Gebäudetechnologie: Planung, Installation und Optimierung
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© Kristian - #613799465 AdobeStock Mit Großinstallateuren auf dem Weg zum Smart Building
Infrastrukturelles Facility Management, Elektro Automatisierungstechnik, technische Gebäudeausrüstung (TGA): Um Gebäude technisch zu optimieren und nachhaltig zu gestalten, ist die Expertise von Großinstallateuren unabdingbar. Moderne Gebäudetechnologien inklusive erneuerbarer Energien erfordern die Berücksichtigung von Sicherheitsaspekten und Erfahrung und Fachwissen, diese zu warten und auf Dauer instand zu halten. Hinzu kommen die sich schnell entwickelnde Digitalisierung und Robotik als auch neue, innovative Aspekte beim Bau von Smart Buildings.
Um sicherzustellen, dass das bestehende Bauwerk auf den aktuellen Stand gebracht und Neubauten von Anfang an zukunftsweisend konzipiert werden, überprüfen Großinstallateure den Optimierungsprozess hinsichtlich der Aspekte Effizienz, Sicherheit und Nachhaltigkeit, aber auch Komfort.
Neben Facility Management und Elektro Automatisierungstechnik spielt vor allem die TGA eine entscheidende Rolle, um aus einer Immobilie ein Smart Building zu machen. Diese beinhaltet die drei Bereiche Kälte- und Klimatechnik, Heiz-, Luft- und Sanitärtechnik sowie Energielieferung.
Öffentliche und private Gebäude weisen einen Energieverbrauch von jährlich rund 1.000 Terawattstunden vor. Sie sind für ca. 30 Prozent der CO₂-Emissionen in Deutschland verantwortlich. Dass Smart Buildings sowohl kostengünstiger als auch energieeffizienter im Vergleich zu konventionellen Gebäuden sind, zeigt die Statistik.
Indirekt messbar ist die Wahrnehmung von Smart Buildings im kommerziellen ebenso wie Smart Homes im privaten Bereich: Nutzer bestätigen, dass die smarten Immobilien – zumindest in der subjektiven Wahrnehmung – den Komfort steigern und zum positiven Image des Unternehmens beitragen.
Im Folgenden geben wir allgemeinen einen Einblick sowie einen Überblick zu den einzelnen Faktoren der Gebäudeausrüstung.
© Fokke Baarssen - #750999036 AdobeStock Facility Management: Die Gebäudeplanung und -versorgung
In einem multifunktionalen Gebäude, das unterschiedliche Zwecke erfüllen und Ansprüchen gerecht werden muss, bedarf es einer „Einheit“, die sämtliche Fäden in der Hand hält und den Überblick bewahrt. Keine leichte Aufgabe, denn der Facettenreichtum auf vertikaler und horizontaler Ebene kann von Büroräumlichkeiten bis hin zu gewerblicher Nutzung wie bei einem Restaurantbetrieb, Tattoo-Studio oder einer Boutique reichen. Großinstallateure bieten ein weitreichendes Portfolio an Dienstleistungen für die Verwaltung und den Betrieb der Immobilien an.
Die Aufgaben der Experten, die technisches Gebäudemanagement übernehmen, umfassen die Wartung, Reparatur und Aktualisierung der technischen Systeme in diesen Gebäuden. Das Ziel ist das Erreichen von Klimaneutralität, das bedeutet: ein Gleichgewicht zwischen Kohlenstoffemissionen und der Aufnahme von Kohlenstoff aus der Atmosphäre zu erreichen. Dieser Soll-Zustand im Facility Management, das infrastrukturell betrieben wird, wird unter anderem durch die Integration unterschiedlicher Technik erreicht. Dazu gehören Heizung, Lüftung, Klimaanlage, Beleuchtung und Sicherheitstechnik. Großinstallateure kreieren infrastrukturelles Facility Management für die optimale Gebäudenutzung.
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© Robert Kneschke - #472434475 AdobeStock Automatisierungstechnik: zentral, intelligent und effizient
Die Elektro Automatisierungstechnik sorgt dafür, Prozesse aufeinander abzustimmen, zu automatisieren und dadurch – entsprechend der individuellen Anforderung im Gebäude – zu optimieren. Automatisierte Systeme müssen von Großinstallateuren nicht nur geplant und installiert, sondern auch regelmäßig gewartet und entsprechend neuer Entwicklungen angepasst werden. Ein intelligentes Gebäudeleitsystem, das umfassend implementiert werden soll, ermöglicht zum Beispiel die zentrale Steuerung einzelner, unabhängig voneinander betriebener Anlagen. Das Resultat macht sich bei der Effizienzsteigerung, in Form reduzierter Betriebskosten und auch in Bezug auf den Umweltschutz bemerkbar.
