TGA BIM

TGA Ausgabe 06-2018
Systemhersteller setzen Rahmenbedingungen

Erfolgreiche Integrale Planung ganz konkret


1 Ein Schaltschrank aus einer Hand mit abgestimmten Regelungsalgorithmen für das Heizen, Kühlen, Be- und Entlüften sowie Entrauchen – der Idealfall in der Technischen Gebäudeausrüstung, setzt aber die entsprechende Systemintegration voraus.

1  Ein Schaltschrank aus einer Hand mit abgestimmten Regelungsalgorithmen für das Heizen, Kühlen, Be- und Entlüften sowie Entrauchen – der Idealfall in der Technischen Gebäudeausrüstung, setzt aber die entsprechende Systemintegration voraus.

Integrale Planung ist die zentrale Zukunftsperspektive für die Baupraxis. Das erklärte Ziel: Abläufe verschlanken, Kosten begrenzen und die exponentiell zunehmende Komplexität der Haustechnik beherrschen. Interpretiert und gelebt wird dieser Ansatz in der Praxis allerdings noch sehr unterschiedlich – was eigentlich schon im Widerspruch zur Wortbedeutung an sich steht ... Aber auch Hersteller von Bauprodukten müssen sich (noch deutlich) stärker in den digitalen Planungsprozess integrieren. Wie Systemair als Spezialist für Lüftungs- und Kältetechnik dafür die Voraussetzungen schafft, ist ein Exempel für den vielfachen Nutzen, wenn spezialisiertes Ingenieurwissen von Systemherstellern frühzeitig in die Integrale Planung mit der Planungsmethodik Building Information Modeling (BIM) einfließt.

Kompakt informieren

Für eine Integrale Planung können und müssen Systemhersteller über die Bereitstellung von BIM-Daten hinaus eine maßgebliche Rolle spielen: So lassen sich Schnittstellen reduzieren, Spezialwissen und Erfahrung integrieren um Baukörper und Gesamtkosten zu optimieren und projektspezifisch bestmögliche und schlanke Lösungen zu finden.

Dafür müssen die Hersteller personelle und produktspezifische Strukturen im eigenen Haus schaffen und vorhalten und in der Breite und Tiefe objektiv beraten können. Für viele TGA-Bereiche kommt dabei die Steuerung und Regelung der Systeme eine Schlüsselrolle zu.

Die Planung(sphase) stellt entscheidend die Weichen für die Bau- und Lebenszykluskosten eines Gebäudes. Am Anfang lassen sich durch den integralen Planungsansatz dabei besonders signifikante Einspareffekte erzielen. Sobald die Ausführungsphase beginnt, kann die begleitende Planung hingegen nur noch vergleichsweise marginale Kostenoptimierungen ermöglichen.

Deshalb kommt die Baukostensenkungskommission, eingesetzt vom früheren Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit (BMUB), in einem Bericht zu dem Schluss: „Der Einsatz von interdisziplinär arbeitenden Planungsteams sowie der Einsatz von computergestützten Planungsmethoden kann die Gesamtkosten verringern“ [1].

Die Begründung liest sich wie ein Plädoyer für die Integrale Planung sowie die Planungsmethodik BIM und skizziert verschiedene Bereiche, in denen noch Nachholbedarf herrscht. Unter anderem wird empfohlen, in die Planung schon frühzeitig das Spezialwissen und die Erfahrung von Fachingenieuren sowie der ausführenden Firmen einzubeziehen, um die mögliche Ausführungsvielfalt vorab zu analysieren und daraus dann entsprechende Kosteneinsparungen abzuleiten.

Abseits der Frage, wie dies im Rahmen der Vergabe- und Vertragsordnung für Bauleistungen (VOB) honoriert werden kann, sind gerade ausführende Betriebe verständlicherweise kaum bereit, in Vorleistung zu treten, wenn offen ist, ob sie in dem folgenden Ausschreibungsverfahren den Zuschlag erhalten.

Auch auf Seiten der Fachplaner gibt es Vorbehalte: Einerseits ist eine hohe Spezialisierung der Ingenieurkenntnisse erforderlich und wird auch abgefordert. Andererseits muss aber gleichzeitig mit anderen Disziplinen vernetzt gedacht werden, inklusive des notwendigen Abstimmungsaufwandes. Gerade zu diesem frühen, aber entscheidenden Planungszeitpunkt können jedoch Hersteller bautechnischer Anlagen unterstützend helfen. Dafür müssen sie jedoch selbst die notwendigen Strukturen schaffen und vorhalten, wie das Beispiel von Systemair zeigt.

Systemanbieter statt Produkthersteller

Schon seit mehreren Jahren sieht sich Systemair nicht nur als Hersteller von Lüftungs- und Kühlgeräten sowie von Ventilatoren, sondern als Dienstleister der Fachplaner. Die hohe Expertise der Ingenieure bei Systemair für die unterschiedlichen Aufgabenstellungen der Belüftung, Entrauchung und Klimatisierung ist das eine.

