Smart Buildings - der Markt der Zukunft

 Etwa 40 Prozent des gesamten weltweiten Energieverbrauchs werden in Gebäuden verbraten. Verursacher sind vor allem Heizung, Kühlung und Beleuchtung. Und sogar 21 Prozent des gesamten weltweiten CO2-Ausstoßes sind allein Gebäuden zuzuschreiben. Über den gesamten Lebenszyklus eines Objektes werden 80 Prozent aller Energien, die hineinfließen, allein für den laufenden Betrieb benutzt. Der Rest ist für Planung, Errichtung und schließlich wieder für den Abbruch notwendig. Experten sind sich deshalb einig: Besser wäre es, bereits zu Beginn des Lebenszyklus auf hohe Energieeffizienz zu achten. Dahin geht der Trend in der technischen Gebäudeausrüstung, egal ob es gilt, den Energieverbrauch selbst oder durch gezielte Maßnahmen erreichte Energieeinsparungen nachzuweisen oder ein System zu implementieren, das sämtliche haustechnische Anlagen energieoptimal steuert. Immer mehr wird darauf geachtet, dieses System in das IT-Netzwerk des Kunden einzubinden. Diese Schnittstelle zwischen Gebäudemanagement und kommerzieller EDV ermittelt, wie viel die verschiedenen Kostenstellen tatsächlich verbrauchen.

Neue Nutzeffekte
Smart Buildings als Nutz- und Wohngebäude sind im Kommen. Dabei werden Design, Materialien, Gebäudetechnik, Mikroelektronik und Informationstechnik für Räume und Gebäude miteinander kombiniert. Und somit sollen neue Nutzeffekte entstehen. »Solche zukunftsorientierten Lösungen reduzieren den Energieverbrauch und die Kosten, sie erhöhen die Sicherheit und senken den Aufwand beim Facility Management«, erklärt Britta Tenbosch vom Fraunhofer–inHaus-Zentrum in Duisburg. Der Automobilmarkt hat diesen Wandel längst vollzogen. Beispiele sind elektronische Cockpits, funkgesteuerte Zentralverriegelung, Anti-Blockier-Systeme und Navigationssysteme. Forschungsinstitute wie das Fraunhofer-inHaus-Zentrum bieten spezielle technische Lösungen für Gebäude an und unterstützen ihre Kunden beim Markteintritt.

Anlage mit Einsparungen finanzieren
Die Reduzierung des Energieverbrauchs und damit der Kosten ist für alle technischen Gebäudeausrüster ein Muss. Die zu Siemens Building Technologies gehörende Einheit »Building Automation« regelt und steuert Heizungen und Klimaanlagen von großen Gebäuden, wie zum Beispiel im Millennium Tower in Wien und im Sozialmedizinischen Zentrum (SMZ) Ost. Speziell werden nun Energie-Optimierungs-Dienstleistungen und Projekte im Bereich Performance Contracting angeboten. Dabei plant und realisiert der Contractor alle Maßnahmen, die zur Erreichung der Energieeinsparung erforderlich sind. Als Gegenleistung erhält er dafür einen Teil der eingesparten Energiekosten, bis seine Aufwendungen für Finanzierung, Planung und Errichtung bei Vertragsende abgegolten sind. Einerseits erhält der Kunde damit eine neue, energieoptimale Anlage, die hauptsächlich durch Einsparungen finanziert wurde, und profitiert andererseits nach Vertragsende von den gesamten Energieeinsparungen.

Kühlung des Gebäudekerns
Auch beim Projekt Theresienbad in Wien Meidling wird Energieeinspar-Contracting eingesetzt. Dort werden knapp 600.000 Euro jährlich an Energie und Wasser gespart und 457 Tonnen CO2 weniger ausgestoßen. »Der Investitionsaufwand von 5,2 Millionen Euro mit einer Vertragslaufzeit von 15 Jahren finanziert sich durch die Einsparung«, erklärt Karl Helm, Chef der Building Automation bei Siemens. Eine ganz andere Innovation, nämlich die Gebäudekernkühlung, kam beim Wirtschaftsförderungsinstitut (WIFI) in Dornbirn zum Einsatz. 285 Bohrungen mit 16 bis 25 Metern Tiefe wurden mit Beton gefüllt und einem entsprechenden Rohrleitungssystem ausgestattet. Die Betonkerne dienen im laufenden Betrieb je nach Erfordernis als Kälte- oder Wärmespeicher, welcher zur Versorgung der Klimaanlagen he­rangezogen wird. »Europaweite Normen zur effizienten Nutzung von Energie, der steigende Kostendruck und auch das steigende Umweltbewusstsein werden diese Entwicklungen zu einem unverzichtbaren Element in Gebäuden machen«, ist Helm überzeugt.

