Leseprobe

Raumfunktionen
Ganzheitliche Konzeption und Integrationsplanung
zeitgemäßer Gebäude
von Achim Heidemann und Peer Schmidt
8
Inhalt
Inhalt
Motivation
1.1
Warum dieses Buch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.2
An wen wendet sich dieses Buch. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.3
Wie ist dieses Buch zu lesen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Grundverständnis
2.1Einleitung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2.2Beteiligte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2.3
Zeitgemäße Gebäude . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.4
Gebäudeautomation (GA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
2.5
Facility Management (FM). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
2.6Energieeffizienz. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
2.7GA-Effizienzklassen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
2.8Wirtschaftlichkeit/Kosten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
2.8.1Investitionskosten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
2.8.2
Nutzungskosten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
2.8.3Lebenszykluskosten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
2.8.4
Verkauf und Vermietung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
2.9Projektmanagement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
Konzeption
3.1Einleitung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
3.2Ziele/Anforderungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
3.2.1Zeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
3.2.2Kosten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
3.2.3Qualität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
3.2.3.1Nutzwert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
3.2.3.2
Ökologische Nachhaltigkeit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
3.3
Bedarfsplanung (Einführung). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
3.3.1Einleitung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
3.3.2
Bedarfspläne: Bedarfsermittlung im „klassischen“ Bauwesen. . . . . . . . . . . 107
3.3.3
Lastenhefte: Bedarfsermittlung für technische Anlagen. . . . . . . . . . . . . . . . . 112
3.4
Bedarfsplanung mit Lastenheften für zeitgemäße Gebäude. . . . . . . . . . . . 114
I nhalt
9
3.4.1Deckblatt. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
3.4.2Gliederung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
3.4.3
A Vereinbarungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
3.4.4
B Der Bauherr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
3.4.5
C Das Projekt. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
3.4.6
D Schnittstellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
3.4.7
E Bestand (Ist-Situation) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
3.4.8
F Nutzungsprozesse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
3.4.9
G Anforderungen an das Betreiben. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
3.4.10
H Sonstige Anforderungen des Bauherrn. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
3.4.11
I Vorgaben für die Bauausführung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
3.5Projektorganisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
3.5.1
Klassische Projektorganisation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
3.5.2
Projektorganisation mit integraler Planung der
Gebäudeautomation (GA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
3.5.3
Projektorganisation mit Integrationsplanung (TGA). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
3.6Verträge/Honorare. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
3.6.1
Verträge für die Fachplanung Gebäudeautomation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
3.6.2
Verträge für die Integrationsplanung (TGA). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
3.6.3
Abnahme von Planungsleistungen/Gewährleistung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
Planung
4.1Einleitung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
4.1.1Dokumentation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
4.2Grundlagenermittlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
4.2.1
Detailliertes Leistungsbild . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
4.2.2Beschreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
4.2.3
Kombiniertes Lasten-/Pflichtenheft Gebäudeautomation . . . . . . . . . . . . . . 193
4.3Vorplanung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
4.3.1
Detailliertes Leistungsbild . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
4.3.2Beschreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
4.3.2.1Segment-/Achsenkonzept . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
4.3.2.2Pflichtenheft. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
4.3.2.2.1Deckblatt. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
4.3.2.2.2Gliederung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
4.3.2.2.3 A Vereinbarungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
4.3.2.2.4 B Lastenheft. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
4.3.2.2.5
C Allgemeines Realisierungskonzept. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
10
4.3.2.2.6
Inhalt
D Beschreibung der baulichen und technischen Umsetzung . . . . . . . . . . 214
4.3.2.2.7 E Ausführungsschnittstellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
4.3.2.2.8 F Kosten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
4.3.2.2.9 G Anhang. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
4.3.2.2.10 H Dokumentenverzeichnis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
4.3.2.2.11 I Logbuch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
4.3.2.3
Planungskonzept für die Gebäudeautomation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
4.3.2.3.1Planungsschnittstellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
4.3.2.3.2
Funktionalität der Räume. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
4.3.2.3.3
Bedienen und Anzeigen im Raum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
4.3.2.3.4Installation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
4.3.2.3.5GA-System-Netzwerk. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
