Karl Heinz Belser (Johnson Controls Systems & Services GmbH)

Gebäude Information Systeme –Voraussetzung für Gebäude 4.0

Karl Heinz Belser

Regionalleiter Vertrieb Systemgeschäft

Johnson Controls, Inc. —2

Übersicht

Allgemeine Technologie Entwicklung im Bereich der Internet Technologie

Evolution der Klassische Gebäude Automations Systeme

Voraussetzungen für Gebäude Informations Systeme

Fundamental Commissioning / Inbetriebnahme Management VDI6039

Building Information Modelling BIM – BAM – BOOM

Was können Sie heute schon tun, um vorbereitet zu sein?

Was können wir Ihnen heute schon liefern?

Metasys Energy Dashboard

Metasys Looking Glass 1. Raumautomation per Smartphone

2. Beliebige Informationspunkte für unterschiedliche Nutzergruppen

Datensicherheit bei offenen Systemen in der Gebäudeautomation

Zusammenfassung - Ausblick

20. GLT Anwendertagung KIT Karslruhe / K.H. Belser


Beispiel für die zunehmende Digitalisierung

1. Eigenstromversorgung durch Sonne und/oder Wind2. Bedarfsabhängige Regelung der LED Beleuchtungsstärke (Sensor gesteuert)3. WLAN & Cloud Dienste, z.B. „verfügbare freie Parkplätze“4. Notruf Alarmierung5. Datenunterstützung für autonomes Fahren (Verkehrsdichte, Geschwindigkeit)6. Stromtankstellen-Funktion für Elektromobilität7. Umweltüberwachung (Sensoren für Feinstaub, Schadstoffgase usw. ….)

Bilder: Wirtschaftswoche online

Straßenlampen werden zu Kommunikationszentralen

Welches Potenzial sehen Sie in einer Straßenlaterne?



Allgemeine Technologie Entwicklung

Internet Technologie mit ultra-schnellen Innovationszyklen

Mobiles Internet ist in der täglichen Verwendung nicht mehr wegzudenken

Smartphones, Tablets, Notebooks breit verfügbar

WLAN (Hotspots) mit großer Flächenabdeckung (Bahn ICE, Flugzeuge…)

Adressierungsraum des Internet wird massiv erweitert von IPv4 zu IPv6

232 ≈ 4,3 Milliarden IP Adressen 2128 ≈ 340 Sextillionen (3,4·1038) IoT

Digitalisierung von Informationsquellen schreitet in allen Bereichen voran

Massendaten werden in allen Lebensbereichen erhoben („Big Data“)

Erhebung von Massendaten von Maschinen, Industrieparks und allen Warenbewegungen wird forciert (Industrie 4.0)

„BIM“ Building Smart / Digitales Bauen 4.0 ist international im Kommen

IoT - „Internet der Dinge“ wird durch neue Technologien voran-

getrieben z.B. neue Chip Standards, wie IP500 in der TGAhttps://de.wikipedia.org/wiki/IPv6



Evolution der klassische Gebäudeautomations Systeme

IoT Anwendungen in der Gebäudeautomation ????

IT Integration

IT Integration ERP Systeme

Offene Systeme

Zählwertintegration

Standard Datenübertragungsprotokolle

System Integrationen mit heterogenen Schnittstellen

DDC-Gebäudeautomation

ZLT-G Zentrale Leittechnik für Gebäude20. GLT Anwendertagung KIT Karslruhe / K.H. Belser


- Unsere aktuelle Integrations Plattform

- Ethernet TCP/IP

Man

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ente

bene

Auto

mat

ions

eben

eFe

ldeb

ene

N2-

Bus

M5i - Server

SQL - Server

M5i - Gebäudeleittechnik

Notebook –BedienstationWeb Bedienstation

Netzwerkdrucker

NAE - Network Automation Engine

-MS/

TP

-LO

N

2x Feldbus

TEC2000 - EZR

FEC, FAC

TUC - EZR

-Integration

ADS/ADX - Gebäudeleittechnik

LVB - Lokale VorrangbedienungBACnet MS/TP

- Integration

DX-9100

RS-1180

TC-9100

NCE - Network ControlEngine

LVB - Lokale VorrangbedienungBACnet MS/TP

Umwälzpumpe

N2-

Bus -M

S/TP

-LO

N

Medienzähler

FEC – Field Equipment Controller

1x Feldbus

Netzanalysegerät

- Integration

NIE - Network Integration Engine

1x Feldbus

2x Integration

iPAD Bedienung

DDC Migration

FAD – FieldAdvancedDisplay

MED – EnergiemonitoringEnergiecontrolling



Voraussetzungen für Gebäude-Informationssysteme

Inbetriebnahme Management VDI 6039, Fundamental Commissioning (LEED)

