In einer Welt, in der Nachhaltigkeit und Energieeffizienz immer wichtiger werden, ist die Automatisierung von Gebäuden ein zentraler Bestandteil der Lösung. Gebäudeautomation, Gebäudeleittechnik, kurz GLT, und LoRaWAN-basierte Energiemanagementsysteme wie better.energy bieten Möglichkeiten, Gebäude intelligenter zu machen und Ressourcen effizienter zu nutzen.
Doch was ist das eigentlich, wie unterscheiden sich diese drei Möglichkeiten und welche Vorteile und Nachteile ergeben sich für Betreiber oder Inhaber von Nichtwohngebäuden wie Kliniken, Hotels, Rehazentren, Bildungseinrichtungen, Büros oder auch öffentliche Verwaltungsgebäude? Dieser Blogbeitrag klärt auf und schafft Verständnis.
Gebäudeautomation und Gebäudeleittechnik – Ist das dasselbe?
Gebäudeleittechnik, also GLT, und Gebäudeautomation, kurz GA. Häufig werden beide Begriffe synonym verwendet. Jedoch gibt es deutliche Unterschiede. Vor allem, was die Integration, Funktionalität, den Umfang und Anwendungsgebiete betrifft.
Was ist Gebäudeautomation?
Unter Gebäudeautomation wird die automatisierte Überwachung, Steuerung, Regelung und Optimierung der Technischen Gebäudeausrüstung, kurz TGA, verstanden. Hierbei werden in einem Gesamtsystem Heizung, Lüftung, Klima, Beleuchtung, Verschattung und andere Gebäudetechnik integriert. Ziel von GA ist es, den effizienten, komfortablen und sicheren Betrieb eines Gebäudes herzustellen.
Im Fokus steht hier vor allem der Betrieb von Nichtwohngebäuden, wie zum Beispiel Krankenhäusern, Büro- und Verwaltungsgebäude, Bildungseinrichtungen, aber auch Hotels, Rehazentren, Flughäfen und Shopping Malls. Optimal vernetzte Gebäude werden in diesen Branchen als Smart Building bezeichnet
Richtlinie VDI 3814
Die Richtlinie VDI 3814 legt die Anforderungen und Empfehlungen für die Planung, Umsetzung und den Betrieb von Gebäudeautomationssystemen fest. Sie ist eine technische Richtlinie des Vereins Deutscher Ingenieure (VDI) mit dem Titel „Gebäudeautomation“.
Die Richtlinie unterteilt Gebäudeautomationssysteme in die folgenden Bereiche: Anlagenautomation (AA), Raumautomation (RA) und Gebäudeautomations-Management (GA-M). Die Feldebene der Gebäudeautomation umfasst Feldgeräte, die die technischen Anlagen steuern.
Die Automationsebene regelt die Anlagen auf Basis von Feldebene-Daten und Vorgaben der Managementebene. Die Managementebene überwacht und optimiert die Prozesse, alarmiert bei Störungen und kann zentral oder verteilt aufgebaut sein.
Anwendungsgebiete und Funktionen von Gebäudeautomation
Gebäudeautomation übernimmt zahlreiche Funktionen, um den Betrieb von Gebäuden wirtschaftlich zu gestalten. Dabei sind die Anwendungsfälle von Gebäudeautomation sehr umfassend. Gebäudeautomation ist verantwortlich für die Steuerung von Heizung, Lüftung, Klimatisierung und Beleuchtung, sie optimiert den Energieverbrauch und steigert den Raumkomfort.
Weiterhin ermöglicht Gebäudeautomation die Integration von Sicherheitssystemen wie Zugangskontrollen und Überwachungskameras zur Gewährleistung eines sicheren Gebäudeumfelds. Zudem unterstützt sie die Fernüberwachung und -steuerung von Gebäudebetriebssystemen für eine effiziente Gebäudeverwaltung.
