Landratsamt Sigmaringen, Deutschland, 2015

Um diese Forderungen zu erfüllen, wurden folgende Maßnahmen geplant:

• Wärmedämmung des Baukörpers auf im Mittel ca. 25–30 % unter den Anforderungen der EnEV 2009.
• Effiziente Verschattungseinrichtungen mit einem Durchlassfaktor ≤ 0,2 gemäß VDI 2078 und automatischer, an den Sonnenstand angepasster Lamellennachführung.
• Einsatz von effizienten Beleuchtungseinrichtungen mit einem spezifischen Anschlusswert von im Mittel 2,5 W/(m²100lx).
• Nutzung von Geothermie (Erdwärme) zur Beheizung und Kühlung des Gebäudes
• Raumlufttechnische Anlagen mit effizienten Ventilatoren und Wärmerückgewinnungseinrichtungen.
• Ansaugen der Außenluft für RLT Anlagen über Erdwärmetauscher.
• Gebäudeautomationssystem mit GA-Effizienzklasse A gemäß DIN EN 15232, d. h. unter anderem bedarfsgeführte Anlagenfunktionen und nutzungsorientierte Raumfunktionen.

Das Automationskonzept

Schon in der Planungsphase stand fest, dass eine gemeinsame Basis für alle technischen und organisatorischen Abläufe im Gebäude geschaffen werden muss, um den hohen Anforderungen des Amtes gerecht zu werden. Dafür schaffte das Planungsbüro Heidemann und Schmidt mit einer gewerkeübergreifenden Integralplanung alle nötigen Voraussetzungen. Mit der HGI Heger Gebäudeautomation Ingenieurgesellschaft mbH ging der Auftrag für die Errichtung der Gebäudeautomation an einen LOYTEC Competence Partner, der nicht nur ein Pionier in Sachen LonMark-Systemen ist, sondern auch deutschlandweit dafür bekannt ist, technisch anspruchsvolle Projekte professionell abzuwickeln. Ein wesentlicher Grund für die erfolgreiche Umsetzung der Planung lag aber auch in der außergewöhnlich guten Kooperation aller Beteiligten angefangen vom Planungsbüro Heidemann und Schmidt, HGI als Auftragnehmer, LOYTEC und nicht zuletzt dem Auftraggeber selbst. Von Beginn an haben alle Protagonisten zielgerichtet und lösungsorientiert zusammengearbeitet. 

Als Basis für die technische Kommunikation setzte man beim Landratsamt (LRA) in Sigmaringen für die HLK- und Raumautomation auf den Aufbau eines LonMark-Systems unter Verwendung von sowohl Twisted-Pair als auch Ethernet/IP-Netzwerken. Für die Managementebene wurde BACnet als Protokoll vorgegeben. Um auf separate Gateways zu verzichten, wurden Automationsstationen gefordert, die Standardprotokolle wie Modbus, M-Bus, LON und BACnet gleichzeitig integrieren und automatisiert aufeinander abbilden.

Beide Voraussetzungen erfüllen die LOYTEC Automationsstationen LINX-150 und LINX-151, für die man sich für die Umsetzung der Aufgabe entschieden hat. Für die Aufschaltung von physikalischen Datenpunkten wurden L-IOB I/O Module eingesetzt, die Datenpunktbezeichnungen im Klartext sowie Datenpunktzustände dynamisch für sämtliche Ein- und Ausgänge direkt am I/O Modul über ein integriertes LCD Display anzeigen. 

Neben den Automationsstationen für die komplette Regelung von Heizung, Lüftung und Kälte sowie für übergeordnete Raumautomationsfunktionen lieferte LOYTEC außerdem sämtliche Infrastrukturprodukte für das LonMark-System.

Die Inbetriebnahme

Da die Entfernung zur Baustelle mehr als 600 Kilometer betrug, wurde mit dem Landratsamt eine Inbetriebnahme der mehr als 1.000 LON-Knoten und der LOYTEC Automationsstationen über Ferneinwahl vereinbart.

Jeder einzelne Busteilnehmer konnte somit vorab im Büro in die Datenbank eingelesen und parametriert bzw. programmiert werden.