4.3.2.4Kostenschätzung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
4.4Entwurfsplanung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
4.4.1
Detailliertes Leistungsbild . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
4.4.2Beschreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273
4.4.2.1
Detaillierung der Planungsschnittstellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273
4.4.2.2
Projektierung der Raumautomationsfunktionen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
4.4.2.2.1Grundlagen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
4.4.2.2.2
Sensor-, Aktor- und Anwendungsfunktionen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290
4.4.2.2.3
Bedien- und Anzeigefunktionen (lokal). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
4.4.2.3
Projektierung der RA-Komponenten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302
4.4.2.4
Erstellen von RA-Schema (RA-S) und RA-Funktionsliste (RA-FL). . . . . . . . . . 322
4.4.2.4.1
RA-Schema (RA-S) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323
4.4.2.4.2
RA-Funktionsliste (RA-FL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338
4.4.2.5
Projektierung des GA-System-Netzwerks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349
4.4.2.6
Kostenberechnung und Kostenkontrolle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355
4.5Genehmigungsplanung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356
4.6Ausführungsplanung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356
4.6.1
Detailliertes Leistungsbild . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357
4.6.2Beschreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359
4.6.2.1
Fortschreibung der Entwurfsplanung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359
4.6.2.2
Festlegung Kennzeichnungssystem (Adressierungsschlüssel). . . . . . . . . . . 363
4.6.2.3Funktionsbeschreibung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370
4.7
Vorbereitung der Vergabe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374
4.7.1
Detailliertes Leistungsbild . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 375
4.7.2Beschreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376
4.7.2.1Grundlagen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376
4.7.2.2
Art der Vergabe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377
4.7.2.3
Vergabeunterlagen bei öffentlicher Ausschreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378
Inhalt
11
4.7.2.3.1Leistungsbeschreibung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378
4.7.2.3.1.1
Festlegung der Leistungspositionen und Mengen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380
4.7.2.3.1.2
Aufstellung des Leistungsverzeichnisses (LV). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383
4.7.2.3.2Planungsdokumente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401
4.7.2.3.3
Weitere Vergabeunterlagen (Verantwortung Bauherr) . . . . . . . . . . . . . . . . . 401
4.7.2.4Ausführungsschnittstellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403
4.8
Mitwirkung bei der Vergabe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 408
4.8.1
Detailliertes Leistungsbild . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 408
4.8.2Beschreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 409
4.8.2.1Hinweis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 409
4.8.2.2Angebotsprüfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 409
4.8.2.3
Aufklärung des Angebotsinhalts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412
4.8.2.4Vergabevorschlag. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412
4.8.2.5
Kostenanschlag und Kostenkontrolle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413
Errichtung
5.1Einleitung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416
5.2
Objektüberwachung – Bauüberwachung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416
5.2.1
Detailliertes Leistungsbild . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 417
5.2.2Beschreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 418
5.2.2.1Auftragserteilung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 418
5.2.2.2Bauleitung/Fachbauleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 419
5.2.2.3
Qualitätssicherung, Zeitplanung und Kontrolle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 420
5.2.2.4Abnahme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423
5.2.2.5Aufmaß. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 429
5.2.2.6Rechnungsprüfung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431
5.2.2.7
Kostenfeststellung und Kostenkontrolle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 436
5.3Ausführung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 437
5.3.1Auftragsannahme. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 437
5.3.2Auftragsbearbeitung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 438
5.3.3Bestandsdokumentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 441
Betrieb & Nutzung
6.1Einleitung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452
6.2
Objektbetreuung und Dokumentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453
6.2.1
Detailliertes Leistungsbild . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453
12
Inhalt
6.2.2Beschreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454
6.3Betrieb. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 456
6.4Nutzung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 458
Anhang
Quellenverzeichnis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462
Abkürzungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472
Glossar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 476
Abbildungsverzeichnis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 489
Tabellenverzeichnis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493
Sachwortregister. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 494
Förderer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 504
Autorenvita. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 505
1 Motivation
14
Motivation
1.1 Warum dieses Buch
In diesem Buch werden erstmals die Konzeption zeitgemäßer Gebäude und die Planung
von Raumautomation im Rahmen einer Integrationsplanung (TGA)1 detailliert beschrieben.