Die Automatisierungstechnik kann durch folgende Methoden implementiert werden:
- Industrie 4.0: Wenn Maschinen und Abläufe mithilfe von Informations- und Kommunikationstechnologie intelligent vernetzt und Prozesse automatisiert werden,
- Industrieautomation: Industrieautomatisierung ist die Nutzung von Informationstechnologien und Steuerungssystemen wie Computern und Robotern zur Steuerung von Maschinen und physischen oder virtuellen Prozessen.
- Intelligente Gebäudetechnologien: Der Einsatz von Digitalisierung, um die größtmögliche Verbesserung anhand von Echtzeitdaten zu regulieren.
- Gebäudeautomationssysteme: Ein System zur Gebäudeautomation umfasst die automatische Steuerung, Regelung, Überwachung und Optimierung der TGA.
- Smart-Home-Technologien: Smart Home-Technologien, also die Vernetzung unterschiedlicher intelligenter Komponenten im Haus kann gleichermaßen auf Großinstallationen übertragen werden. Smart Home ist vielmehr der Oberbegriff für die technischen Verfahren zur Gebäudeautomation in Wohnräumen und Wohnhäusern. Von der intelligenten Beleuchtung über Kühl- und Heizungssteuerung bis hin zu IoT (Internet of Things)-Lösungen werden Gebäudebetriebsprozesse durch datenbasierte Analyse optimiert.
- Steigerung der Energieeffizienz: Großinstallateure können nach detaillierter Gebäudeanalyse die Energieeffizienz durch moderne, auf Automatisierung basierender Technologien und die Implementierung erneuerbarer Alternativen deutlich erhöhen.
- Steuerung von Gebäudefunktionen: Ob Automatisierung von Außen- und Innenbeleuchtung anhand von Bewegungssensoren oder komplexe, gebäudespezifische Prozesse – über eine zentrale Schaltstelle und vernetzte Systeme lassen sich die unterschiedlichen Funktionen in einem Gebäude optimal aufeinander abstimmen.
© Billijs - #647473412 AdobeStock
© Infini Craft - #746513195 AdobeStock Elektrische Energietechnik für effiziente Energieübertragung
Unter Energieübertragung versteht man physikalische Prozesse, durch die Energie zwischen unterschiedlichen Systemen ausgetauscht wird. Eine Form ist die durch elektrischen Strom. Zur möglichst effizienten, kostensparenden und nachhaltigen Übertragung müssen moderne, innovative elektrische Systeme installiert und regelmäßig gewartet werden.
Großinstallateure beraten Sie gerne, wie und an welcher Stelle Kosteneinsparungen durch unterschiedliche Energiequellen möglich sind und wie Sie die Energieeffizienz durch optimale Stromverteilung langfristig im Haus steigern. Damit verbunden ist natürlich auch der ökologische Aspekt. Je effizienter der Strombezug genutzt wird, desto geringer sind die Auswirkungen auf die Umwelt.
Vor allem die Integration erneuerbarer Energien hat einen positiven Effekt auf den Fußabdruck, den wir in unserer Welt hinterlassen. Welche der regenerativen Optionen, zum Beispiel Sonnenenergie, also Photovoltaik und Solarenergie, Bioenergie oder Umgebungswärme für Ihr Gebäude zur Verfügung steht und wie sie sinnvoll eingesetzt werden kann, analysieren die Großinstallateure.
© kokliang1981 - #502090285 AdobeStock Gebäude Ausrüstung für technisch optimierte Bauwerke
Großinstallateure, die auf TGA Technische Gebäudeausrüstung spezialisiert sind, statten Gebäude mit technischen Komponenten aus, die den Komfort, die Sicherheit und die Energieeffizienz verbessern. Das Konzept wird zumeist in Zusammenarbeit mit Architekten und Bauheeren erstellt. Welche Systeme installiert werden sollten, um die Effekte messbar zu machen, sind von Gebäude zu Gebäude abhängig. Daher sollte der Entscheidung eine umfängliche Beratung vorausgehen. Zu den möglichen Ausrüstungen gehören neben maßgeschneiderten Beleuchtungslösungen, Brandschutztechnik und Gebäudeautomationsanlagen Kälte- und Klimatechnik, Heiz-, Luft- und Sanitärtechnik sowie Energielieferung.