Zwei weitere, mindestens genauso wichtige Aspekte stellt Thomas Kerner heraus. Er gehört bei Systemair zu einer speziellen Abteilung, die hinter den Kulissen auf unterschiedlichsten betrieblichen Ebenen „Systemintegration“ vorantreibt: „Gute Ingenieure sind ein Markenzeichen deutscher Hersteller. Ihre Beratungsleistung basiert aber in erster Linie auf dem Produktportfolio des eigenen Unternehmens. Je eingeschränkter das Produktangebot, umso weniger objektiv kann eine Beratung sein.“

Ein Beispiel – Entrauchung von Parkgaragen im Brandfall – macht das sehr plastisch deutlich. Zur Abfuhr von Kohlenmonoxid und zur Entrauchung im Brandfall stehen dort im Prinzip zwei verschiedene Anlagenkonzepte zur Wahl: Ventilatoren, die über Kanäle entlüften, oder Jet-Ventilatoren, die per Strömungsimpulse die Luft im Raum gezielt bewegen Abb. 2 Abb. 3. „Welches System bei einem Bauprojekt das wirtschaftlichste ist – auch mit Blick auf die Energiekosten – können unsere Ingenieure ganz objektiv berechnen. Denn wir bieten beide Systeme an“, erläutert Kerner den Vorteil eines breiten Produktportfolios.

Systemair geht hier aber noch einen Schritt weiter. Reiner Kelch, der bei Systemair als beratender Ingenieur für Car Park Systems verantwortlich ist, ergänzt: „Werden wir schon bei der Grundrissplanung von Parkgaragen mit ins Boot geholt, können wir über eine Strömungssimulation per CFD-Analyse mögliche Optimierungen beim Setzen von Brandwänden und Abluftschächten erarbeiten. Das spart sowohl bei den Baukosten als auch im Lebenszyklus bei den Betriebskosten ein Vielfaches des etwas höheren Planungsaufwands ein. Wird die Kompetenz von Systemanbietern bei einer Integralen Planung einbezogen, ergeben sich daraus klare Vorteile und Problemsituationen lassen sich schon im Vorfeld entschärfen.“ Werden darüber hinaus Szenarien der Entrauchung und Entlüftung von der Tiefgarage über das gesamte Gebäude hinweg schon zu Beginn der Entwurfsplanung durchgespielt, lassen sich weitere Kostensenkungen realisieren.

Auch Tiefe ist ein wichtiges Kriterium

„Außer der Breite alternativer Systeme in einem Produktportfolio ist darüber hinaus die Tiefe ein wichtiges Kriterium, um Schnittstellenprobleme zu reduzieren“, so die Erfahrung von Kerner. „Das Thema Schnittstellenoptimierung bezieht sich dabei nicht allein auf den Aufwand für die Abstimmung mit vielen unterschiedlichen Lieferanten, sondern ganz besonders auf technische Schnittstellen zur Kommunikation der Produkte untereinander.“

Auch hierzu gibt Kerner ein Beispiel, diesmal aus dem Objektbau: Häufig werden obligatorische Lüftungsanlagen und Kaltwassersätze zur Klimatisierung getrennt geplant und geregelt. Oft kommen sie dazu noch von unterschiedlichen Herstellern. Mit einer systemübergreifenden Steuerungs- und Regelungstechnik lässt sich bei solchen Aufgabenstellungen jedoch neben den reduzierten Betriebskosten ein höherer Komfort mit gleich bleibender Zulufttemperatur erreichen. Dazu gehört aber beispielsweise, dass das Lüftungsgerät nicht über Drucksensoren und der Kaltwassersatz nicht über Temperatursensoren jeweils autark geregelt werden, sondern beide Anlagen mit den gleichen Signalen von Präsenz-, CO2- und Temperatursensoren aufeinander abgestimmt sind.

„Dafür müssen die entsprechenden Hersteller jedoch nicht nur ein breites Produktportfolio an Lüftungsgeräten, Kaltwassersätzen und Freikühlern führen, sondern diese Komponenten auch auf der Steuerungsseite aufeinander abstimmen“, weist Kerner auf ein häufiges Defizit hin. „Ist das allerdings gegeben, kann der Hersteller dem TGA-Planer ein optimal funktionierendes Gesamtsystem liefern – mit einem Schaltplan, einem Schaltschrank und einer einheitlichen Sensorik. Sind zusätzlich Brandschutzklappen und Luftauslassventile im Lieferprogramm, wird eine echte Plug-and-play-Anlage installiert, bei der zudem alle Bauräume klar definiert sind (siehe Kasten).“

