Big Data in der Gebäudeautomation
Viele moderne Gebäude sind mit Hunderten von Sensoren ausgestattet. Wer die erhobenen Daten richtig zu nutzen weiß, kann die Betriebskosten, den Energieverbrauch sowie den ökologischen Fußabdruck enorm verringern. Mit dem Smart Building Manager hat Microsens ein Analysetool entwickelt, das das Tracking von Performance- und Sensordaten aller über IP vernetzten Geräte ermöglicht. Dank spezieller Schnittstellen lassen sich sämtliche Gewerke in das System integrieren - durch das Tool von Microsens wird aus jedem verbundenen Aktor auch ein Instrument der Datenerhebung.
Bild: Microsens GmbH & Co. KGCa. 40 Prozent des weltweiten Gesamtenergieverbrauchs sind dem Gebäudebestand zuzuschreiben - inklusive eines dementsprechend hohen CO2-Ausstoßes. Um diesem massiven Ausstoß entgegenzuwirken, ist eine effiziente Gebäudeautomation unabdingbar. Am effizientesten ist Gebäudeautomation dann, wenn sie in der Lage ist, sich anhand der erhobenen Sensor- und Performancedaten selbstständig zu justieren. Dadurch kann eine kontinuierliche Optimierung des Energieverbrauchs gewährleistet werden. Adaptivität ist in der Gebäudeautomation nur mithilfe einer softwarebasierten Lösung realisierbar. Softwarebasierte Gebäudeautomation reagiert nicht nur gemäß vorprogrammierter Protokolle auf bestimmte Umgebungsparameter, sondern ist in der Lage, ihre Automationsprofile ständig anhand von Nutzungsverhalten und Langzeitdaten zu verbessern. Hardwarebasierte Systeme veralten über die Zeit und müssen nachjustiert und nachgerüstet werden. Adaptive Gebäudeautomationssysteme ermöglichen stets optimale Energieeffizienz ohne manuelles Nachjustieren.
Datenerhebung über Sensoren und Aktoren
Besonders bei Gebäuden, die nach und nach mit Automationstechnik auf- und nachgerüstet wurden, stehen die Haustechniker vor Problemen. Die gleichzeitige Verwendung von Geräten verschiedenen Alters und unterschiedlicher Automationsstandards führt dazu, dass - wenn überhaupt - uneinheitliche und unvollständige Datensätze für eine Auswertung zur Verfügung stehen. Bei der Erhebung von Gebäudedaten sind aber sowohl Qualität als auch Quantität entscheidend. Wichtig ist, den Energieverbrauch einzelner Geräte festzustellen, denn über die Verbrauchsdaten lassen sich Rückschlüsse auf die Auslastung der Geräte ziehen. Aber auch Unregelmäßigkeiten werden erkannt - ein wichtiger Hinweis auf Fehlfunktionen. Neben Performance- und Nutzungsdaten sind Kontextinformationen ein wichtiger Faktor: Über Sensoren können Daten wie etwa Helligkeit und Temperatur gewonnen und dann den Performancedaten gegenübergestellt werden. Das gibt Aufschluss über das Energiesparpotential. Außerdem wird es dem Automationssystem ermöglicht, die Klimatisierung des Raumes in Echtzeit an die Raumtemperatur anzupassen. Um alle Komponenten in ein einheitliches System einzubinden, verwendet Microsens spezielle Schnittstellen - sogenannte Automation Gateways. Damit werden Microsens-fremde Geräte nicht nur über das System steuerbar, sondern sie werden gleichzeitig zu dezentral vernetzten Instrumenten der Datenerhebung.
Vorhandene Strukturen nutzen - Inbetriebnahme beschleunigen
Um ein ganzes Gebäude mit intelligenter Automationstechnik auszustatten, ist ein hohes Budget erforderlich. Das Verlegen der verschiedenen Verbindungen und Leitungen erfordert mitunter die Unterbrechung des laufenden Betriebs. Das ist teuer, umständlich und oft unmöglich. Bei der softwarebasierten Smart-Building-Lösung von Microsens kann das System sukzessiv Raum für Raum installiert werden. Außerdem ist der Installationsaufwand durch die Verwendung bestehender Netzwerkstrukturen minimal.