Kälte- und Klimatechnik
Klimatisierung
Um im gesamten Gebäude ein angenehmes Raumklima zu kreieren und zu bewahren, wird Kälte- und Klimatechnik eingesetzt. Die entscheidenden Faktoren sind Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftqualität. Besonders in Büro- und Wohngebäuden, Krankenhäusern und großen Einkaufszentren greift man auf Klimaanlagen zur Regulierung zu. Die Klimatisierung von Gebäuden hat – auch aufgrund des Klimawandels und entsprechend höherer Temperaturen auf unseren Breitengraden – in den vergangenen Jahren zugenommen.
© visoot - #666213556 AdobeStock
Klimaanlage
Klimaanlagen erfüllen im Gegensatz zu Lüftungsanlagen vier thermodynamische Funktionen: Heizen, Kühlen, Be- und Entfeuchten. Die Anlagen lassen sich wiederum in zentrale und dezentrale Klimaanlagen unterteilen. Bei der Aufteilung nach Lüftungsfunktion gibt es die Varianten Nur-Luft-, Luft-Wasser-, Luft-Kältemittel- und Nur-Wasser-Anlagen.
Aktive und passive Kühlung mit Wärmepumpen
Bei der aktiven Kühlung wird das Funktionsprinzip der Wärmepumpe, die mit einem umkehrbaren Kältekreislauf ausgerüstet sein muss, umgedreht: der ursprüngliche Verdampfer wird zum Verflüssiger und vice versa. An heißen Tagen nimmt die Wärmepumpe überschüssige Raumwärme auf und kühlt sie über den Verdichter ab. Bei der passiven Kühlung nutzen erdgekoppelte Wärmepumpen die niedrigen Temperaturen des Erdreichs oder des Grundwassers zur Kühlung. Dies ist auch mit Sole-Wasser-Wärmepumpen möglich.
Transkritische CO₂-Anlagen
Im Unterschied zu herkömmlichen CO₂-Kälteanlagen sollen transkritische Anlagen die Abwärme nicht nur unterstützend für Warmwasser und Gebäudeheizung nutzen, sondern den gesamten Wärmebedarf eines Gebäudes abdecken. Kohlenstoffdioxid lässt sich außerdem auch bei höheren Temperaturen einsetzen, was wiederum ein Pro für die Verwendung als Kältemittel für Wärmepumpen ist. Die Auswahl der Klimamethode hat signifikante Auswirkungen auf Umwelt, Betriebskosten und Energieeffizienz. Profis vergleichen die verschiedenen Anlagen und Optionen und können so individuelle Empfehlungen abgeben.
Kälteprozesse
Zur Kälteerzeugung sind verschiedene Kälteprozesse möglich, darunter Kompressions-Kälteprozess, Dampfstrahl-Kälteprozess, Thermoelektrischer Kälteprozess, natürliche Kälteprozesse etc. Das am häufigsten verwendete Kühlsystem ist das durch Kompressionskältemaschinen erzeugte.
Lüftungsanlagen
Eine weitere Form der Gebäudeklimatechnik sind Lüftungssysteme, die für einen kontinuierlichen Austausch von Luft und damit für ein gesundes Raumklima sorgen. Dabei werden Schadstoffe in der Luft entfernt und der Räumlichkeit Frischluft zugeführt. Dieser Vorgang kann mit moderner Technik energieeffizient und kostensparend durchgeführt werden.
Kälteanlagen
Wenn, wie zum Beispiel im Supermarkt oder in bestimmten Lagerhallen, Temperaturen flächendeckend niedrig gehalten werden müssen, werden Kälteanlagen eingesetzt. Großinstallateure sind Ihre richtigen Ansprechpartner, wenn es um diese Art industrieller Anwendung geht.
Heiz-, Luft- und Sanitärtechnik
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Heiztechnik
Zur Erwärmung von Gebäuden können verschiedene Systeme wie Fußbodenheizungen, Heizkörper oder Warmluftgebläse installiert werden. Nachhaltige, energieeffiziente Wärmeerzeugung erfolgt vermehrt durch erneuerbare Energien.