Typische Anwendungsfälle von GA:
- Anwesenheits- und Abwesenheitserkennung
- Temperaturregelung, Fensterüberwachung
- Ventilatorsteuerung
- Luftqualitätsregelung
- Beleuchtung, Blendschutz und Tageslichtnutzung
- Zutrittskontrollsysteme
- Verbrauchsdaten-erfassung
- Fernüberwachung, Fehlerdiagnose und Wartung
- Laststeuerung
Vorteile und Nachteile von Gebäudeautomation
Die folgende Tabelle gibt Aufschluss über die Vorteile und Nachteile von GA. Dabei ist jedoch zu bedenken, dass je nach der im Nichtwohngebäude verwendeten Art von GA verschiedene Vorteile und Nachteile nicht immer zutreffend sind und variieren.
| Vorteile von Gebäudeautomation | Nachteile von Gebäudeautomation |
|---|---|
| Energieeffizienz: Optimierung von Heizung, Lüftung, Klimatisierung und Beleuchtung führt zu einem reduzierten Energieverbrauch | Hohe Anfangsinvestitionen: Implementierungskosten für Hardware, Software und Installation können hoch sein |
| Kosteneinsparungen: Reduzierung der Betriebskosten durch effizienteren Energieverbrauch und automatisierte Prozesse | Komplexität: Gebäudeautomationssysteme können aufgrund ihrer Komplexität schwer zu verstehen und zu implementieren sein |
| Komfortsteigerung: Anpassung von Raumklima, Beleuchtung und anderen Parametern an die Bedürfnisse der Nutzer | Hohe Wartungsanforderungen: Regelmäßige Wartung, Aktualisierung und Fehlerbehebung sind erforderlich, um einen reibungslosen Betrieb sicherzustellen |
| Verbesserte Sicherheit: Integration von Sicherheitssystemen wie Zugangskontrolle, Überwachungskameras und Rauchmeldern für ein sicheres Gebäudeumfeld | Abhängigkeit von Stromversorgung: Stromausfälle können die Funktionalität des Systems beeinträchtigen und zu Datenverlust oder Fehlfunktionen führen |
| Fernüberwachung und -steuerung: Möglichkeit zur Überwachung und Steuerung des Gebäudebetriebs von jedem Standort aus | Sicherheitsrisiken: Anfälligkeit für Cyberangriffe und Datenschutzverletzungen, insbesondere wenn das System nicht angemessen gesichert ist |
| Fehlerdiagnose und Wartung: Frühzeitige Erkennung von Problemen durch Sensoren ermöglicht eine schnellere Fehlerbehebung und Instandhaltung | Kompatibilitätsprobleme: Integration verschiedener Komponenten und Systeme kann zu Kompatibilitätsproblemen führen. |
| Anpassungsfähigkeit: Flexibilität, um sich an sich ändernde Anforderungen und Nutzungsprofile anzupassen | Begrenzte Skalierbarkeit: Einige Systeme sind möglicherweise nicht so skalierbar wie andere, was die Erweiterung des Systems erschweren kann |
| Steigerung des Immobilienwerts: Gebäudeautomation kann den Wert einer Immobilie erhöhen, indem sie deren Effizienz, Komfort und Attraktivität verbessert | Arbeitsplatzsicherheit: Automatisierung kann einige manuelle Arbeitsplätze ersetzen oder verändern |
| Compliance mit Standards und Vorschriften: Einhaltung von Energieeffizienzstandards und -vorschriften durch die Implementierung von automatisierten Systemen | |
| Zukunftssicherheit: Investition in Technologien, die auch zukünftige Anforderungen und Trends im Bereich der Gebäudeverwaltung erfüllen können |
Was ist Gebäudeleittechnik?
Die Gebäudeleittechnik, kurz GLT, ist seit langem das Rückgrat der Gebäudeautomation. GLT ist in der obersten Ebene der GA, in der Managementebene, verankert. Bei GLT handelt es sich klassisch um Software, welche die zentrale Steuerung übernimmt.
Dabei beruht GLT auf Bussystemen mit verschiedensten Netzwerk-Protokollen, wie BACnet, M-Bus, LCN oder KNX. Diese sind über analoge oder binäre Kabel mit Controllern der Automationsebene und darüber mit den Sensoren und Aktoren der Feldebene verbunden.
GLT ermöglicht es Gebäuden, wie Kliniken, Verwaltungs- oder Bildungseinrichtungen, Hotels, Büros, aber auch Pflegeheimen verschiedene Systeme wie Heizung, Lüftung, Klimatisierung und Beleuchtung zentral zu steuern und zu überwachen.
