Haustech 5/2019

Smart Data statt Big Data

Digitale Leistungsschalter der MTZ-Baureihe sind ein Grundbestandteil einer smarten Energieverteilung. Das Steuer- und Auslösegerät verfügt als Herzstück der Leistungsschalter über eine NFC Schnittstelle und kann mit digitalen Modulen funktional erweitert werden. (Foto: Schneider Electric)
Raúl Alejandro Bonadé /

Die Welt ist im Wandel und die Berufsbilder gleich mit: Modernes Facility Management kann von den Vorteilen der Digitalisierung profitieren. Gerade in Zweckbauten ist ein ganzheitlicher Ansatz gefragt, wie auch das Beispiel der Universität Lausanne zeigt.

Die Welt erlebt gerade fundamentale Umwälzungen. Neben politischen Veränderungen stellen Klimawandel und Digitalisierung auch die Schweizer Gesellschaft vor enorme Herausforderungen. Die Energiestrategie 2050 etwa verlangt nach einer schrittweisen Reduzierung des Energieverbrauchs und cloudfähige Technologien verändern branchenübergreifend die Geschäftsmodelle. Viele Berufsfelder haben sich bereits oder werden sich mit diesen Entwicklungen tiefgreifend auseinandersetzen müssen, da kostensparendes Energiemanagement und produktivitätssteigernde Automatisierung als Vorteile der digitalen Transformation nicht länger ignoriert werden können.

Mensch wird nicht ersetzt

Chance für die einen – Drohkulisse für die anderen? Mit der fortschreitenden Digitalisierung gehen aber nicht nur mehr Effizienz und Kosteneinsparungen einher, sondern auch die Angst vor obsolet werdenden Arbeitsplätzen ist präsent. Steigt der IQ von Anlagen und Gebäuden, dann hat das zwangsläufig Auswirkungen auf die Tätigkeiten und Handgriffe, die 
mit Wartungs- und Reparaturarbeiten klassischerweise einhergehen. Zudem machen bestimmte automatisierte Prozesse menschliches Eingreifen vollständig überflüssig.

Doch das Berufsbild Facility Manager steht nicht vor dem Aus. Denn bei aller Euphorie für automatisierte Lösungen und das «Gebäude als Dienstleister» geht es nicht darum, den Menschen zu ersetzen. Handwerkliche Tätigkeiten können durch clevere Software zwar unterstützt, aber noch lange nicht in allen Bereichen übernommen werden. Gleichzeitig profitiert der moderne Facility Manager auch von den digitalen Möglichkeiten, da sich viele seiner alltäglichen Tätigkeiten deutlich komfortabler und sicherer gestalten.

Grundsätzlich ist es essenziell, dass das technische Fachpersonal hier den Anschluss nicht verpasst und für zukünftige Aufgaben gerüstet ist. Wie sieht das volldigitale Facility Management 4.0 also aus?

Ganzheitliche Lösungen gefragt

Effizienz – so lautet das Zauberwort für den modernen Gebäudebetrieb. Ein effizienter Betrieb spart Kosten, steigert die Produktivität und schont gleichzeitig das Material. Ausserdem verbraucht ein effizientes Gebäude weniger Ressourcen – insbesondere Energie – was gerade mit Hinblick auf den verbrauchsintensiven Gebäudesektor von entscheidender Bedeutung ist.

Neben der Energieeffizienz sind zudem Versorgungssicherheit und Netzqualität weitere entscheidende Faktoren für den Betrieb von Zweckbauten. Insbesondere kritische Infrastrukturen wie Krankenhäuser und Datacenter sind auf eine konstante Verfügbarkeit und hohe Qualität von Spannung und Strom angewiesen. Aber auch in anderen Gebäuden gilt es, Ausfälle und Störungen durch asymmetrische Phasenbelastung oder Oberschwingungen zu vermeiden.

Zur Verbesserung von Effizienz, Netzqualität und Verfügbarkeit stehen heute schon wirksame digitale Technologien zur Verfügung, die den Energieverbrauch messen und eine Niederspannungsanlage schützen können. Dennoch sind diese Technologien nur dann gewinnbringend, wenn sie in eine ganzheitliche Lösungsarchitektur, wie zum Beispiel EcoStruxure des Energie- und Automatisierungsspezialisten Schneider Electric, eingebunden sind. Denn darin ist die durchgängige Datenkommunikation von vernetzten Produkten, Steuerungselementen und Analysesoftware in Echtzeit gewährleistet und die drei Ebenen stehen dank offener Standards und vollständiger Digitalisierung in ständigem Austausch miteinander. Aus den erhobenen Daten der messenden Geräte kann dann in Echtzeit ein Mehrwert in Form von aufbereiteten Analysen und Berichten gewonnen werden, der ein zielgenaues Eingreifen durch den Facility Manager oder den Betreiber erlaubt. Zudem lässt sich diese normgerechte Lösungsarchitektur sukzessive und individuell in jeden Betrieb implementieren und entspricht neuesten IT-Sicherheitsstandards.

