Verbundleitstelle Eggenstein – BACnet basierte Smart City Lösung
Das Schulzentrum Eggenstein-Leopoldshafen hat eine beeindruckende Entwicklung durchlaufen, von den Anfängen als Volksschulen bis hin zur heutigen Gemeinschaftsschule. Angetrieben von einem zukunftsorientierten Ansatz hat es eine grundlegende Modernisierung seiner Gebäudeautomation und eine wegweisende Digitalisierung der TGA als Teil einer Smart City Lösung erfahren.
Die Herausforderungen erforderten eine innovative Lösung für die Steigerung der Energieeffizienz und die Nutzung (Solarthermie) erneuerbarer Ressourcen. Die Gemeindeverwaltung Eggenstein-Leopoldshafen beauftragte PGA Automation mit der umfassenden Sanierung der Gebäudeautomation sowie der Erweiterung der Gebäudeleittechnik als BMS-Verbundleitstelle. Dies betrifft die Wärmeerzeugung aus Gaskesseln, Wärmepumpe und Solarthermie des Nahwärmeverbunds, der Schul- und Sportzentren, des Hallenbads und der Feuerwehr.
Die Grundsteinlegung des Projekts „Verbundleitstelle Eggenstein-Leopoldshafen“ erfolgte beim BMS-Projekt "Rheinhalle", wo Heizungs- und Lüftungsanlagen über Niagara automatisiert wurden. Aufgrund der Erfolge wurde das OAS Webportal als Verbundleitstelle für das BMS weiterentwickelt und auch im Schul- und Sportzentrum implementiert.
DIE ANFORDERUNGEN
Das Schulzentrum Eggenstein-Leopoldshafen, bestehend aus einer Gemeinschaftsschule, Sporthallen, einem Hallenbad und der Feuerwehr, sollte eine umfassende Erneuerung der Gebäudeautomation durchführen. Die Anforderungen umfassten die Sanierung der Gebäudeautomation der Gemeinschaftsschule mit Fokus auf erneuerbare Energien und Solarthermieanlagen, die Implementierung solaren Nahwärme mit Langzeitspeicherung, sowie die Erneuerung der Heizung, Lüftungs- und Raumautomation. Zusätzlich sollte die Aula der Schule mit einer RLT-Anlage ausgestattet werden. Die Sporthallen A und B, das Hallenbad und die Feuerwehr sollten ebenfalls in die Gebäudeleittechnik des Nahwärmeverbunds integriert werden.
DIE OPEN AUTOMATION SOLUTION
Diese Lösung repräsentiert den Anfang für ein wegweisendes Smart City Projekt, bei dem alle Systeme via BACnet integriert wurde. Der Erweiterungsbau ist nahtlos über BACnet auf Niagara aufgeschaltet. Im Bereich der Raumautomation erfolgte die Anbindung der Easy/IO über BACnet MS/TP. Sämtliche bestehenden Fremdsysteme konnten erfolgreich über BACnet integriert und miteinander vernetzt werden. Die Umsetzung erstreckt sich über den gesamten Campus, der nun mit einem Metering-System für verschiedene Zähler ausgestattet ist.
Primäranlagen
Im Wesentlichen wurden alle nicht BACnet fähigen Automationsgeräte (Wärmeerzeuger- und -verteilung, Solarthermie, RLT-Anlagen) in 6 Gebäuden und 12 ISPs (ASPs ) gegen 14 Stück AMEV zertifizierte BACnet Automationsgeräte (JACE 8000/ OAS SBS JACE 8N4) ersetzt. Die BACnet-Integrationsplattform ermöglicht die Kommunikation und Integration der verschiedenen Bestandssysteme. Automationsstation gemäß Profil BACnet Building Controller (B-BC), mit nativer BACnet- Kommunikation nach DIN EN ISO 16484-5 (BACnet® Server und Client Funktionalität); zur Kommunikation Ethernet (BACnet-IP) eingesetzt und übergeben. Das System ist zertifiziert nach AMEV- Testat AS-B und BTL B-BC.
Raumautomation
Für die Raumautomation der Gesamtschule, bestehend aus Klassenzimmern, Fach- und Verwaltungsräumen, wurde das BACnet basierte Automationssystem EasyI/O von Johnson Controls eingesetzt. In den Klassenzimmern regeln die EasyI/O Controller die Temperatur sowie die Luftqualität über CO2-Sensoren. Eine CO2-Ampel (Novos 3 von Thermokon) informiert Lehrer und Schüler über die Luftqualität. Bei grün besteht kein Handlungsbedarf, bei orange wird die Lüftung energetisch optimiert eingeschaltet und bei rot wird empfohlen die Fenster zu öffnen, um die Luftqualität weiter zu verbessern.
BACnet Integration Kieback & Peter
Im Erweiterungsbau der Schule, welcher bereits 2012 saniert wurde, besteht ein BACnet-fähiges Automationssystem von K&P für primär Heizungs- und Lüftungsanlagen sowie Einzelraumregelung für Klassenzimmer. Die Integration zu Bestandssystem erfolgt via BACnet/IP über zwei JACE 8000 Integrationsplattformen.
BACnet Pumpe
Zur Optimierung des Wirkungsgrades und der Funktionalität der Kesselanlage wurden BACnet-fähige Kesselkreispumpen (Hocheffizienzpumpen) der Firma Biral eingesetzt. Die Integration der Pumpen erfolgt über das BACnet Modul der Firma Grundfos.
Energiemonitoring
Für das gesamte Projekt gibt es ein umfangreiches Energiemonitoring Konzept, welches die Erneuerung sämtlicher Wärmemengenzähler, Ergänzung von Gas, Wasser und Elektrozählern beinhaltet.
Eine der größten Solarthermieanlagen Süddeutschlands
Die Raktivierung eine der größten Solarthermieanlagen Süddeutschlands ist Teil des Projektes. Es das Nahwärmenetz für das Schul- und Sportzentrum mit Hallenbad und Feuerwehrhaus. Auf einer Fläche von 1.600 Quadratmetern erzeugen Solarthermie-Kollektoren klimafreundliche Wärme. Ein Kies-Wasser-Speicher ermöglicht einen solaren Deckungsgrad von 35 Prozent über das gesamte Jahr.
DER KUNDENNUTZEN
Die Einführung einer Green Solution im Schulzentrum Eggenstein-Leopoldshafen verbessert die nachhaltige Energieeffizienz und ermöglicht durch die Integration von Automationslösungen sowie Verbrauchsdatenerfassung und -monitoring eine ganzheitliche Überwachung und Steuerung der Gebäudetechnik mittels BACnet® und Niagara-Framework®.
Diese umfassende Lösung etabliert das Schulzentrum als führend in den Bereichen intelligente Gebäudetechnik und nachhaltige Smart City Integration. Darüber hinaus repräsentiert das Projekt eine technologische Modernisierung, die bereits heute die Anforderungen des § 71a des Gebäudeenergiegesetzes (GEG) erfüllt und einen wichtigen Schritt in Richtung der Zukunft der nachhaltigen Energieversorgung und intelligenten Gebäudetechnik darstellt.
