237: Gebäudeleitsystem

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1 Projekte Infrastruktur Stampfenbachstrasse 73 CH-8006 Zürich Technische Richtlinie 237: Gebäudeleitsystem Version 1.05 vom HaL Impressum Richtlinie und Dokumentation über die Erstellung von Gebäudeleitsystemen in Bauten der Herausgeberin Inhalt und Redaktion Bezugsquelle, Projekte Infrastruktur, Projekte Infrastruktur, Fachbereich Engineering Konzepte, Abteilung Projekte Infrastruktur z:\06_engineering_konzepte\08_normen_richtlinien_pflichtenheft\01_richtlinien_uzh\gt\gebäudeleitsystem\rl237_zls_v1.05_release_ doc

2 Inhaltsverzeichnis 1 Gesetzgliche Vorschriften, Richtlinien 3 2 Technische Anforderungen Managementebene System-Topologie Kommunikation GA-Adressierung Systemausfall Zugriffsschutz System-Topologie Visualisierung /Parametrierung Alarm- und Ereignismeldungen Betriebsstundenzähler Verarbeitung historischer Daten Berechnen und Optimieren 6 3 Inbetriebsetzung, Abnahme und Übergabe Inbetriebsetzung Abnahme und Uebergabe an die Bauherrschaft 8 4 Sensorik 8 5 Regelparameter 8 Seite: 2/9 Datum: Aenderungsindex/Datum:Version 1.05 HaL

3 1 Gesetzliche Vorschriften, Richtlinien Die schweizerischen Gesetzesvorlagen, die einschlägigen Richtlinien und Normen und technische Richtlinie 200 des HBA sind einzuhalten. 2 Technische Anforderungen 2.1 Managementebene In der sind diverse Managementsysteme in Betrieb. Die Infrastruktur dieser Managementebenen muss 100%ig übernommen und allenfalls erweitert werden. Mit dem Einsatz der Managementebene werden die folgenden übergeordneten Zielsetzungen verfolgt: Betriebssicherheit Die Verfügbarkeit der Gebäudetechnik (GT) soll durch die umfassende Überwachung, gezielte Wartung, sowie rasche Instandsetzung erhöht werden Sparsamer Energieverbrauch Im Rahmen der baulichen und anlagetechnischen Rahmenbedingungen sollte die GT mit minimalem Energieverbrauch betrieben werden. Die Ausnützung der zentralen Datenerfassung sowie der übergeordneten Optimierungsmöglichkeiten sollen zu einem sparsamen Energieeinsatz führen. Stichworte dazu sind: Einfache zentrale Anpassung von Zeitprogrammen und Sollwerten Gute Kontrollmöglichkeiten mit visualisierten Bildern Überwachung der Anlagen mit Trends und Energie-Management-System (EMS) Effizienter Personaleinsatz Die Nutzung des Managementsystems vernetzt mit dem FM-Instandhaltungsinstrument als zentrales Informations- und Führungssystem ermöglicht den effizienten Einsatz der Betriebsmitarbeiter. Alarme und Aufträge werden zielgerichtet weitergeleitet und verarbeitet Komfortbedingungen Gewährleistung des Raumklimas innerhalb der Komfortgrenzen unter Berücksichtigung von Nutzungsänderungen System Kompatibilität Damit das Gebäudeleitsystem später in ein übergeordnetes System eingebunden werden könnte, hat die Kommunikation wie unter "Kommunikation" beschrieben zwingend über BACnet zu erfolgen Web Server Die Managementebene soll über einen Webserver verfügen, welcher die volle HMI Funktionalität mittels Standard Webbrowser über das Gebäudeautomations-Netzwerk zur Verfügung stellt. Für den WEB-Zugriff darf keine Installation auf den Rechnern erforderlich sein (Thin-Clients). Es müssen die üblichen Standard WEB-Browser (Internet Explorer, Firefox, etc.) unterstützt werden. Es müssen bis zu 5 gleichzeitige Administrations WEB-Clients, d.h. abgesetzte WEB-Bedienstationen unterstützt werden können. Die Verbindung zwischen WEB-Server und WEB-Clients muss über eine gesicherte Kommunikation (HTTPS, SSL) erfolgen. Der volle Funktionsumfang über den WEB-Zugriff ist zu gewährleisten. Seite: 3/9 Datum: Aenderungsindex/Datum:Version 1.05 HaL