Mit der Integrationsplanung (TGA) führen wir einen neuen, ganzheitlichen, am Lebenszyklus orientierten und Gewerke-übergreifenden Ansatz für die Planung Technischer
Gebäudeausrüstung (TGA) in Bauprojekten ein. Dabei erheben wir den Anspruch, einen Standard zu setzen, der der Forderung nach zweckmäßigen, funktionierenden und
wirtschaftlichen (zeitgemäßen) Gebäuden Rechnung trägt. Über die Raumautomation
hinaus lassen sich durch die Integrationsplanung (TGA) signifikante Vorteile für die gesamte TGA erzielen.
Durch die zunehmende Technisierung von Gebäuden sind in den vergangenen Jahren
Aufgaben für Ingenieure und Architekten, aber auch für Baufachkräfte hinzugekommen,
die eine Auseinandersetzung mit neuen Technologien erfordern. Mittlerweile bestimmen die installierten Systeme (Anlagen) der Technischen Gebäudeausrüstung (TGA) zur
Beheizung, Belüftung, Beleuchtung, zum Sonnenschutz, Einbruchschutz etc. die Funktionalität von Gebäuden wesentlich. Die dadurch gestiegene Komplexität von Bauprojekten, einhergehend mit Anforderungen an kürzere Planungs- und Ausführungszeiträume, fordert ein Umdenken bei allen an Planung und Bau Beteiligten, um Störungen des
Planungs- und Bauablaufs zu vermeiden und Bauzeitverzögerungen und Kostenerhöhungen – insbesondere in Form von Nachträgen – vorzubeugen.
Nach einer Statistik des BHKS2 vom Juni 2011 (vgl. Abbildung 1-1) veränderte sich das Umsatzverhältnis der Gebäudetechnik zum Hochbau in Deutschland von ca. 44 % im Jahr
1998 auf knapp 58 % im Jahr 2010, mit deutlich steigender Tendenz. Damit hat sich das
Kostenverhältnis Hochbau/Technik innerhalb von gut zehn Jahren quasi umgekehrt.
Seit dem Jahr 2005 liegen die Umsätze der Gebäudetechnik erstmals deutlich über denen des Hochbaus und steigt der Anteil der Gebäudetechnik nahezu stetig.
Diese Entwicklung ist nicht abgeschlossen und entspricht den globalen Trends zu mehr
Sicherheit, Nachhaltigkeit, Komfort etc., aber auch den ökonomischen Gesetzen und
1TGA: Technische Gebäudeausrüstung. Gemäß [DIN EN ISO 16484-2] sind unter TGA „im Gebäude installierte, verteilte Infrastruktureinrichtungen“ zu verstehen.
2 BHKS: Bundesverband Heizungs-, Klima-, Sanitärtechnik/Technische Gebäudesysteme e. V.
Warum dieses Buch
15
ihrer Forderung nach Kostenreduzierung. Zunehmend werden daher auch klassische
„Baugewerke“ technisiert, zum Beispiel Fenster- und Türelemente, die mit Automationskomponenten wie Sensoren, Aktoren und sogar mikroprozessorbasierten Automationsstationen ausgestattet mehr Sicherheit, weniger Energieverbrauch und hohen Wohn-/
Arbeitskomfort (Wohlbefinden) durch passend dimensionierte Lüftung und Verschlussüberwachung sicherstellen.