Bild: Microsens GmbH & Co. KGDezentrale Vernetzung der Komponenten
Microsens überträgt seine Kompetenz aus der Netzwerktechnik in die Gebäudeautomation. Das IP-Netzwerk dient dabei der universalen Integration der verschiedenen Komponenten. Die Lösung ist dezentral ausgelegt. Die Automation jedes Raumes funktioniert autark über intelligente Netzwerkswitches. Der Smart Director, eine Applikation direkt auf dem Switch, übernimmt das Automationsmanagement sämtlicher Aktoren im Raum. Durch geräteübergreifende Steuerung kann beispielsweise verhindert werden, dass ein Raum gleichzeitig geheizt und klimatisiert wird - ob durch Sensor- und Gerätefehler oder manuelle Einstellung.
Der Smart Building Manager
Für eine universelle Auswertung der Lokaldaten aller Räume hat das Unternehmen eine Gebäudemanagementsoftware entwickelt: den Smart Building Manager. Installiert auf Gebäudeservern, überwacht er sämtliche dezentralen Einheiten der Etage, des Gebäudes oder des Gebäudekomplexes. Durch End-to-End Verschlüsselung sind die erhobenen Gebäudedaten zudem geschützt. Für eine ganzheitliche Datenanalyse sind die vollständige Integration und Vernetzung von Sensoren und Aktoren fundamental. Nur so kann bei der Datenauswertung oder Fehlersuche sichergestellt werden, dass keine wichtigen Gebäudedaten übersehen werden. Microsens bewerkstelligt die vollständige Integration aller Komponenten durch eine dezentrale Vernetzung von Geräten, Sensoren und Steuerungseinheiten über das IP-Netzwerk. Die Nutzung des Internetprotokolls hat den Vorteil, dass die Performance- und Nutzungsdaten direkt in digitaler Form vorliegen und so vom Smart Building Manager, der als zentrales Analyse- und Managementtool für die Gebäudeautomation fungiert, optimal ausgewertet werden können. Er ermöglicht ein intelligentes Energiemanagement durch gerätegenaues Tracking von Verbrauch, Performance und Umgebungsparametern. Die Lösung vereinfacht die Konfiguration, die Steuerung und das Systemmanagement auf Gebäudeebene. Sie sammelt die Daten der Komponenten im Microsens-System und wertet sie aus. Damit ist er besonders für komplexe Installationen ein unverzichtbares Tool. Der Zugriff erfolgt über einen Computer oder ein mobiles Endgerät. Die Justierung von Heizung, Beleuchtung oder Klimaanlage lässt sich so flexibel planen - sogar über den Outlook-Kalender. Die Daten lassen sich zudem Visualisieren. Beispielsweise sind Räume je nach Nutzung, Auslastung der Aktoren, oder anderen Parametern farblich darstellbar. Damit kann man sich z.B. anzeigen lassen, wie sehr welche Räume zu welcher Zeit wie intensiv genutzt werden. Anhand von Daten, die über einen längeren Zeitraum erhoben und analysiert wurden, sind genau justierbare Konfigurationseinstellungen der Aktoren möglich. Das steigert die Energieeffizienz vorrausschauend und ermöglicht eine effektive Regulierung, sowohl in Stoß- als auch in Leerzeiten.
