelligenten Gebäudesʺ weisen, bereits angeboten. Jenseits prototypischer Konzeptgebäude gibt es bislang jedoch nur wenige im Rahmen der gegebenen technologischen Möglichkeiten vollständig ʹintelligenteʹ bzw. entsprechend automatisierte Gebäude.

Elektronik an allen technischen Kompo- nennten bedingen neues Know-how beim Wartungspersonal.

Dennoch - RFID-, Sensor- und Lokalisierungstechnologien werden die Abläufe im gesamten Facility Management (Betriebsführung, Instandhaltung und Verwaltung) in Zukunft erheblich verändern. Angesichts der hohen Kosten des Vorort-Einsatzes eines Mitarbeitenden und der verteilten Standorte von Immobilien bieten die neuen Technologien den Immobilienbetreibern und -nutzern die Chance, ihre Kostenstrukturen durch hoch integrierte Abläufe zu optimieren und sich im Wettbewerb durch Zusatzleistungen zu differenzieren.

Neue Service-orientierte Leistungen

Die Integration mobiler und moderner Funk- und Sensor- sowie weiteren Computer gesteuerten Technologien in neue wie bestehende Gebäude-Systemlandschaften erfordert jedoch die Implementierung zusätzlicher Infrastrukturkomponenten und Schnittstellen. In der Vergangenheit war dies mit dem Einsatz verschiedener, proprietärer Technologien verbunden und führte zu komplexen, schwer beherrschbaren Integrationslösungen. Heute sind die einzusetzenden Systeme und Komponenten erheblich komfortabler, sprich anwendungsfreundlicher geworden.

Ausgehend von Anwendungsszenarien in der Instandhaltung von Immobilien zeigt dieser Beitrag, welchen Möglichkeiten so genannte Service-orientierte Architekturen für die schnelle und wirtschaftliche Realisierung der vielfältigen, auf RFID-, Sensor- und Lokalisierungstechnologien beruhenden Lösungen leisten können.

Aufgabe des Störfallmanagements ist die Annahme, Priorisierung und Verteilung (Disposition) von Störmeldungen sowie die Überwachung der Behebung von Störungen. RFID-, Sensor- und Lokalisierungstechnologien finden bereits in folgenden Szenarien Anwendung:

• Automatische Störmeldung.
Technische Anlagen überwachen ihren Zustand selbst und lösen bei Abweichungen von Sollwerten einen Alarm aus, der zur automatischen Anlage einer Störmeldung im entsprechenden System führt. Stellt das Objekt die Behebung der Störung fest, so meldet es dieses Ereignis und schliesst damit die Störmeldung.

• Mobile Störfallerfassung.
Stellt ein Mitarbeitender eine Anlagenstörung fest, so wird diese auf einem mobilen Endgerät erfasst und zur Behebung weitergeleitet. RFID-Transponder identifizieren das ausgefallene Objekt präzis und notfalls auch die Ursache dazu. Zusätzlich unterstützt die Lokalisierung des mobilen Endgeräts die Servicemitarbeitenden bei der Spezifikation des Schadensortes.

• Ortsbasierte Personaldisposition.
Die Lokalisierung der Servicemitarbeitenden erlaubt dem Disponenten, die verfügbaren Personalressourcen möglichst effektiv einzusetzen und in dringenden Fällen die Aufgabe dem Mitarbeitenden zu übergeben, welcher das betreffende Objekt am schnellsten erreichen kann.

• Mobile Instandhaltungsausführung.
Das mobile Endgerät navigiert den Mitarbeitenden in verschiedenen Detaillierungsstufen zum zu wartenden Objekt.
In einem ersten Schritt führt das Gerät den Mitarbeitenden auf Basis von Strassenkarten und groben Lokalisierungsinformation zum Gebäude, in einem zweiten Schritt auf Basis von Gebäudeplänen zur Anlage und in einem letzten Schritt auf Basis von Explosionszeichnungen zum zu wartenden Objekt bspw. innerhalb einer komplexen Lüftungs- und Klimaanlage. An die Gebäudekomponenten angebrachte Transponder unterstützen den bzw. die Servicemitarbeitenden bei der eindeutigen Identifikation der Objekte und der Dokumentation der Anwesenheit vor Ort.

Zusammengefasst lassen sich die folgenden Vorteile der RFID-Anwendung in der Gebäudeinstandhaltung aus realen Anwendungen ziehen:
1) automatische Identifizierung Ausrüstung und Einrichtung ID vermeidet Tippfehler und spart Betriebszeit.
2) Daten im RFID gespeichert Tags können leicht geändert werden.
3) Berührungslose und non-line-of-sight RFID-Technologie verbessert die Wartungsbequemlichkeit.
4) RFID-Tags können unter Praxisbedingungen schwierigen Bedingungen wie Lack, Schmutz und Staub verwendet werden.
5) RFID-Technologie arbeitet intensiv mit anderen Informationstechnologien wie Web-basierte RFID-Systeme, Datenbank, Internet-Technik und Planung usw. zusammen.
6) Hohe Effizienz ist überall gewährleistet.

Zentral und ferngesteuert

Durch eine Anbindung der im Gebäude genutzten technischen Systeme oder sonstigen Objekten der Infrastruktur an ein internes oder externes Netzwerk soll deren optimierte Steuerung im Rahmen eines integrierten Bewirtschaftungskonzeptes von Gebäuden erreicht werden. Relevant sind dabei beispielsweise die Steuerung von Heizungsanlagen, das Ab- und Anschalten von Geräten, Beleuchtungs-, Klang- und Schliesskonzepte, Gebäudeüberwachung, bedarfsgerechte Abfallentsorgung, das Steuern des Raumklimas durch Klimaanlagen, Verdunkelung oder Lüftungsmanagement sowie die Geräteüberwachung inklusive der Aufdeckung von Fehlfunktionen. Zugleich wird es möglich, in einer ‚digitalen Gebäudeakte' alle Informationen aus den verschiedenen Phasen eines Gebäudes vom Bau über die Nutzung und den Umbau bis zum Abriss zusammenzuführen. Dazu gehören etwa Planungsdokumente, Betriebs- und Nutzungsdaten.