Abbildung 1-1: Entwicklung Umsatzverhältnis Hochbau/Gebäudetechnik 1998 – 2010 (Bild in Anlehnung an BHKS)
Der Betrieb von Gebäuden, die – über den architektonischen Anspruch hinaus – vor allem
Anforderungen an Zweckmäßigkeit, Funktionalität und Wirtschaftlichkeit während ihrer
Nutzung erfüllen müssen, ist ohne den Einsatz von Automatisierungstechnik nicht mehr
möglich. Insbesondere die Raumautomation (RA) stellt eine wesentliche Grundlage zeitgemäßer Gebäude dar.
Wir wissen aus unserer täglichen Praxis, dass diese Aussage insbesondere für diejenigen
erstaunlich klingt, die sich primär mit der Architektur oder im Umfeld der „klassischen“
Bauplanung mit Bau- oder Gebäudetechnik beschäftigen. Allgemein ist in der Baubranche ein erhebliches Wissensdefizit über die Vorteile des Einsatzes von Automatisierungstechnik in Gebäuden festzustellen. In der üblichen Baupraxis grassieren Begriffe wie
16
Motivation
„MSR-Technik“ oder „Gebäudeleittechnik“, die ihre Gültigkeit seit Langem verloren haben und deren tagtägliche Verwendung die obige Feststellung nur zu gut unterstreicht.
Nach wie vor dominieren die „klassischen“ Baufachleute die Branche mit ihrem traditionellen „Gewerke-orientierten“ Denken und Handeln und ihrem Fokus auf „schnell
und günstig bauen“. Doch diese Dominanz führt dazu, dass heutzutage in der Regel
Gebäude geplant und errichtet werden, die unnötig hohe Kosten für die TGA erfordern
– und zwar sowohl für den Bau (Investitionskosten) als auch bei der späteren Nutzung
(Nutzungskosten) – und darüber hinaus häufig auch noch schlecht funktionieren sowie
einen unnötig hohen Ressourcenverbrauch aufweisen. Kostenüberschreitungen durch
Nachträge, Bauzeitverzögerungen und Mängel gehören „am Bau“ – zum Leidwesen der
Bauherren – zur Tagesordnung.
Zwar ist durch die Nachhaltigkeitszertifizierung von Gebäuden, wie zum Beispiel durch
die Deutsche Gesellschaft für nachhaltiges Bauen e. V. (DGNB) [DGNB 2009] angeboten,
der bewusste Umgang mit Ressourcen seit einiger Zeit in das Blickfeld vieler Bauherren
und Planer gerückt, jedoch gibt es bisher nur Vorgaben für Anforderungen an die Nachhaltigkeit von Gebäuden, nicht aber Hinweise oder Vorschläge, wie man diese durch die
richtige Planung und den Einsatz von Gebäudeautomation erreicht.
Vor diesem Hintergrund haben wir in den vergangenen Jahren als Integrationsplaner
(TGA) und als Projektsteuerer mit einem ganzheitlichen, am Lebenszyklus von Gebäuden
orientierten und Gewerke-übergreifenden Ansatz Prozesse entwickelt, die es ermöglichen, dem Stand der Technik entsprechende Konzepte für die Technische Gebäudeausrüstung (TGA) einschl. der Automatisierungstechnik im Sinne der späteren wertschöpfenden Nutzung in ein Bauprojekt einzubringen. Dabei haben wir die Fachplanung der
Gebäudeautomation im Rahmen einer TGA-Gesamtplanung so im Bauplanungsprozess
positioniert, dass sie der Anforderung nach zweckmäßigen, funktionierenden und wirtschaftlichen Gebäuden genügt.
Unser Wissen veröffentlichen wir mit diesem Buch, soweit es in einem solchen Rahmen
möglich ist.
Gebäudeautomation beeinflusst maßgeblich den Energieverbrauch von Gebäuden.