Techniker entlasten
Durch kontinuierliches Tracking sämtlicher vernetzter Hardware ist der Smart Building Manager imstande, Fehler oder Unregelmäßigkeiten bereits vor einem Geräteausfall festzustellen. Jede registrierte Abweichung vom Regelbetrieb ist über das Diagnosetool einsehbar. Die Software versorgt den Techniker dabei mit allen wichtigen Informationen wie etwa Ort und Fehlerquelle. Das erspart die manuelle Fehlersuche und verkürzt Wartungsunterbrechungen auf ein Minimum. Ein programmierbares Feature der Software ist die selbstständige Einschätzung der Daten: Wird an mehreren Orten das Erreichen eines Schwellenwerts registriert, nimmt der Smart Building Manager eine selbstständige Priorisierung vor und alarmiert den Techniker dementsprechend. Damit wird gewährleistet, dass die kritischsten Fehler immer zuerst behoben werden.
Fazit
Die Zukunft der Gebäudeautomation ist softwarebasiert. Mit dem Smart Director hat Microsens eine Gebäudemanagementsoftware für die eigene dezentrale Smart Building-Lösung entwickelt. Das übergeordnete Managementtool kann die Daten aller verbundenen Geräte auslesen und auswerten. Die vorinstallierten Funktionen können durch programmierbare Features beliebig erweitert werden. Das Tool bietet Facility Managern damit eine wesentliche Hilfestellung bei der Datenerfassung, -analyse und Wartung.
Beispielszenario
Durch die einheitliche IP-Vernetzung ist der Smart Building Manager in der Lage, Gebäudenutzung, Geräteauslastung und zusätzliche Kontextinformationen in Relation auszuwerten. Beispielsweise wird die Klimatisierung unter Berücksichtigung mehrerer Datenquellen reguliert. Zum einen sind das die Performancedaten der integrierten Geräte, zum anderen sind das die Umgebungsparameter, die der Smart Sensor liefert. Neben der Auslastung von Heizung oder Klimaanlage werden die Anwesenheit von Personen, die Außentemperatur, die Stellung von Fenstern und Jalousien sowie der Feuchtigkeitsgehalt der Luft einkalkuliert.
Viele moderne Gebäude sind mit Hunderten von Sensoren ausgestattet. Wer die erhobenen Daten richtig zu nutzen weiß, kann die Betriebskosten, den Energieverbrauch sowie den ökologischen Fußabdruck enorm verringern. Mit dem Smart Building Manager hat Microsens ein Analysetool entwickelt, das das Tracking von Performance- und Sensordaten aller über IP vernetzten Geräte ermöglicht. Dank spezieller Schnittstellen lassen sich sämtliche Gewerke in das System integrieren - durch das Tool von Microsens wird aus jedem verbundenen Aktor auch ein Instrument der Datenerhebung.
Bild: Microsens GmbH & Co. KGCa. 40 Prozent des weltweiten Gesamtenergieverbrauchs sind dem Gebäudebestand zuzuschreiben - inklusive eines dementsprechend hohen CO2-Ausstoßes. Um diesem massiven Ausstoß entgegenzuwirken, ist eine effiziente Gebäudeautomation unabdingbar. Am effizientesten ist Gebäudeautomation dann, wenn sie in der Lage ist, sich anhand der erhobenen Sensor- und Performancedaten selbstständig zu justieren. Dadurch kann eine kontinuierliche Optimierung des Energieverbrauchs gewährleistet werden. Adaptivität ist in der Gebäudeautomation nur mithilfe einer softwarebasierten Lösung realisierbar. Softwarebasierte Gebäudeautomation reagiert nicht nur gemäß vorprogrammierter Protokolle auf bestimmte Umgebungsparameter, sondern ist in der Lage, ihre Automationsprofile ständig anhand von Nutzungsverhalten und Langzeitdaten zu verbessern. Hardwarebasierte Systeme veralten über die Zeit und müssen nachjustiert und nachgerüstet werden. Adaptive Gebäudeautomationssysteme ermöglichen stets optimale Energieeffizienz ohne manuelles Nachjustieren.
Microsens GmbH & Co. KG
Dieser Artikel erschien in GEBÄUDEDIGITAL 7 2017 - 09.11.17.Für weitere Artikel besuchen Sie www.gebaeudedigital.de