Lufttechnik
Die gleichmäßige Verteilung von Luft im Gebäude kann durch Lüftungskanäle und Lüftungsöffnungen sichergestellt werden. Die Anordnung muss von Profis geplant und umgesetzt werden. Je ganzheitlicher das Konzept gestaltet wird, umso effizienter lassen sich Energie und Lufttechnik einsetzen.
Sanitärtechnik
Dafür, dass ein Gebäude mit Wasser versorgt werden kann und gleichzeitig die Entsorgung von Abwasser sichergestellt ist, ist die Sanitärtechnik verantwortlich. Darunter versteht man unter anderem die Installation von sanitären Einrichtungen wie Toilette und Waschbecken und je nach Gebäudenutzung auch die von Duschen. Die Reduzierung des Wasserverbrauchs ist beim Thema Sanitärtechnik sowohl aus energieeffizienten als auch aus umweltschützenden Aspekten von hoher Relevanz. Die moderne Sanitärtechnik bietet innovative Produkte wie wassersparende Armaturen und Grauwassernutzungssysteme an, die vom Großinstallateur passend für das Gebäude ausgewählt werden.
Energielieferung
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Energieversorgungssysteme
Für Heizung, Kühlung, Beleuchtung und den Betrieb elektronischer Geräte muss Energie zur Verfügung gestellt und die Energielieferung sichergestellt werden. Als Energiequellen kommen hier elektrische Energie aus dem Netz, Gas, Öl oder erneuerbare Energien in Frage.
Effiziente Energieversorgung
Die Hauptanforderungen an Energieversorgungssysteme sind, dass sie effizient und nachhaltig sind. Um das zu erreichen, werden energieeffiziente Geräte integriert, erneuerbare Energiequellen genutzt und Smart-Grid-Lösungen implementiert. Letztere kombinieren Erzeugung, Speicherung und Verbrauch. Dabei stimmt sie eine zentrale Steuerung optimal aufeinander ab und überwacht den Energieverbraucher im Gebäude.
Notstromversorgung
Konzepte zur Energielieferung, vor allem in Gebäuden, die von kontinuierlicher Energieversorgung abhängig sind, erstellen Großinstallateure zum Beispiel für Kliniken und Rechenzentren. Hier könnten Stromausfälle, die nicht durch Notstromversorgung aufgefangen werden, katastrophale Folgen haben.
Regenerative Energien und nachhaltige Technologien
Erneuerbare Energiequellen wie Photovoltaikanlagen sind die Zukunft zur nachhaltigen Energieversorgung. Großinstallateure beraten, welche Ressourcen für welche Gebäude – teilweise oder vollständig – genutzt werden können. Nachdem in Deutschland in Zukunft der Hauptanteil der Energieversorgung durch regenerative Energien gestellt werden soll, ist jetzt der richtige Zeitpunkt für eine Analyse.
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© Umwelt Bundesamt
Im internationalen Vergleich liegt Deutschland in der goldenen Mitte derjenigen Länder, deren installierte Leistung der Erneuerbaren-Energien-Anlagen Relevanz haben. Um Abhängigkeiten in Bezug auf Erdöl und Erdgas, die in Deutschland laut Statistik 2021 die wichtigsten Energieträger für den Primärenergieverbrauch waren, zu reduzieren, muss der Anteil erneuerbarer Energien am Stromverbrauch deutlich gesteigert werden.
Nachhaltigkeit bezieht sich nicht nur auf die Nutzung erneuerbarer Energien, sondern auch auf den Einsatz energieeffizienter Geräte und Systeme. Dazu zählen auch umweltfreundlicher Materialien und Technologien, die von Großinstallateuren passend zum Gebäude ausgewählt werden.
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© The Big L - #739601621 AdobeStock Sicherheitssysteme in Gebäudekomplexen
Brandschutz ist eine von vielen Sicherheitsmaßnahmen, die Teil des Aufgabengebiets von Facility Management umfassen. Außerdem kümmern sich Großinstallateure um die Planung und Installation von Alarmanlagen, Zutrittskontrollsystemen und Videoüberwachung sowie um die effiziente Bedienung und erforderliche Flexibilität. Sicherheitssysteme schützen Menschen, Objekte und Vermögenswerte in Gebäuden.
