Mehr Komfort bei mehr Energieeffizienz in der Gebäudeautomation – die Potenziale, Herausforderungen und Normen.

Einsparpotenziale und Normen: DIN EN 15232 und VDI 3814.

Nationale und europäische Regelwerke wie das GEG (Gebäudeenergiegesetz) und die EPBD (Energy Performance of Buildings Directive) auf Europäischer Ebene geben der Gebäudeautomation eine wichtige Rolle bei der Erreichung der Energieeffizienz und beschreiben die Anforderungen an eine solche zu errichtende Gebäudeautomation. 

Allerdings schafft die bloße Installation einer Gebäudeautomation allein noch keinen Effizienzzuwachs. Vielmehr müssen zusätzlich zahlreiche konkrete Funktionen implementiert werden, die dann zu einem effizienteren Betrieb führen. 

In verschiedenen Regelwerken wird deutlich, dass sich mit solchen GA-Systemen deutliche Energieeinsparungen erzielen lassen. So wurde etwa in der bekannten Klassifizierung der DIN EN 15232 gezeigt, dass sich in Bürogebäuden bei entsprechend hohem Automationsniveau signifikante Einsparungen erreicht lassen. Neben Bürogebäuden können aber auch Einkaufszentren oder andere Nichtwohngebäude durch bedarfsgerechte Steuerungs- und Regelstrategien deutlich energieeffizienter betreiben werden. 

Die wichtige, bereits seit 1977 existierende Richtlinie und später zu einer Richtlinienreihe erweiterte VDI 3814 Gebäudeautomation (GA) beschäftigt sich intensiv mit der Gebäudeautomation. Diese in den letzten Jahren erneut überarbeitete Richtlinienreihe ist mittlerweile in 6 Blätter unterteilt und deckt damit alle Facetten ab: 

VDI 3814 Blatt 1 Grundlagen

VDI 3814 Blatt 2 Planung

VDI 3814 Blatt 3 Funktionen

VDI 3814 Blatt 4 Arbeitsmittel

VDI 3814 Blatt 5 Energieeffizienz

VDI 3814 Blatt 6 Qualifizierung von Personen

Gebäudeenergiegesetz (GEG): Schlüsselpunkte für die GA

Das Gebäudeenergiegesetz (GEG) ist seit 2020 in Kraft und vereint frühere Einzelregelungen (EnEG, EnEV, EEWärmeG). Es fordert einen bestimmten energetischen Standard für Gebäude und den Einsatz erneuerbarer Energien zur Wärme- und Kälteerzeugung. Für die Gebäudeautomation sind insbesondere folgende Aspekte relevant:

GEG § 71a: Energieüberwachungstechnik und Automationsgrad

• Thermische Leistung > 290 kW
  Neue oder wesentlich sanierte Gebäude mit größerer Heiz- oder Kühlleistung müssen ab 2025 eine digitale Energieüberwachung installieren und mindestens den mittleren Automationsgrad (B) nach DIN V 18599-11 erfüllen.
• Reduzierung des Schwellenwerts
  Ab 2030 wird dieser Grenzwert auf 70 kW herabgesetzt werden, was den Geltungsbereich deutlich erweitert und in der Folge auch mittlere bis kleinere Gebäude betreffen wird.

Das erforderliche Inbetriebnahmemanagement

Das GEG sieht zudem ein technisches Inbetriebnahmemanagement vor, um die Wirksamkeit der installierten Gebäudeautomations-Systeme sicherzustellen. Dazu gehören Prüfungen, Funktionskontrollen und Dokumentationen über mehrere Betriebsphasen hinweg. Auf diese Weise soll gewährleistet werden, dass die geplanten Einsparungen auch tatsächlich eintreten.

Dieser Anspruch wird in der Richtlinie VDI 6039 verfolgt. Sie stellt Methoden und Vorgehensweisen vor, die eine ganzheitliche Organisation und den Nachweis der Gesamtfunktionalität von der Planung bis zum Betrieb sicherstellen. Das Ergebnis eines Inbetriebnahmemanagements soll ein funktionsfähiges Gebäude inklusiver aller Gewerke sein, welches den vollen Nutzen für den Auftraggeber vom ersten Tag der Nutzung an ermöglicht. 

Dieses Inbetriebnahmemanagement ist insbesondere deshalb wichtig, weil zwischen der ersten Planung und den Ausführungen häufig eine größere Zeitspanne liegt und dazwischen oft Änderungen gemacht werden, die dann leider nicht immer durchgängig (!) berücksichtigt werden. Auch kann sich die Gebäudenutzung im Laufe des Prozesses verändern, weswegen beispielsweise die Planungsdaten für ein Zeitprogramm am Ende dem realen Betrieb angepasst werden müssen.

Typische Stolpersteine auf dem Weg zum effizienten Gebäude

Unklare Ausschreibungen
Nur durch eine Vernetzung aller technischer Gewerke kann die Wirtschaftlichkeit und Energieeffizienz durch die Gebäudeautomation erreicht werden. Das optimale Zusammenwirken der Gewerke muss daher schon in den Ausschreibungen gewährleistet sein. Wenn bei Ausschreibungen beispielsweise nicht klar formuliert wird, dass offene GA-Schnittstellen (z. B. BACnet) erforderlich sind, können inkompatible Insellösungen entstehen. Nachrüstungen sind in Bezug auf die Wirtschaftlichkeit oft kritisch zu sehen. Denn eine fehlende Anbindung eines Gewerkes an die Gebäudeautomation verhindert unter Umständen sogar die Optimierungsmöglichkeit des gesamten Gebäudes, weil zum Beispiel eine einzelne Heizungsanlage oder eine isolierte Lichtsteuerung nicht einbezogen und damit ihre zuweilen erheblichen Auswirkungen auf den gesamten automatisierten Betrieb des Gebäudes nicht berücksichtigt werden können. 

Fehlende Schulung
Um das volle Potenzial der Gebäudeautomation ausschöpfen zu können, muss die gesamte Funktionalität auch in der Praxis genutzt werden. Hierzu bedarf es gut geschulten und kompetenten Personals. Wer in Betrieb und Wartung eingebunden ist, muss ausreichend in die GA-Systeme eingewiesen sein, um das volle Einsparpotenzial des Systems abrufen zu können.

Mangelhaftes Monitoring
Fehlt die kontinuierliche Überwachung, fallen Ineffizienzen in den Regelstrategien oft erst auf, wenn sie bereits höhere Kosten verursacht haben.

Die Zukunft: Digitalisierung, KI und Building Twin

Mit Blick auf die kommende Entwicklung wird die Gebäudeautomation zunehmend vermehrt von digitalen Technologien profitieren:

KI-gestützte Regelung
Algorithmen der künstlichen Intelligenz könnten Echtzeitdaten auswerten, dabei kontinuierlich dazulernen und daraus eigenständig Optimierungsvorschläge oder -maßnahmen ableiten.

Building Twin
Ein Building Twin oder digitaler Zwilling des realen Gebäudes kann sämtliche GA-Funktionen virtuell abbilden. Veränderungen oder Wartungen lassen sich damit virtuell testen, bevor sie im laufenden Betrieb umgesetzt werden.

Für Betreiber resultieren daraus langfristig weniger Wartungsaufwand, eine effizientere Betriebsführung und größere Transparenz über sämtliche Gewerke. Parallel wird der Komfort weiter steigen, da sich die Technik flexibel und teilweise selbsttätig an Rahmenbedingungen oder die Bedürfnisse der Nutzer anpasst.