Energieeffizient und kosteneffektiv

Die Baukostensenkungskommission hat in ihrem Bericht gleichfalls festgestellt, dass steigende Anforderungen in der technischen Ausstattung zu steigenden Kosten führen, diese aber nicht immer mit einer entsprechenden Verbesserung der Energieeffizienz einhergehen. Sofern Bauherren aufgrund einer tatsächlichen Komfortsteigerung die Mehrkosten über höhere Erlöse refinanzieren können, ist dies weniger relevant. „Dennoch ist durch eine intelligente Systemintegration innerhalb der technischen Gebäudeausstattung eine Amortisation über Einsparungen beim Energieeinsatz und der Instandhaltung zu erzielen“, sagt Kerner – und kann auch das an einem Beispiel deutlich machen:

Für das neue Ladenlokal eines Optikers wurde schon in der ersten Planungsphase ein Lüftungs- und Klimakonzept erarbeitet. Die Berechnungen zeigten, dass sich gerade in der offenen Galerie des obersten Stock-werks hohe Wärmelasten durch Personen und Beleuchtung anstauen. Die Wärme hier einfach durch eine höhere Luftwechselrate abzuführen, wäre weder energetisch sinnvoll noch komfortabel möglich. Denn das dafür auszutauschende Luftvolumen würde starke Zugluft verursachen. Die Lösung war letztlich, die Wärmelasten über ein Drei-Leiter-VRF-Klimagerät Abb. 7 abzuführen.

In dem Ladenlokal des Optikers wird über das Drei-Leiter-System zusätzlich noch Wärme für den wiederum energiesparenden Luftschleier am Eingang bereitgestellt, die sonst verloren gegangen wäre Abb. 5 Abb. 6. Da alle Aggregate aus dem Produktportfolio von Systemair stammen, konnte ein energieeffizientes und kosteneffektives System von der Hardware bis zur Regelungstechnik geplant und installiert werden.

Fazit

Integrale Planung ist der entscheidende Ansatz, um den zwangsläufig steigenden Technisierungsgrad moderner Gebäude wirtschaftlich zu gestalten – sowohl in puncto Bau- als auch hinsichtlich der Lebenszykluskosten. Nicht nur beim Energieeinsatz lassen sich nachhaltig Kosten senken. Deckt ein Systemanbieter einen größeren Bereich technischer Anlagen ab, sinken gleichzeitig die Wartungskosten.

Dafür müssen Fachplaner allerdings deutlich früher in die Planung einbezogen werden, als dies heute noch der Fall ist. Andererseits stehen dem einige Hindernisse im Weg: der erhöhte Planungsaufwand, der hohe Grad an spezialisierter Ingenieurleistung und nicht zuletzt der Zeitdruck, mit dem Planungsbüros zu kämpfen haben.

Systemhersteller, die möglichst technologieoffen die optimalen Lösungen durch ihre Expertise mit erarbeiten, können diese Lücke schließen. Dafür müssen die Hersteller aber gleichzeitig selbst die entsprechenden Strukturen im eigenen Haus schaffen. Dies gilt nicht nur für die Personalausstattung, sondern für die Vereinheitlichung technischer Schnittstellen aller Geräte im Portfolio, um ein effizient regelbares Plug-and-play-System anbieten zu können.

Literatur

Bericht der Baukostensenkungskommission im Rahmen des Bündnisses für bezahlbares Wohnen und Bauen. Berlin: Endbericht November 2015, Download: www.bit.ly/tga1108

Inhaltsübersicht

  1. Teil: Erfolgreiche Integrale Planung ganz konkret
  2. Teil: Kontakt zum Anbieter
  • 2  Entlüftung und Entrauchung von Parkgaragen: Sind Jet-Ventilatoren in der Abwägung von Bau- und Betriebskosten die wirtschaftlichste Lösung, …

  • 3  … oder ist ein kanalgebundenes System die bessere Wahl – oder eventuell eine Kombination beider Technologien? Der Einzelfall und die frühzeitige Integrale Planung entscheiden es letztlich.

  • 4  Hersteller-Expertise plus das Know-how von Fachplanern im frühen Stadium eines Gebäudeentwurfs führen zu einer bedarfsgerechten, oft verschlankten, technischen Ausstattung und deutlichen Einsparungen bei den Betriebskosten.

  • 5  Systemintegration erhöht Energieeffizienz in einem Optikergeschäft: Ein VRF-System führt den Wärmestau aus der offenen Galerie im Obergeschosses ab …

  • 6  … und nutzt den Wärmeüberschuss für den ebenfalls aus der Systemair-Gruppe kommenden Luftschleier am Eingang, um dort keine Wärme unnötig entweichen zu lassen.

  • 7  Das modulare Systemair VRF-Multi-Split-Außengerät arbeitet im Kühl- und Wärmepumpenbetrieb mit Wärmerückgewinnung. Der Anschluss und die Regelung der VRF-Kassetten sowie des Luftschleiers am Eingang waren sehr einfach möglich, weil alle Komponenten von einem Systemhersteller kommen.

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