Konkret können die Experten folgende Sicherheitsaspekte durch Facility Services abdecken:
Videoüberwachung und Videoanalyse
Videoüberwachung kann zum Beispiel eine entscheidende Technologie im Bank- und Finanzsektor sein oder auch als Brandschutz Komponente im Bürogebäude oder bei der Produktion eingesetzt werden. Was jedoch in erster Linie zu den Sicherheitslösungen beim Management von Immobilien zählt, kann – im Rahmen DSGVO-konformer Anwendungen – zudem Aufgaben erfüllen, die dem Betrieb darüber hinaus einen Mehrwert bieten. Zum Beispiel bei der Ausschöpfung von Produktionspotenzialen oder wenn es darum geht, Besucher zu zählen oder Warteschlangen zu analysieren. Dass der Datenschutz beachtet wird, ist Aufgabe des Management.
Intelligente Zutrittskontrolle
Wie kann ein Building, das öffentlich zugängig sein soll oder muss – so der Fall bei öffentlichen Verwaltungsgebäuden, Banken oder Bildungseinrichtungen – sicher sein? In Bezug auf Menschen, Gegenstände und die Immobilie selbst? Auch wenn die Atmosphäre noch so einladend ist… Unbefugten soll der Zugang mittels Zutrittskontrolle verwehrt werden. Mit intelligentem Gebäudemanagement, eine der Kompetenzen von Großinstallateuren, lässt sich die Gebäudesicherheit gewährleisten. Ob Bürogebäude oder schon Smart Office, auf die Sicherheitstechnik, darunter auch technisch zukunftsweisende Zutrittsleser, ist dank innovativer Lösungen Verlass.
Notfall- und Gefahren-Reaktions-Systeme
Bei diesen Facility Services geht es vor allem darum, ein Management für Personensicherheit einzuführen. Die Gebäudetechnik muss für Krisensituationen in Verbindung mit zwischenmenschlichen Interaktionen konzipiert sein und ist zumeist Bestandteil einer nachhaltigen Automatisierungslösung für Liegenschaften. Auf Krisensituationen kann in Anlagen dank Sicherheitstechnik zielgerichtet und schnell reagiert werden. Dem geht eine individuelle Risikobeurteilung durch das Facility Management mit der Liegenschaftsverwaltung voraus.
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Smarter Brandschutz
Mit Brandschutz gehen zahlreiche Sicherheitsmaßnahmen einher, die sich unter anderem auf Personenschutz, Sach- und Vermögensschutz und auch die Vermeidung von Falschalarmen beziehen. Die Lösungen sind beispielsweise Brandmelderzentralen für jeden Gebäudetyp, videobasierte Branderkennung, die den Brandherd früh identifiziert, optimale Installation und regelmäßige Instandhaltung und die intelligente Vernetzung einzelner Komponenten.
Elektroakustische Anlagen
Warnsignale können in unterschiedlicher Form auf akute Gefahr hinweisen. Großinstallateure weisen Möglichkeiten auf, dank innovativer Technik die akustischen Signale um eine Sprachebene zu erweitern und so Risiken und Gefahren unterschiedliche Dringlichkeiten zu verleihen. Ein Sicherheitsfaktor, der vor allem in Gebäuden mit vielen Mitarbeitern oder hohem Publikumsverkehr Leben retten kann.
Überfall- und Einbruchschutz
Als Teil eines vernetzten, intelligenten Systems gibt es kleine und große Lösungen, um vor Überfällen oder Einbruch zu schützen. Die Beratung, Planung und Installierung gehört zu den Aufgaben des Gebäudemanagement, das den Überblick über die Immobilie hat und somit ganzheitlich agieren kann. Zusätzlich zu mechanischen Sicherheitsbarrieren wie Türen und Fenster wird der Fokus auf technisches Gebäudemanagement mit smarter „Außenhautüberwachung“ und „Fallenüberwachung“ gelegt. Die Sicherheitssysteme mit Alarmanlagen sollten von Fall zu Fall mit einer kriminalpolizeilichen Beratungsstelle erarbeitet werden. Auch das übernehme die Großinstallateure im Rahmen ihrer Facility Services.
Zu den Serviceleistungen der Großinstallateure, wenn es um technisches Gebäudemanagement (TGM) geht, gehören neben Wartung und Instandhaltung auch Dienstleistungen wie die, die Lebensdauer der Anlagen zu verlängern und mögliche Ausfallzeiten zu reduzieren, um die Systeme und Anlage so effizient wie möglich zu gestalten. So hilft das Flächenmanagement intelligente Gebäude zu kreieren und nachhaltige Automatisierungstechnik zu implementieren.