Durch Anlagen- und Raumautomation wird entsprechend der Europäischen Normung
die Klassifizierung der Energieeffizienz von Gebäuden wesentlich bestimmt und nur ein
weitgehend mit Raumautomation ausgestattetes Gebäude darf künftig mit der Gebäudeautomations-Effizienzklasse A gekennzeichnet werden. Zum Vergleich: Der heutige
Neubaustandard entspricht der Gebäudeautomations-Effizienzklasse C, fällt also deutlich schlechter aus als nach Stand der Technik möglich. Kühlschränke, Waschmaschinen
An wen wendet sich dieses Buch
19
hier auf den Fachausschuss Elektrotechnik und Gebäudeautomation und die aus diesem
hervorgegangene Richtlinienreihe 3813 „Raumautomation“ [VDI 3813] des Vereins Deutscher Ingenieure (VDI) hingewiesen.
1.2 An wen wendet sich dieses Buch
Mit diesem Buch wenden wir uns an alle diejenigen, die Interesse an zweckmäßigen,
funktionierenden und wirtschaftlichen Gebäuden haben, die solche Gebäude oder Teile
davon bauen lassen, entwickeln, planen, errichten, sanieren, finanzieren, kaufen, verkaufen oder ganz einfach nutzen wollen. Eine gute Architektur setzen wir dabei voraus.
In erster Linie ansprechen möchten wir:
Bauherren (auch als Investoren),
die ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis für ihr Bauprojekt erzielen wollen, dabei be-
sonderen Wert auf den späteren Nutzwert7 und die ökologische Nachhaltigkeit8 ihres
Gebäudes legen und damit ihre Bauinvestition für die Zukunft absichern und/oder den
Vermarktungswert ihres Gebäudes steigern wollen. Da Bauherren diejenigen sind, die
durch ihre Vorgaben und Verträge mit Projektmanagern und Planern die Anforderungen für die Funktionalität ihres neuen Gebäudes festlegen, möchte ihnen dieses Buch
Möglichkeiten aufzeigen, durch geeignete Methoden und Verträge die Erfüllung entsprechender Anforderungen sicherzustellen.
Projektmanager und Planer (Ingenieure, Architekten),
die ihr Leistungsportfolio verbessern oder ausbauen möchten und dazu Kenntnisse
über Projektmanagement- und Planungsprozesse für zeitgemäße Gebäude und darüber hinaus einen ganzheitlichen, Gewerke-übergreifenden Planungsansatz in Form
einer Integrationsplanung (TGA) am Beispiel der Raumautomation erlernen möchten.
Da Projektmanager und Planer diejenigen sind, die mit ihrem Wissen die Grundlage für zeitgemäße Gebäude legen, möchte sie dieses Buch in die Integrationsplanung (TGA) einführen, tiefer gehendes Wissen zum Fachgebiet Gebäudeautomation mit Schwerpunkt auf Raumautomation vermitteln und sie in die Lage versetzen,
7
8
Unter dem Nutzwert eines Gebäudes verstehen wir seine Beschaffenheit oder Eigenschaft im
Hinblick auf die durch einen Bauherrn gestellten Anforderungen oder Erwartungen. Hierzu
gehören z. B. Flexibilität, Zweckentsprechung, Sicherheit oder Gestaltung.
Unter ökologischer Nachhaltigkeit verstehen wir eine Aussage über den Verbrauch nicht
regenerativer Rohstoffe im Lebenszyklus eines Gebäudes. Ein Gebäude mit hoher ökologischer
Nachhaltigkeit weist einen niedrigen Verbrauch nicht regenerativer Rohstoffe auf.
20
Motivation
Raumautomation innerhalb eines Gebäudeautomationssystems im Rahmen einer
Integrationsplanung (TGA) selbst zu planen oder diese in eine Gesamt-Gebäudeplanung zu integrieren. Dieses Buch soll daher auch ein Leitfaden für die tägliche Arbeit
der Planer sein.