Diese Integration von Sensoren, Aktoren und Steuerungssystemen bietet eine umfassende Kontrolle über den Betrieb der verschiedenen Nichtwohngebäude. Von zentralen Steuerzentralen aus können Betreiber Echtzeitdaten über den Zustand des Gebäudes abrufen und entsprechend reagieren, um den Energieverbrauch zu optimieren und den Komfort zu maximieren
Was ist ein Bussystem?
Ein Bussystem ist ein Kommunikationssystem, welches eine Vielzahl von Messgeräten, Stellglieder und Antrieben mit einem Steuerungsgerät verbindet. Bussysteme für die Gebäudeautomation werden seit 1980 entwickelt.
Was ist der Unterschied zwischen GLT und GA?
Die vorherigen Ausführungen haben gezeigt, dass Gebäudeleittechnik und Gebäudeautomation eng miteinander verbunden sind und Hand in Hand arbeiten. GLT ist ein Teil der Gebäudeautomation. Während die Gebäudeleittechnik sich auf die Steuerung und Überwachung konzentriert, umfasst die Gebäudeautomation eine breitere Palette von automatisierten Prozessen und Technologien, die den effizienten Betrieb und die wirtschaftliche Nutzung von Nichtwohngebäuden verbessern.
Es gibt also einen deutlichen Unterschied zwischen Gebäudeleittechnik und Gebäudeautomation, gleich wenn beide Begriffe oft synonym verwendet werden. GLT und GA unterscheiden sich sowohl im Umfang als auch in der Funktionalität und Integration.
GLT ohne Kabel – Das neue Herzstück der Gebäudeautomation?
Gebäudeleittechnik muss nicht immer kabelgebunden sein. Früher waren kabelgebundene Systeme der Standard, da sie als zuverlässiger und sicherer galten. Durch kabelgebundene GLT entsteht jedoch ein enormer Aufwand, weil ein umfangreiches Netzwerk von Kabeln verleget werden muss, um alle Sensoren, Aktoren und andere Geräte miteinander zu verbinden.
Das ist für die Nichtwohngebäude kostspielig und zeitaufwändig. Ein Nachrüsten von denkmalgeschützten Gebäuden oder Bestandsgebäuden ist zudem kaum möglich.
Deswegen hat sich die Technologie weiterentwickelt und drahtlose Lösungen steigen in der Beliebtheitsskala. Neue Drahtlos-Technologien wie LoRaWAN vereinen das Beste aus zwei Welten.
LoRaWAN ist nicht nur sicher in der Datenübertragung, sondern ermöglicht die Vernetzung von Software und Sensoren oder Aktoren ganz ohne Kabel und zusätzliche Controller auf der Automationsebene der GA. Damit entfällt das schwerfällige, komplexe und teure Verkabeln von Nichtwohngebäuden.
LoRaWAN-basierte Raumsteuerung – Drahtlose Vernetzung für eine intelligente Zukunft
Kliniken, Hotels, Büros, Verwaltungsgebäude sowie Pflege- oder Bildungsreinrichtungen können mit auf LoRaWAN-basierten Building Management Systemen nun auch von den Vorteilen der Gebäudeautomation profitieren. Und das, ohne die Nachteile von hohem Installationsaufwand und Kosten zu befürchten.
Drahtlose Technologien zur Raumsteuerung können auch problemlos in Gebäuden mit bereits bestehender kabelgebundener GLT installiert werden und diese sinnvoll ergänzen oder ersetzen. Gerade wenn es sich um Gebäudeleittechnik handelt, welche bereits seit den 80er und 90er Jahren aktiv ist.