Starkes Wachstum bei Energieprojekten
Nicht nur bei großen Firmen boomen die Energieprojekte. »Wir sind im Gegensatz zu anderen Branchen auch 2009 im Wachstum begriffen«, erklärt Gerhard Keckeis, Geschäftsführer KeckICE in Rankweil, Vorarlberg. Hauptgeschäftsfelder sind Solares Kühlen, Gebäudeoptimierung und Energieersparnis in Kälte sowie Klimatechnik. Der Trend gehe in Richtung Energieersparnis in allen Bereichen, so Keckeis. Zum Einsatz kommen Alternativenergiequellen und 24-Stunden-Services über Datenfernübertragung (DFÜ). Forschung und Entwicklung ist auch bei diesem Unternehmen ein wichtiges Thema. Die jährlichen Ausgaben dafür machen drei bis fünf Prozent des Umsatzes aus. Zusammengearbeitet wird unter anderem mit einer Fachhochschule in Oberösterreich, die ein Department für Gebäudeoptimierung und Energieeffizienz unterhält.

Solares Kühlen
Einer der innovativsten Bereiche ist die solare Kühlung. Bei dieser Technologie wird Luft oder ein Gemisch aus Wasser und Lösungsmittel durch Solarwärme erhitzt. Bei den wassergekühlten Systemen werden etwa drei Quadratmeter Kollektorfläche pro kW Kälteleistung installiert. Systeme zur Luftkühlung benötigen durchschnittlich zehn Quadratmeter Kollektorfläche pro 1.000 Kubikmeter Zuluft in der Stunde. Die Kosten solarer Kühlanlagen liegen derzeit bei 1.300 bis 8.000 Euro pro kW Kälteleistung. Europaweit waren Ende 2007 rund 200 Anlagen zur solaren Gebäudekühlung installiert. Gekühlt werden derzeit vor allem Bürogebäude, Laboreinrichtungen, Hotels und Industrieanlagen, vereinzelt auch Krankenhäuser, Sportcenter oder Weinkeller.

Multi-Splitgeräte im Trend
Die neuen Anlagen, die voll im Trend sind, können vor allem eines: Sie sparen Betriebskosten, sind flexibel gestaltbar und im Nachhinein leichter nachrüstbar. Multi-Splitgeräte übernehmen die Klimatisierung mehrerer Räume für die private Anwendung. Die Kombinationsmöglichkeiten von Innen- und Außengeräten machen optimale Anpassungen möglich. Je nach Außengerät können zwei bis vier Innengeräte angeschlossen werden. Und diese Innengeräte bieten individuelle Möglichkeiten zur Klimatisierung. Es gibt sie als wandhängende Version und als Kassette zur Deckenmontage. Ähnlich erweiterte Systeme kommen auch für Bürogebäude zum Einsatz. Die Produzenten kommen aus Japan und sind weltweit bekannt: Mitsubishi, Samsung, Toshiba und andere. »Die Kosten für eine Klimaanlage für einen Raum können bei 1.500 Euro beginnen«, erklärt Otmar Sparer, Geschäftsführer des gleichnamigen Unternehmens. Nach oben hin gebe es keine Grenze.