Facility Manager und Betreiber,
die Betriebsprozesse optimieren und deshalb schon frühzeitig auf die Planung Einfluss
nehmen wollen. Da Facility Manager und Betreiber diejenigen sind, die mit ihrem Wissen
die Qualität und die Kosten des Betriebs und der Nutzung von Gebäuden beeinflussen,
möchte dieses Buch Wege und Methoden vorstellen, mit denen Betriebs- und Nutzungsprozesse durch Gebäudeautomation effizienter werden.
Nutzer,
wie zum Beispiel Unternehmen oder Behörden mit ihren Mitarbeitern, die schon in
einem frühen Stadium den Nutzwert „ihres“ Gebäudes (schon vor dessen Errichtung) sichern wollen oder sich mit Anmietung oder Kauf eines geeigneten Gebäudes beschäftigen. Da Nutzer Gebäude für ihre Nutzzwecke, zum Beispiel für Wertschöpfungsprozesse, verwenden, möchte ihnen dieses Buch nahebringen, wie sie ihre
Anforderungen an die Nutzung des fertiggestellten oder zu kaufenden bzw. anzumietenden Gebäudes bereits in seinen Konzeptions- und Planungsprozess einbringen
können.
Ausführende Firmen/Systemintegratoren,
die ihre Schnittstellen zur Planung mit dem Ziel der Optimierung der Ausführung von Gebäudeautomationsprojekten verbessern möchten. Da ausführende
Firmen/Systemintegratoren diejenigen sind, welche die vorab bereits von Planern in
eine technische Lösung umgesetzten Anforderungen von Bauherren baulich-technisch
realisieren, möchte dieses Buch dartun, wie sie die Schnittstelle zu Planern und Bauherren optimieren können, um bessere Projektperformance zu erreichen und so Profite zu
verbessern und das Mangelrisiko zu minimieren.
Herstellerfirmen,
die ihr Produktportfolio erweitern oder ihre Produkte und Dokumentationen verbessern möchten. Da Herstellerfirmen diejenigen sind, die mit Ihren Produkten (Hardware,
Software) einschl. der zugehörigen Produktdokumentation die Basis für Gebäudeautomationssysteme bereitstellen, möchte dieses Buch Anregungen für die weitere Produktentwicklung geben, insbesondere indem es den Dialog mit Bauherren, Planern und
ausführenden Firmen unterstützt, um damit ihre Anforderungen an Produkte und ihre
Dokumentation in die Produktentwicklung einfließen zu lassen.
Wie ist dieses Buch zu lesen
21
Studierende,
insbesondere der Fachrichtungen Facility Management, Architektur, Bauingenieurwesen
und Bauprojektmanagement, Gebäudetechnik, Versorgungstechnik, Elektrotechnik und
natürlich Automatisierungstechnik. Ihnen soll dieses Buch eine Unterstützung beim Erlernen des Stoffs und damit bei der Vorbereitung auf ihre berufliche Karriere bieten.
1.3 Wie ist dieses Buch zu lesen
Dieses Kapitel enthält eine Übersicht über die Struktur des Buchs und soll damit dem
fachlich vorgebildeten Leser ermöglichen, die für ihn persönlich interessantesten Informationen schnell zu finden. Für Lernende empfehlen wir das Durcharbeiten des gesamten Buchs, da die Kapitel aufeinander aufbauen.
Das Allerwichtigste zuerst: Ein großer Teil dieses Buches ist so geschrieben, dass keine
technischen Vorkenntnisse des Lesers erforderlich sind. Für den restlichen Teil des Buches steht bei Bedarf ein umfangreiches Glossar zur Verfügung. Um den Text lesbarer zu
machen, werden Begriffe auch ergänzend gelegentlich in einer Fußnote erläutert.
