Gebäudesystem- und Anlagen-Monitoring für einen sicheren Betrieb

Cloudbasiertes Gebäudemanagement

Durch die laufende Überwachung der mechanischen Gebäudesysteme und der frühzeitigen Erkennung von Anomalien im Gebäude- und Anlagenbetrieb lässt sich die Gebäudeperformance durch Minimierung von Ausfallzeiten steigern. Doch wie kann das genau umgesetzt werden? Ein cloudbasierter Gebäudemanagement-Dienst verspricht genau das.

Gebäudetechniker und Servicepersonal sind oft vielbeschäftigte Leute, ganz gleich ob in Bürogebäuden, Krankenhäusern, Schulen, Hotels, öffentlichen Verwaltungsgebäuden oder indus-triellen Liegenschaften. Zu den täglich anfallenden Störfällen und Reparaturarbeiten kommen festgelegte Servicetätigkeiten anhand von festgelegten Inter-vallen und Listen. Aber sind solche festgelegten Intervalle und Listen effizient? Wer sagt denn, in welchem Gebäudeteil tatsächlich und vielleicht häufiger gewartet werden muss und wo sich eher Zeit einsparen lässt, um beispielsweise die Beschwerden von Hotelgästen oder Büromitarbeitern nach zu kalten Räumen oder defekten Klima- und Lüftungsanlagen auf ein Minimum sinken zu lassen?

Eine Glaskugel für Servicetechniker müsste her, mit der eine ergebnisorientierte Instandhaltung möglich wird. Ein neuer, cloudbasierter Gebäudemanagement-Dienst für mechanische Systeme – der sogenannte Outcome Based Service (OBS) von Honeywell Building Solutions – will genau das liefern. Und: In Zeiten des wachsenden Fachkräftemangels und der schwindenden Expertise, etwa durch Renteneintritt, ist Fachwissen von außen eine echte Alternative.

IoT-Konnektivität als Grundlage für Echtzeitdatenüberwachung

OBS basiert auf einer laufenden Überwachung der mechanischen Gebäudesysteme und der frühzeitigen Erkennung von Anomalien im Gebäude- und Anlagenbetrieb mit dem Ziel, die Gebäudeperformance durch Minimierung von Ausfallzeiten zu steigern. Mit OBS lassen sich aber nicht nur Anomalien im Anlagenbetrieb früher erkennen als mit traditionellem Service, sondern auch Einblicke in die einzelnen mechanischen Komponenten wie Pumpen oder Klimaanlagen selbst gewinnen.

Das Modul überwacht dazu die HLK-Kernfunktionen (Heizung Lüftung ­Klima) wie Temperaturen und Drücke oder Ventilsteuerungen und nutzt Datenan­alyse und sensorgestützte IoT-Konnektivität (Internet of Things), um den Zustand und die Leistung einzelner mechanischer Komponenten zu überwachen sowie Probleme und Fehler aufzudecken, welche die Verfügbarkeit und Effizienz beeinträchtigen können. Auf diese Art kann beispielsweise ein mechanisch blockiertes bzw. defektes Kälteventil durch die Analyse der verfüg­baren Anlageninformation frühzeitig identifiziert werden, sodass es zu keinem Verlust an Komfort oder gar zu einem Anlagenstillstand kommt. Brauchte es früher erst eine Beschwerde eines Hotelgastes, um einen Servicefall zu erkennen, geschieht dies nun wesentlich eher, noch bevor der Gast überhaupt angereist ist und ein Problem melden kann.

In einem Gebäude mit beispielsweise 10.000 Datenpunkten werden im Durchschnitt 40 % und somit 4000 Datenpunkte permanent ausgelesen. Die Daten werden über eine sichere Schnittstelle in die Microsoft Azure Cloud übermittelt und von dort der Honeywell Analytics Software zur Verfügung gestellt. Technisch realisiert werden kann dies auf Kundenseite mit verschiedenen Konzepten: Arbeitet das jeweilige Unternehmen mit einem Gebäudeleitsystem wie dem Enterprise Buildings Integrator (EBI), werden die Daten direkt an die Microsoft Azure Server übermittelt und von da der Honeywell Analytics Software zur Verfügung gestellt. Dieses Prinzip funktioniert auch über einen Client auf Kundenseite und dem EBI im Rechenzentrum. Selbst wenn mit einem Gebäudeleittechniksystem eines Mitbewerbers gearbeitet wird, funktioniert die Datenübertragung mittels EBI Gateway sowie im Falle eines nicht vorhandenen Gebäudeleitsystems – hierbei werden die Daten im EBI Gateway aufbereitet, archiviert und der Analytics Software zur Verfügung gestellt.

Übersichtliche Dashboards
und Handlungsempfehlungen

Die Funktion und Effizienz der mechanischen Anlagen wird dabei in Übereinstimmung mit wichtigen Leistungsindikatoren (Key Performance Indicators) überwacht, die eng mit dem Gebäudekomfort und der Energieeffizienz sowie der Wartung und Instandhaltung der Ausrüstung verbunden sind. Der Service nutzt fortschrittliche Algorithmen, die HLK-Regler, mechanische Ausrüstung und deren Schlüsselkomponenten wie Heizungsanlagen oder Kälteanlagen bis zu anderer Hardware nahezu in Echtzeit überwachen, Verhalten analysieren und dabei helfen, viele Fehler und Anomalien schneller als bei konventionellen Routineservicetätigkeiten zu identifizieren.