Der Vergleich LoRaWAN-basierte Raumsteuerung vs. kabelgebundene Raumsteuerung
| Vergleichspunkte | Drahtlose/LoRaWAN-basierte Raumsteuerung | Kabelgebundene Raumsteuerung (klassische GLT) |
|---|---|---|
| Installation | Die drahtlose Raumsteuerung lässt sich schnell und unkompliziert in Gebäuden installieren | Kabelgebundene Raumsteuerungslösungen sind mit erheblichem Installationsaufwand verbunden |
| Kosten | Die Kosten für eine LoRaWAN-basierte Raumsteuerung sind aufgrund des geringeren Material- und Personalbedarfs deutlich geringer als bei klassischer GLT | Kabelgebundene-GLT zur Raumsteuerung ist mit hohen Material- und Personalkosten verbunden |
| Flexibilität | Drahtlose Raumsteuerung ist deutlich flexibler, da neue Geräte und Sensoren einfacher hinzugefügt oder umplatziert werden können, ohne dass physische Veränderungen an der Verkabelung erforderlich sind | Kabelgebundene GLT ist relativ unflexibel, eine Erweiterung oder die Umstrukturierung von Räumen ist mit erheblichem Verkabelungsaufwand und -kosten verbunden |
| Skalierbarkeit | LoRaWAN-basierte Raumsteuerungslösungen sind maximal skalierbar, auch auf weitere Gebäudeteile oder weitere Gebäudekomplexe | Die kabelgebundene Raumsteuerung ist in der Regel schlechter skalierbar |
| Fernüberwachung | Drahtlose Raumsteuerungen bieten über einen Webzugang von überall undjederzeit Zugriff auf Heizkörper und Fan Coils | Eine Fernüberwachung ist mit kabelgebundener GLT, insofern die Software nicht nur vor Ort installiert, sondern über einen Webzugang erreichbar ist, gut aus der Ferne zu überwachen |
| Benötigte Hardware | Für LoRaWAN-basierte Raumsteuerungen werden keine Controller für die Datenübertragung und Kabel benötigt | Da für die Kommunikation zwischen kabelgebundener GLT und den Aktoren/Sensoren Controller benötigt werden, steigt hier der Hardwarebedarf |
| Übertragungsmethode und Protokolle | Drahtlos:LoRaWAN und LoRa | Kabelgebundene Bus-Systeme mit Protokollen wi BACNet, M-Bus, KNX, etc. |
| Integration in andere Systeme | Drahtlose Raumsteuerungs-Systeme sind einfach in bestehende Gebäudeinfrastrukturen zu integrieren, da keine zusätzliche Verkabelung erforderlich ist | Kabelgebundene GLT zur Raumsteuerung ist meist schwieriger in andere Systeme integrierbar, da zum einen Kabel benötigt werden und zum anderen es viele Kommunikationsprotokolle gibt |
| Reichweite und Abdeckung | Mit LoRaWAN werden hohe Reichweiten bis 500 Meter sowie eine gute Gebäudedurchdringung erreicht | Die kabelgebundene Raumsteuerung hat eine sehr gute und zuverlässige Reichweite sowie Abdeckung in Gebäuden |
| Energieverbrauch | LoRaWAN-basierte Raumsteuerungen sind extrem energieeffizient, da sie nur Energie für die Kommunikation verbrauchen, wenn die Geräte mit der Software kommunizieren | Kabelgebundene GLT muss ständig mit Strom versorgt werden und hat dadurch einen höheren Energieverbrauch |
| Wartungsaufwand | Die drahtlose Rausteuerung erfordert wenig Wartungsaufwand, da es hier nicht zu Korrosion oder Kabelbruch kommen kann | Kabelgebundene GLT ist mit hohem Wartungs- und Reparaturaufwand verbunden, welche sich proportional mit der Anzahl verbundener Sensoren/Aktoren erhöhen |
| Zukunftsfähigkeit | Drahtlose Raumsteuerungs-Systeme sind zukunftsfähiger, da sie flexibler für zukünftige Technologieentwicklungen und -änderungen sind | Es ist davon auszugehen, dass kabelgebundene Lösungen teurer in der Aktualisierung sind und damit auch weniger zukunftsfähig |
Fazit: Die richtige Wahl treffen
Die Entscheidung zwischen Gebäudeleittechnik und intelligenter Raumsteuerung auf LoRaWAN-Basis hängt von einer Vielzahl von Faktoren ab, darunter die spezifischen Anforderungen des Gebäudes, das Budget, die Skalierbarkeit und die Zukunftsfähigkeit der Technologie. Während die Gebäudeleittechnik eine bewährte und zuverlässige Lösung darstellt, bietet die intelligente Raumsteuerung auf LoRaWAN-Basis eine kostengünstige und flexible Alternative.
Gerne beraten wir dich in einem unverbindlichen Gespräch über die Einsatzmöglichkeit der LoRaWAN-basierten Raumsteuerung in deinem Nichtwohngebäude. Wir freuen uns auf deine Anfrage!