Die Gliederung des Buches orientiert sich grundsätzlich an den aufeinander aufbauenden zeitlichen Phasen des Lebenszyklus (engl.: Life Cycle) von Gebäuden wie in
Abbildung 1-3 dargestellt und umfasst im Wesentlichen Konzeption, Planung und Errichtung von Gebäuden (vgl. auch Abbildung 2-6: Lebenszyklusphasen im FM in Anlehnung an GEFMA in Kapitel 2.5). Es orientiert sich damit am Facility Management (vgl.
Kapitel 2.5).
Der vor allem für Bauherren wichtigsten Lebenszyklusphase Konzeption wird dabei besondere Beachtung geschenkt, da in diesem Zeitraum die Weichen für ein Bauprojekt
und damit für die Erreichung der Ziele eines Bauherrn gestellt werden. Hier kann und
muss er festlegen, wie effizient oder wertschöpfend er sein Gebäude später einmal nutzen will und welche Nutzungskosten, die in der Regel ein Vielfaches der Investitionskosten ausmachen, ihm dabei entstehen.
Kapitel 2 „Grundverständnis“ dient zunächst dazu, dem Leser ein Grundverständnis
zu vermitteln. Es enthält eine Erläuterung wichtiger Begriffe und Zusammenhänge und
führt in die Philosophie des Buches ein. Es richtet sich daher an alle Leser.
58
Grundverständnis
2.7 GA-Effizienzklassen
Die Wichtigkeit der Raumautomation auf den Einfluss des Energieverbrauchs eines
Gebäudes spiegelt sich in den normativen Vorgaben über den zulässigen Energieverbrauch von Gebäuden wider. Mit der Einführung der Europanorm EN 15232 „Energy
performance of buildings – Impact of Building Automation, Controls and Building
Management“ [EN 15232] durch das Europäische Komitee für Normung (CEN) vom Juli
2007, deutsche Fassung DIN EN 15232 „Energieeffizienz von Gebäuden – Einfluss von
Gebäudeautomation und Gebäudemanagement“ vom November 2007 [DIN EN 15232],
gilt eine Einteilung von Gebäuden in Energieeffizienzklassen, die durch den Automationsgrad bestimmt wird – ähnlich wie bei den aus der sogenannten „weißen Ware“
(Haushaltsgeräte etc.) seit Jahren bekannten Energieverbrauchklassen, z. B. von Kühlschränken oder Waschmaschinen.
Gebäudeautomation bestimmt die Energieeffizienzklasse eines Gebäudes.
Dabei werden, getrennt für Wohn- und Nicht-Wohngebäude, die für die Energieeffizienz
maßgeblichen Gebäudeautomationsfunktionen (Raum- und Anlagenautomationsfunktionen sowie ihr Zusammenwirken) definiert und den vier definierten GA-Effizienzklassen zugeordnet.
Die vier GA-Effizienzklassen werden grundsätzlich wie folgt unterschieden:
nnGA-Effizienzklasse A: hoch energieeffiziente GA-Systeme,
nnGA-Effizienzklasse B: weiterentwickelte GA-Systeme,
nnGA-Effizienzklasse C: Standard-GA-Systeme,
nnGA-Effizienzklasse D: nicht energieeffiziente GA-Systeme.
Abbildung 2-11 zeigt die GA-Effizienzklassen gemäß [DIN EN 15232] in einem Schaubild.
Die GA-Effizienzklasse D ist bereits für heutige Neubauten in der EU nicht mehr zulässig.
GA-Effizienzklasse C entspricht dem heute in der Regel üblichen Neubaustandard. Im
Vergleich mit den heute etablierten Standards bei der „weißen Ware“ von A (eher sogar
A+, A++ usw.) ergibt sich ein erhebliches Optimierungspotenzial, das durch energieeffiziente Raumautomation in Kombination mit geeigneter Anlagenautomation erschlossen
werden kann.