Sobald die Analyse durch die Serviceexperten von Honeywell erfolgt ist, erhält der Kunde eine umfassende Fehlerbeschreibung sowie Lösungsvorschläge,
beispielsweise in Form einer Benachrichtigung über das Mobilgerät des Servicepersonals vor Ort. Alle relevanten Daten werden außerdem in Form übersichtlicher Dashboards in einem Kundenportal bereitgestellt, sodass der Gebäudebetreiber jederzeit einen genauen Einblick in die Gebäudeperformance hat. Ob Techniker oder Verwalter, über einen einfachen Browser-Zugang wählen sie sich binnen weniger Sekunden auf der entsprechenden Webseite ein und haben sogleich ihr Einstiegsdashboard mit einer Reihe von Kern-KPIs vor sich. Darüber hinaus werden zahlreiche weitere Dashboard-Vorlagen bereitgestellt, etwa zu den erfolgten Servicefällen, den aktuellen Zuständen der Gebäudesysteme oder den Energiedaten wie dem aktuellen Energieverbrauch, der Energiekostenentwicklung oder -aufteilung. Die individuelle Entwicklung von Dashboards mit bestimmten weiteren Wunsch-KPIs ist ebenfalls möglich.

Individuelle Servicebedarfsermittlung statt festgelegtem Zyklus

Das neue Servicemodul erfasst auch Sensordaten, um den Zustand der einzelnen mechanischen Geräte zu überwachen und deren Betrieb mit optimalen Benchmark-Werten zu vergleichen, um Abweichungen zu erkennen.
Dadurch wird der Betreiber schneller auf drohende Leistungsabfälle oder gar ­Geräteausfälle aufmerksam gemacht, sodass er rechtzeitig eingreifen kann, bevor es zu kostspieligen Unterbrechungen kommt. Die Abweichungen helfen bei der zustandsorientierten dynamischen Aufgabenverteilung, um den Servicebedarf des mechanischen Systems zu priorisieren, zum Beispiel wann die Luftfilter in einer Lüftungsanlage aus wirtsc
haftlicher Sicht ausgetauscht werden sollten.
Im Gegensatz zu bestimmten, gesetzlich vorgeschriebenen Serviceaktivitäten,
etwa der jährlichen Überprüfung eines Sicherheitstemperaturbegrenzers, steht es den Betreibern bei vielen Anlagenkomponenten frei, wann sie gewartet werden. Idealerweise nur dann, wenn tatsächlich eine Störung oder ein Ausfall mit finanziell relevanten Auswirkungen drohen.

Die Zustandsparameter können zudem einen tieferen Einblick in die Lebensdauer oder die Nutzungsdauer mecha-nischer Geräte geben. Da sich nicht alle Geräte in gleicher Geschwindigkeit abnutzen, können Unternehmen mit den gewonnenen Erkenntnissen fundierte Entscheidungen über die Reparatur oder den Austausch von Geräten treffen.

Fallbeispiel Bürogebäude

Welche Auswirkungen eine ergebnis-orientierte Instandhaltung haben kann, konnte in dem folgenden Praxisbeispiel nachgewiesen werden. In einer Unternehmenszentrale mit etwa 3000 Mitarbeitern, 40.000 m² Nutzfläche und etwa 27.000 physikalischen Datenpunkten wurde bis 2013 mit traditioneller Instandhaltung gearbeitet. Die Energiekosten lagen dabei bei etwa 1 Mio. € pro Jahr (Erdgas, Strom und Wasser). Es gab viele Serviceeinsätze pro Jahr als Reaktion auf Störmeldungen der Gebäudeleittechnik oder auf Meldungen der Gebäudenutzer. Seit 2014 wird die Instandhaltung mit OBS unterstützt. Dabei werden fast täglich neue Anomalien aufgedeckt, bevor es zu Störmeldungen oder unzufriedenen Gebäudenutzern kommen kann. Mittlerweile konnten eine Verbesserung der Komfortbedingungen um 45 % erzielt werden (Häufigkeit Ist-Werte im Soll-Wertbereich) sowie eine 16-prozentige Reduzierung des Energieverbrauchs. Mehr als 300 Anomalien werden inzwischen jährlich erkannt, sodass ganze 35 % der Serviceeinsätze mit Hilfe der Analytics Software eingespart werden konnten.

Die heutigen Möglichkeiten sind nur der Anfang

Weniger Routinearbeiten, weniger Störungen, eine bessere Priorisierung von Störungen, Zeiteinsparung und mehr Raum für andere Projekte – all das sind die Effekte einer ergebnisorientierten Instandhaltung. Zukünftig werden eine noch genauere Priorisierung sowie eine monetäre Bewertung der Störfälle möglich sein. Unter Einbezug der laufenden Kosten für bestimmte Bereiche, beispielsweise für Energie, kann bei einer Störung detailliert angegeben werden, was ein Ausfall stündlich oder täglich kostet. Der Gebäudebetreiber kann somit schnell entscheiden, welche Servicearbeiten anderen vorzuziehen sind.

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