Messen und schützen

Vernetzte Produkte bilden das Rückgrat einer holistischen Lösungsarchitektur für effizientes Gebäudemanagement. Dazu zählen beispielsweise Netzmessgeräte, Sensoren, Aktoren, Kompensationsanlagen, aktive Netzfilter oder auch Frequenzumrichter. Sie alle begegnen als IoT-fähige Produkte konkret den skizzierten Herausforderungen in Zweckbauten, indem sie nicht nur die Anlage schützen und die Verfügbarkeit erhöhen, sondern zugleich nützliche Daten erheben. Insbesondere Sensoren und Instrumente zur Netzmessung, wie sie beispielsweise im Funktionsumfang von modernen Leistungsschaltern enthalten sind, spielen dabei eine wichtige Rolle: Quellen für Netzverschmutzung oder Ineffizienzen im Verbrauch können auf Basis der Messungen zielgenau ausfindig gemacht und angegangen werden. Ein zentrales Anliegen 
für jeden Betreiber: Mit diesen Geräten können die getroffenen Optimierungsmassnahmen in Echtzeit verifiziert und auf ihre Tauglichkeit hin überprüft werden. Letztlich erspart das neben Wartungsaufwand und Reparaturkosten vor allem langwierige Ursachenforschung.

Ein weiteres Feature, um die Anlage und die darin arbeitenden Menschen zu schützen, sind Fehlerlichtbogen-Schutzeinrichtungen – oder vereinfacht gesagt: Brandschutzschalter. Sie schützen nicht nur vor gefährlichen Lichtbögen, sondern bewahren ebenso vor Kurzschlüssen, Überlast und Netzüberspannungen. Auch Oberschwingungsfilter und Unterbrechungsfreie Strom-Versorgungen sind in diesem Kontext äusserst nutzbringend.

Die in vielen Anlagen verbauten Belüftungs-, Heizungs- und Klimaanlagen können zudem von Frequenzumrichtern profitieren. Damit lassen sich im Teillastbereich sehr einfach hohe Energieeinsparungen erzielen. Durch Rückspeiseeinheiten, die beispielsweise in Aufzügen sinnvoll verbaut werden können, lassen sich Energieverluste zusätzlich minimieren.

Steuern und optimieren

Im Sinne einer holistischen Architektur werden nun alle diese messenden, schützenden und bewegenden Komponenten digital über eine Steuereinheit in die Gebäudeautomatisierung eingebunden. Auch Daten zum Energieverbrauch und zu Störereignissen werden über diese zentrale Schnittstelle kommuniziert.

Zu sehen sind die Daten dann in aufbereiteter und informativer Form auf einem leicht verständlichen und intuitiv bedienbaren Nutzer-Interface. Smart Data statt Big Data – sinnvoll und aussagekräftig zusammengefasste Daten – helfen schnell und unkompliziert dabei, Prozesse zu optimieren, Ineffizienzen beim Energie- und Ressourcenverbrauch aufzudecken und Störungen zu beheben. Zudem erleichtert die intelligente Vernetzung der Anlage die präzise Abstimmung und Automatisierung von Betriebsabläufen. Klimatisierung und Belüftung etwa können sich dann selbststständig den jeweiligen Bedingungen, Arbeitszeiten und Nutzungsszenarien anpassen und werden damit sowohl energie- 
als auch kosteneffizienter. Individuelle Personalisierung gestattet in diesem Zusammenhang eine noch passgenauere Automatisierung, da das Gebäude einzelne, digital hinterlegte Nutzerprofile differenzieren kann und über die Bedürfnisse und Vorlieben der Nutzer informiert ist.

Von smarten Helfern profitieren

Ob Bürokomplex, Supermarkt oder Kunstgalerie – hat das Gebäude erstmal einen gewissen Digitalisierungs- und Automationsgrad erreicht, wird es selbst zum Dienstleister. Lösungsansätze wie die EcoStruxure-Architektur von Schneider Electric helfen dabei, 
die Energieeffizienz und Netzqualität einer Niederspannungsanlage zu erhöhen. Dazu arbeiten sie unterstützend mit dem Menschen zusammen. Gemeinsam können Verfügbarkeit und Produktivität gesteigert und Energiekosten um bis zu 30 Prozent gesenkt werden. Gleichzeitig heben die intelligenten digitalen Technologien Wartungs- und Steuerungsabläufe auf ein ganz neues Level. Das so entstandene smartere und digital transformierte Berufsumfeld erlaubt es Facility Managern, 
jeden Tag daran mitzuwirken, die Energiestrategie 2050 aktiv voranzutreiben und in den von ihnen betreuten Gebäuden gleichzeitig eine lebenswertere und zukunftsfähigere Umgebung für alle zu schaffen.

Anwendungsbeispiel: Universität Lausanne

Am Beispiel der Universität Lausanne lassen sich die Vorteile smarter Vernetzung für Energie- und Facilitymanagement hervorragend studieren. Auf dem Weg zum 2000-Watt-Areal hat man sich dort schon 2013 für die Implementierung der ganzheitlichen Lösungsarchitektur EcoStruxure von Schneider Electric entschieden und sukzessive immer mehr Gebäude des Campus in das smarte Netz integriert. Dies war nötig, da der Einbau digitaler Messgeräte allein keinen Mehrwert gebracht hätte. Viel zu aufwendig wäre das Auslesen der vielen verstreuten verbrauchsmessenden Instrumente gewesen.
Dank vernetzten Leistungsschaltern, Energiezählern, Kommunikationsgateways und einer cloudbasierten Energiemanagement-Plattform ist nun aber ein intelligentes Monitoring möglich, das Energieverteilung und -verbrauch in Echtzeit erfasst und eine Grundlage für wichtige Betriebsentscheidungen bildet. Ohne die Unterstützung der digitalen und smarten Helfer wäre es dem Facility Management niemals möglich gewesen, die Effizienz des Campus so nachhaltig zu steigern. Bereits 2040 können die Ziele der Energiestrategie 2050 in Lausanne erreicht werden.

 

* Raúl Alejandro Bonadé, gebürtig aus Argentinien, ist Product PArketing and Innovation Director für den Bereich Buildings bei Schneider Electric (Schweiz) AG.