Wirtschaftlichkeit/Kosten
59
Abbildung 2-11: GA-Effizienzklassen gemäß [DIN EN 15232]
Die GA-Effizienzklassen und ihre Auswirkung auf die Raumautomation werden im Kapitel 4.3 detailliert vorgestellt.
Nur ein weitgehend mit Raumautomation ausgestattetes Gebäude darf künftig mit der
GA-Effizienzklasse A gekennzeichnet werden. Hierzu mehr im Kapitel 4 „Planung“.
2.8 Wirtschaftlichkeit/Kosten
Da sich dieses Buch mit den wirtschaftlichen Aspekten der Gebäudeautomation auseinandersetzt, sollen nachstehend Begriffserläuterungen zu diesem Thema erfolgen.
Daneben soll gezeigt werden, welche Vorteile Gebäudeautomation und insbesondere
Raumautomation für die Wirtschaftlichkeit eines Gebäudes bringen.
Um es vorwegzunehmen: Über einen angemessenen Betrachtungszeitraum gesehen
ist es wirtschaftlicher, ein Gebäude mit Raumautomation auszurüsten, als es ohne zu
belassen.
2.8.1 Investitionskosten
Kosten einschließlich Nebenkosten, die für die erstmalige Errichtung eines Gebäudes
im Zuge eines Bauprojekts anfallen, werden von uns als Investitionskosten bezeichnet.
Hierbei handelt es sich um die vollständigen Kosten, die in der DIN 276-1 „Kosten im Bau-
wesen – Hochbau“ [DIN 276-1] strukturiert sind und dort als „Building costs“ (deutsch:
Gebäudekosten) bezeichnet werden. Diese Investitionskosten werden in der Literatur
auch als Errichtungskosten oder Herstellungskosten, gelegentlich auch als Baukosten
bezeichnet.
Dieses Buch wird ideell gefördert durch:
Autorenvitae
505
Achim Heidemann ist seit dem Jahr 2007 Professor für Technisches Facility Management
an der Hochschule Albstadt-Sigmaringen. Er studierte Automatisierungstechnik und war
vor seiner Berufung über 20 Jahre zunächst in der Industrie und anschließend freiberuflich als Projektleiter, Planer und Projektsteuerer tätig. Bereits im Jahr 1999 realisierte er
erstmals ein Bauprojekt mit Integrationsplanung, indem er erfolgreich fortschrittliche
Methoden des Engineerings aus dem Anlagenbau in die Gebäudebranche überführte,
um damit wirtschaftliches, zweckorientiertes Bauen und Betreiben von Gebäuden zu ermöglichen. Seinen Praxisbezug erhält er heute als Berater und Gutachter. Er ist stellvertretender Vorsitzender des Fachausschusses Elektrotechnik und Gebäudeautomation
im Verein Deutscher Ingenieure (VDI) und Initiator und Obmann der VDI-Richtlinie 3813
„Raumautomation“ sowie Sachverständiger für Gebäudeautomation und EnEV.
Peer Schmidt ist Beratender Ingenieur und geschäftsführender Gesellschafter der
Heidemann & Schmidt GmbH. Er studierte Versorgungstechnik und begann seine berufliche Karriere als Projektingenieur für Gebäudeautomation und Energiemanagement
im gebäudetechnischen Anlagenbau. Es folgten mehrere Jahre als Fach- und Unternehmensbereichsleiter für Gebäude- und Industrieautomation in einem Elektrotechnologiezentrum, bevor er sich mit einem Ingenieurbüro selbstständig machte. Seine Tätigkeitsschwerpunkte stellen die ganzheitliche, bedarfsgerechte Konzeption und Planung
der Technischen Gebäudeausrüstung unter Federführung der Gebäudeautomation
(Integrationsplanung) sowie die Optimierung von Betriebsprozessen im Technischen
Facility Management durch den Einsatz von Automatisierungstechnik dar. Er ist Lehrbeauftragter für Informationstechnologie an der Hochschule Albstadt-Sigmaringen.