Jahr der Konsolidierung
Der Markt für Klimaanlagen ist in den letzten Jahren stark gewachsen. Das hätte allerdings leider auch Installateure und die Elektrobranche zu sehr ermutigt, in diesem Bereich Systeme anzubieten, die nicht immer von höchster Qualität waren, meint der Klimaanlagen-Spezialist. Er rät, sich für die Errichtung einer Klimaanlage eine Fachfirma zu holen. Bei der Installation sollte auf störende Geräusche geachtet werden. Zudem muss gecheckt werden, ob die Anlage die richtige Energieeffizienzklasse besitzt. Auch sollten die Geräte am richtigen Platz montiert sein, damit der Kunde nicht im Zug sitzt.
Was die Marktaussichten der Branche betrifft, ist Sparer vorsichtig: »Das Wachstum wird 2009 etwas zaghafter sein«, meint er. Nach den Umsatzzuwächsen im Jahr 2007 und 2008 sei 2009 ein Jahr der Konsolidierung. Große Einbrüche würde es sicherlich heuer nicht geben, höchstens ein Minus von zwei bis drei Prozent, ist der Unternehmer überzeugt.
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Interview:

Steuerung mit Ethernet
Über den Einsatz PC-basierter Steuerungstechnik in der Gebäudeautomation spricht Georg Schemmann, Leiter Gebäudeautomatisierung bei der Beckhoff Automation GmbH in Bürs.

Report: Welche Vorteile bringt Ethernet für die Steuerungstechnik eines Gebäudes?
Schemmann: In vielen Fällen wird heute noch konventionell geplant und dabei erhebliches Synergiepotenzial verschenkt. Bei einer gesamtheitlichen Planung kommt es nicht zu Reibungsverlusten. Mit Ethernet haben wir ein Protokoll für Büro- und Gebäudekommunikation. Datenpunkte mit einem klassischen Bus-Interface binden wir als Subsystem in unsere Steuerung ein. Ethernet als eine kabelgebundene Datennetztechnik für lokale Datennetze ermöglicht den Datenaustausch in Form von Datenrahmen zwischen allen in einem lokalen Netz angeschlossenen Geräten wie Computer, Drucker und dergleichen. Ethernet umfasst Festlegungen für Kabeltypen und Stecker, beschreibt die Signalisierung für die Bitübertragungsschicht und legt Paketformate und Protokolle fest.

Report: Wird es den vielzitierten »Lichtschalter mit Ethernetanschluss« geben?
Schemmann: Ob ein Lichtschalter mit Ethernetanschluss wirklich Sinn macht, das möchte ich zumindest aus heutiger Sicht bezweifeln. Sobald Sie aber mehr Funktionen an der Wand haben, zum Beispiel ein kleines Bedienterminal, sieht die Sache schon wieder gänzlich anders aus: Hier macht ein Ethernetanschluss in jedem Fall Sinn. Wir setzen darauf, mit Ethernet bis auf die Ebene des Einzelraums zu gehen und die lokale Vor-Ort-Bedienung über beliebige Standard-Taster oder relativ einfache Subsysteme wie Enocean oder weitere Wireless-Lösungen zu realisieren.

Report: Wie sieht es mit der Sicherheit des Ethernet-basierten Systems aus?
Schemmann: Wie jedes andere Steuerungssystem muss auch die PC-Steuerung gegen Zugriff geschützt werden, wenn die Steuerung im öffentlichen Netz hängt. Das gilt auch für Ethernet-basierte Systeme mit PC-basierter Steuerungstechnik. Grundsätzlich sind die Embedded-PCs bis auf das Nötigste abgespeckt und bieten gar keine »Angriffsmöglichkeiten«. Das Beckhoff-Steuerungssystem bietet von sich aus einen Schutz nach außen, zum Beispiel durch Einstellungen der Firewall. Darüber lassen sich die Geräte im Netz auch unsichtbar machen, so dass nur autorisiertes Fachpersonal zugreifen kann. Über sichere Web-Services hat der Anwender trotzdem den vollen Zugriff.

Report: Für welche Anwendungen sehen Sie Ihr System primär geeignet? Geht es auch hinunter bis in den Bereich der Hausautomation?
Schemmann: Unser Steuerungssystem können Sie nahezu beliebig skalieren. Es beginnt mit einem Mikro-Controller, für die Einzelraumregelung. Nach oben reicht das Angebot vom Embedded-PC in verschiedenen Leistungsklassen bis zum kompletten Industrie-PC, den Sie für die Leittechnik einsetzen können. Die Programmierung erfolgt dabei durchgängig über unsere Automatisierungssoftware TwinCAT vom kleinsten bis zum größten System. Die Produkte sind so universell ausgelegt, dass sie sich sowohl für den Gewerbebau als auch für privaten Wohnbau eignen.