Anschließend wurden die Geräte dem ausführenden Elektrounternehmen zum weiteren Einbau übergeben. Die Inbetriebnahme bzw. Einregulierung erfolgte durch einen vor Ort anwesenden Automationstechniker und den vom Büro aus aufgeschalteten Programmierer.

Durch diese Maßnahmen konnten die Personal- und Reisekosten um 25 % gesenkt werden.

Das Gebäudemanagement System (GMS)

Parallel zur Errichtung des Automationsnetzwerkes wurde ein GMS installiert. Mit Hilfe von 22 im Gebäude verteilten Automationsstationen werden mehr als 11.000 Datenpunkte dem GMS zur Verfügung gestellt und dort aufbereitet.  

Durch Funktionen wie Web-Interface, Anlagengrafiken, Zeitschaltprogramme, Trendlogs und Alarming mit SMS-Weiterleitung wird der Nutzer in die Lage versetzt, auch komplexe Vorgänge 24 Stunden am Tag zu überwachen und eigene Optimierungen durchzuführen.

Das Ergebnis

Seit August 2014 ist das Gebäude bezogen und es zeigt sich, dass das hoch gesteckte Ziel in Bezug auf Energieeffizienz und Nachhaltigkeit erreicht ist.

Die eingesetzten Wärmerückgewinnungssysteme und Erdwärmetauscher für die Lüftungsanlagen in Verbindung mit der Raumautomation reduzieren den Energiebedarf soweit, dass die Geothermieanlage ausreicht, um die Grundlast für den Heiz- und Kühlbetrieb zur Verfügung zu stellen.

Zur Abdeckung der Spitzenlasten bei extremen Witterungsbedingungen wird zusätzliche Wärme aus der im ersten Bauabschnitt erstellten Nahwärmeversorgung (Energiezentrale mit Holzhackschnitzelkessel und Gaskessel) bereitgestellt.

Die Energiezentrale wurde ebenfalls in das gesamte Automationsnetzwerk der Liegenschaft sowie das GMS eingebunden, so dass alle Vorgänge vollständig automatisiert ablaufen.

Äußerst hilfreich für die Umsetzung waren dabei die leistungsstarken L-INX Automationsstationen mit ihren verschiedenen Kommunikationsschnittstellen (M-Bus, Modbus, LON, BACnet) für die Integration von Twisted-Pair Netzwerken und verschiedenen Protokollen am Ethernet/IP Kanal. Mit ihnen konnte im gesamten Projekt, wie gefordert, auf zusätzlich Gateways verzichtet werden. Bewährt hat sich dabei einmal mehr die automatisierte und fehlerfreie Verknüpfung der Protokolle durch LOYTECs einzigartige Auto-Connect-Funktion.

LOYTECs Fokus auf die IP-Kommunikation kombiniert mit IT-Sicherheitsfunktionen auf Geräteebene unterstützten HGI bei der Inbetriebnahme und sorgten für eine große Akzeptanz bei den beteiligten IT-Administratoren. Weitreichende Fernzugriffsmöglichkeiten bis auf die Programmierebene erlaubten eine flexible Systemkonfiguration und sorgten maßgeblich für die signifikante Reduzierung von Personal- und Reisekosten. Als äußerst vorteilhaft hat sich dabei erwiesen, dass Programmänderungen im laufenden Betrieb ohne Geräteneustart durchgeführt werden konnten.

Rückblickend betrachtet waren die hohen Anforderungen an das Gebäudeautomationssystem sicher eine Herausforderung für den Systemintegrator. Dank der guten, gewerkeübergreifenden Planung, der einzigartigen Kombination von Funktionen auf den LOYTEC Automationsstationen und der partnerschaftlichen Zusammenarbeit von Systemintegrator und Hersteller konnte diese Herausforderung mit Bravur gemeistert werden und führte schließlich zu einer mangelfreien Abnahme.

Interessante Punkte

Devices: LIP-3333ECTB, LIP-33ECTB, LINX-150/151, LIOB-100/101, LIOB-A2, L-Proxy, LT-33, L-MBUS20