Fachgewerke übergreifende Integrationsplanung

Building Information Modelling BIM (digitale Planung 5D)

Zählerkonzept

Netzwerk- und IT-Integration

Betreiber und Nutzerkonzept

Stationäre Bedienplätze, mobile Bedienplätze, stationäre Anzeigen

Externe VPN-Zugänge

Organisationskonzept für die Weiterleitung von Alarmen und Meldungen



Inbetriebnahme Management nach VDI 6039im Lebenszyklus des Gebäudes

Das Inbetriebnahme-Management beginnt schon lange vor der eigentlichen Inbetriebnahme der technischen Anlagen im Gebäude.

Das Inbetriebnahme-Management ist Teil der Projektentwicklung und mündet in eine gewerkeübergreifende Fachplanung.

In einem erweiterten Probebetrieb leitet es als „Fundamental Commissioning“ in die Betriebsphase über.



Veranlassung – Inbetriebnahme Management

Die VOB beschreibt die Inbetriebnahme von Einzelgewerken Gebäudetechnische Komponenten verfügen über digitale Steuerungen Vernetzungsschnittstellen sind überall vorhanden Offene Datenübertragungs-Standards vereinfachen die Vernetzung BUS Systeme werden heute wegen ihrer vielen Vorteile überall eingesetzt Funktionelle Verbindungen ermöglichen einen sicheren und energieeffizienten

Gebäudebetrieb (z. B. Entrauchung, Integrierte Raumautomation, Lastabwurf..)

Die Inbetriebnahme muss in einem Gewerke-übergreifenden Systemgedankenganzheitich betrachtet und organisiert werden.



Gewerke Beziehungsmatrix (Beispiel VDI6039)



BNB – „Systematische Inbetriebnahme“

https://www.bnb-nachhaltigesbauen.de/fileadmin/steckbriefe/verwaltungsgebaeude/neubau/v_2015/BNB_BN2015_523.pdf



„Fundamental Commissioning“ in der LEED Zertifizierung

Eine „grundlegende Inbetriebnahme“ ist hier eine der unabdingbaren Voraussetzungen für die Erreichung von maximal 35 Punkte im Bereich der Bewertungskriterien für „Energie und Atmosphäre“.



BIM - Building Information Modelling

Ziel von buildingSMART International ist es, den modellbasierten Ansatz für die

Optimierung der Planungs-, Ausführungs-, und Bewirtschaftungsprozesse im

Bauwesen im Rahmen der buildingSMART-Initiative zu etablieren.

http://www.buildingsmart.org/



buildingSmart

http://www.buildingsmart-tech.org/ifc/IFC4/Add1/html/

buildingSMART hält auf seiner Web-Seite Informationen zum aktuellen

Daten Austauschformat IFC Version 4 Addendum 1 vor



Planen Bauen 4.0 Finnland, Schweden, Norwegen, Frankreich, Großbritannien, die USA,

Singapur, Australien und andere Länder sind in Sachen BIM führend. Deutschland hinkt der internationalen Entwicklung im Bauwesen hinterher.

Planen Bauen 4.0 - Umsetzung der Building Smart Initiative in Deutschland BIM – Building Information Modelling / Planung und Ausschreibung BAM – Building Assembly Modeling / Herstellung und den Bau BOOM – Building Owner Operator Model / Nutzungs- und Betriebsphase

http://planen-bauen40.de/ https://de.wikipedia.org/wiki/Building_Information_Modeling