Das Anwendungsfeld der ‚intelligenten Gebäude' (smart buildings) umfasst die Optimierung des Betriebs von Gebäuden, sowie die Optimierung der Prozesse in diesen Gebäuden, die durch die Art der Nutzung bestimmt sind. Der Begriff smart building bezieht sich vornehmlich auf Gebäude von Unternehmen und öffentlicher Hand im Gegensatz zu dessen Entsprechung im privaten Bereich. Angestrebt wird eine verbesserte Gebäudebewirtschaftung (facility management), um Energiekosten zu senken, Betriebspersonal zu sparen und bessere Dienstleistungen für die Gebäudenutzer anzubieten.

Sicherheit dank intelligenter Haustechnik

Intelligente Haustechnik kann bei Problemen im Alter praktische und zuverlässige Hilfe leisten. Es ist heute möglich, von jedem beliebigen Ort in der Wohnung aus, das Umfeld aktiv zu bedienen. Das Öffnen und Schliessen der Fenster und Türen, das Ein- und Ausschalten der Beleuchtung, das Bedienen des Fernsehers - alles erfolgt durch Fernbedienung. Sensoren wie zum Beispiel Bewegungsmelder und automatische Meldesysteme erhöhen die Sicherheit zusätzlich.

Zum Beispiel die elektronischen Schlüssel sind ausschliesslich spezielle RFID-Karten. Diese Technologie gewährleistet, dass der private Schlüssel der RFID-Karte nicht kopiert oder ausgelesen werden kann. Zudem ist die Kommunikation zwischen den einzelnen Komponenten der Zutrittskontrolle durchgehend verschlüsselt. Die Türen lassen sich ausserhalb der Arbeitszeiten zentral und mit geringem Personalaufwand elektronisch verriegeln. Bei Manipulation oder unberechtigtem Zutrittsversuch löst ein vorkonfigurierter Alarm aus. Weiter ist eine sofortige Sperrung eines verlorenen Schlüssels möglich.

Die Integration verschiedener Geräte der Unterhaltungselektronik ist mit den heute verfügbaren Mediacentern bereits vollzogen. Die aktuelle Weiterwicklung hierzu geht darüber hinaus und kann auch die Haustechnik sowie die Telefon- und Videokommunikation in ein Gesamtsystem einbinden. Einen Schwerpunkt bilden dabei Inbetriebsetzungs- und Bedienkonzepte, die es dem Normalverbraucher ermöglichen, die integrierten Dienste ohne besondere Schulung oder Beizug eines Fachmannes zu nutzen.

Die Integration der intelligenten Steuerung in der Haustechnik erlaubt dann, mit einer einzigen Fernbedienung nicht nur das Fernsehbild, sondern auch die Helligkeit der Raumbeleuchtung und die Temperatur im Wohnzimmer zu regeln, die Storen zu bedienen und schon mal eine angenehm temperierte Wanne einzulassen oder den Herd einzuschalten, damit die Pizza genau zur Halbzeitpause des Fussballspiels am TV fertig ist. Die Heizungsregelung besorgt sich aus dem Internet die aktuelle Wettervorhersage und erhöht schon im Vorfeld eines kommenden Nachtfrostes die Vorlauftemperatur und die Temperatur im Warmwasserspeicher.

Noch kein breiter Durchbruch

Im gerade beschriebenen Szenario sind in der klassischen Haustechnik mit Heizung-Lüftung-Klima-Sanitär (HLKS), Regeltechnik, Internet, WLAN, ZigBee, RFID sowie Softwaretechnologien für den Datenaustausch und die Steuerung im Einsatz. Softwaretechniken für das Benutzerinterface (Menü, Fernbedienung, Voice-over-IP, Powerline-Kommunikation, LON- und Konnex-Bus, ZigBee-Funk, Ethernet, OPC (Schnittstellenstandard für Bussysteme) stellen dazu die Verknüpfungen her.

Trotz dieser hervorragenden Technologien und den ansprechenden Praxisbeispielen setzen sich „Smart House"-Konzepte in der Breite nur sehr langsam durch. In anderen Anwendungsfeldern, z.B. im Automobilebereich, sind diese Techniken und Technologien längst ʹAlltagstechnikʹ. Hier werden heute standardmässig ferngesteuerte Zentralverriegelung und intelligente Assistenzsysteme wie Navigation oder Einparkhilfen vermarktet. Analoge Anwendungen bei Häusern und Wohnungen sind dagegen noch die Ausnahme, zumindest wenn es um Gesamtsysteme und nicht Einzelkomponenten wie intelligente Heizungen, digitale Stromzähler oder integrierte Überwachungstechnik geht. Darin liegt zugleich die Crux: Eine Vernetzung (Verkoppelung) dieser Systeme zu einem intelligenten Gesamtsystem ist in der Regel nur möglich, wenn von vornherein die Gebäudeanlagen entsprechend konzipiert werden. Das wiederum schlägt sich zwangsläufig auf die Investitionen nieder.

Autor:
H.-JoACHIM Behrend
TradePressAgency
CH - 9326 Horn
eMail: behrend@o-mag.ch