BIM BAM BOOM



Stufenplan – Digitales Bauen wird bis 2020 eingeführt

BM Dobrindt stellte am 15. Dezember 2015 den Stufenplan

„Digitales Planen und Bauen“ der Öffentlichkeit vor

„Wir starten eine Offensive zur Digitalisierung der Baubranche. Mit modernsten digitalen Methoden sollen Bauprojekte effizienter und im Zeit- und Kostenrahmen realisiert werden. Wir werden Planen und Bauen mit BIM für unsere Infrastruktur-projekte ab 2020 verbindlich machen. Mit Pilotprojekten optimieren wir den Einsatz dieser Planungsmethoden. Das ist eine Modernisierungsoffensive für die weltweit tätige deutsche Bauindustrie.“

http://www.bmvi.de/SharedDocs/DE/Publikationen/DG/stufenplan-digitales-bauen.pdf?__blob=publicationFilehttp://www.bmvi.de/SharedDocs/DE/Publikationen/G/reformkommission-bau-grossprojekte-endbericht.pdf?__blob=publicationFile



Was können Sie heute schon tun um vorbereitet zu sein?

Netzwerk Topologie prüfen

Einbringen in die Weiterentwicklung des Masterplans der IT am Standort

Datenbereitstellung für diverse Nutzergruppen definieren

Bereitstellung von gesicherten Netzwerkzugriffen auf das GA System

Nutzergruppen für Informationen aus der TGA identifizieren und angehen

Gebäudeautomations-Datenpunkte für diese Nutzer bereitstellen (ISO50001)

TGA Anlagenkonzeption überprüfen

Masterplan für Instandhaltung / Erneuerung einzelner Anlagen

Thermische – und Elektro Speicher für die TGA und Elektro planen

für Funktionen eines Smart Building



Was können wir Ihnen heute schon liefern?

Beratungsunterstützung durch Gebäudeautomationsfachleute

Hinzuziehung von IT-Expertenwissen

Einbeziehung von TGA-Fachleuten

Systemintegrationsdienstleistungen

Zeitgemäße Anwendungen:


Metasys Looking Glas für die Raumautomation

Metasys Looking Glas für Steril Bereiche, Labore, Tierhaltung, Sicherheitsbereiche




Energieverbrauchsdaten aufbereitet für spezielle Nutzergruppen:

Energiemanager Mieter Controlling EDL-G ISO 50001



Metasys Looking Glass - Raumautomation

„Raumautomation – Bedienung per Smartphone“

QR Code im Office an der Wand scannen…. und los geht´s

Klassische Lichtschalter und Verkabelung können eingespart werden !!!



Beliebige Informationspunkte für unterschiedliche Nutzergruppen (Beispiele):

Wartungspersonal für komplexe eingebundene Aggregate

Feuerwehrtableaus

OP Bereiche

Sterile Bereiche (z.B. Pharmazie,Tierhaltung)

Militärische Sicherheitsbereiche

Rechenzentren

Forschungslabors

Prüfstände

Abruf per Smartphone oder Tablet-PC per QR-Code

Metasys Looking Glass – Beliebige Informationspunkte



Datensicherheit bei Offenen Systemen

Offene Systeme sind offen und können attackiert werden

Auf Ebene der IT-Netzwerke kann professionell geschützt werden

Feld-Buslinien können meist nicht geschützt werden

Der Schutz von Gebäudeautomationsanlagen fängt am Schaltschrank an

Passworte an DDC-AS sind periodisch zu ändern

Einen Ansatz zur strukturierten Erfassung und

Ableitung von organisatorischen Maßnahmen

liefert das neue VDMA Einheitsblatt 24447



Zusammenfassung - Ausblick

Gebäudeautomationssysteme befinden sich im Wandel

Basis Technologien aus dem IT-Bereich unterliegen einem schnellen Fortschritt

Die Digitalisierung schreitet in allen Bereichen weiter voran

Verschiedenste Nutzergruppen werden auf die Gebäudeinformationen zugreifen

Gebäude werden künftig nach buildingSmart (BIM) Methoden geplant

BIG Data-Auswertungen von Gebäudedaten liefern zunächst Hilfestellungen

für einen energieeffizienten Betrieb für die verschiedensten Nutzergruppen

BIG Data-Auswertungen von Gebäuden werden zu Algorithmen und Profilen

von Gebäuden nach Nutzungsart führen Optionen für Optimierung

Gebäudedaten sind nicht gesetzlich geschützt -> Vorsicht bei offenen Systemen

IT-Sicherheit von Gebäudeautomationssystemen kommt in den Fokus



Besten Dank für Ihre Aufmerksamkeit.

Für Fragen stehe ich Ihnen gerne zur Verfügung

[email protected]


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