4 2.2 System-Topologie Der Hauptmanager organisiert den Datenfluss über das Technik-Netzwerk mit den unterschiedlichen Teilnehmern (Server, Workstations, Drucker, Automationsstationen) Einbindung Automationsebenen Die bestehenden und neuen Automationsebenen müssen durchgängig in die übergeordnete Managementebene eingebunden werden. Der Datenfluss muss in beide Richtungen ohne Einschränkungen funktionieren. Dies gilt für digitale und analoge Meldungen, Schaltbefehle und Regelparameter. Die Visualisierung der Automationsebene auf der Managementebene muss gewährleistet sein. Die Automationsstationen müssen zwingend über eine BACnet-Schnittstelle verfügen und die geforderten Objekttypen gemäss AMEV-Vorgaben unterstützen Einbindung Feldebene Grundsätzlich gelten für die Durchgängigkeit der Feldebene die gleichen Anforderungen wie für die Automationsebene. Die Ausnahme bilden allfällige Laborsysteme, welche aufgrund von Sicherheitsbestimmungen und technischer Machbarkeit auf einem separaten Bussystem funktionieren. 2.3 Kommunikation Alle notwendigen Verbindungen wie Feld- und Systembusse gehören zur Gebäudeautomation und sind als in sich geschlossenes System zu betrachten. Als Kommunikationsprotokoll ist BACnet native (keine firmenspezifische Erweiterungen) vorgeschrieben. BACnet steht für Building Automation and Controls Network und ist der weltweite Standard in der Gebäudeautomation. Um die Interoperabilität zwischen den Automationsstationen und der Managementebene sicherzustellen, werden nur Standardobjekttypen gemäss AMEV-Profilen AS-A und AS-B zugelassen. Dies erlaubt eine spätere Anbindung an weitere übergeordnete Systeme. Es gelten: EN : AMEV BACnet 2011 (BACnet in öffentlichen Gebäuden) Die Broschüre ist aufgestellt und herausgegeben vom Arbeitskreis Maschinen und Elektrotechnik staatlicher und kommunaler Verwaltungen (AMEV) Messdatenerfassung in SILOVEDA Alle Energiemessdaten gemäss Messkonzept werden zusätzlich über das IP Netzwerk der zentralen Messdatenerfassung SILOVEDA übergeben. Dabei handelt es sich um eine SQL Datenbank. Die Definition der Schnittstelle erfolgt in Zusammenarbeit mit dem GA-Ersteller und der Firma des Messdatenerfassungssystems. Damit Datenpunkte einfach in SILOVEDA gefunden werden können, muss eine Datenpunkt ID aus dem Leitbild kopiert werden können. Diese wird dann als Such- String in SILOVEDA verwendet (siehe auch Richtlinie 237a_Messeinrichtungen). 2.4 GA-Adressierung Das System muss in der Lage sein, alphanummerische Adressen nach DIN zu verarbeiten. Als Rahmen für den Aufbau gelten die Richtlinien des Bezeichnungskonzepts ZLS. Das Adressierungskonzept hat Einfluss auf: Elektroschema Datenpunktbezeichnungen im System und Doku. Seite: 4/9 Datum: Aenderungsindex/Datum:Version 1.05 HaL

5 Beschriftung der Feldgeräte Die Integration der BACnet Objekte der Automationsebene ins Leitsystem, erfolgt über die Property Object_Name der BACnet Objekte. Der Object_Name basiert auf dem Bezeichnungskonzept ZLS. 2.5 Systemausfall Fällt die Managementebene aus, werden die Automations- und Feldebene den Betrieb standalone aufrechterhalten. Beim Systemausfall dürfen keine Daten verloren gehen. 2.6 Zugriffsschutz Der Systemzugriff muss über mit verschiedenen Benutzerkategorien und mittels eines persönlichen Zugriffscode möglich sein. Die An- und Abmeldung am System muss protokolliert werden. 2.7 System-Topologie Siehe Visualisierung /Parametrierung siehe Die Erstellung der Leitsystembilder erfolgt aufgrund des Konzeptes der Bauherrschaft oder eines durch den Gebäudeautomationsplaner erstellten Konzeptes. Alle objektspezifischen Leitsystembilder sind zwingend von der Bauherrschaft bewilligen zu lassen. Sie sind logisch und verständlich auszuführen. Mess- und Regelorgane sind an ihrem logischen Gestehungsort in der Visualisierung einzusetzen. 2.9 Alarm- und Ereignismeldungen Eingehende Alarm und Störmeldungen müssen, je nach Meldekategorie, eine Aktion auslösen. Die eingehenden Meldungen müssen protokolliert werden. Die verschiedenen Meldearten (Bsp. Techn. Alarm, Personenalarm) müssen verschiedenen Prioritätskategorien zugeordnet werden können. Grenzwerte können beim unter- und überschreiten als Alarmmeldungen definiert werden. Die Alarme werden nach der Rückstellung auf der Anlage vor Ort automatisch aus der Liste gelöscht Meldungsunterdrückung Sämtliche Datenpunkte können einzeln oder in Gruppen (z.b. pro Schaltschrank) ereignisabhängig unterdrückt werden. Durch diese Meldungsunterdrückung werden automatische Folgemeldungen, welche durch das betriebsmässige Abschalten einer Anlage, durch Netzausfall, Brandfall etc. hervorgerufen werden, verhindert. Pro Schaltschrank, beziehungsweise pro Anlage, wird nur eine Meldung an das Leitsystem gemeldet Betriebsstundenzähler Die in der Unterstation aufsummierten Zählerstände werden von der Managementebene stündlich abgefragt und aktualisiert. Bei Erreichen des vorgegebenen Grenzwertes ist eine Wartungsmeldung auszugeben Verarbeitung historischer Daten Trend und History Jeder Prozess soll über eine bestimmte Zeit überwacht werden können. Dazu werden beliebige Seite: 5/9 Datum: Aenderungsindex/Datum:Version 1.05 HaL

6 analoge und digitale Daten zyklisch über einen Zeitraum gemessen. Die gewonnenen Daten können visuell dargestellt werden Datenspeicherung für Messkonzept (Energiemessung) Neben der Prozessüberwachung werden Energiedaten aufgezeichnet, die je nach Bedarf mathematisch weiterverarbeitet werden können Ereignisspeicher Um zurückliegende Betriebszustände der Anlage rekonstruieren zu können, müssen Anlagezustände von einer gewissen Priorität in einer Datenbank gespeichert werden. Die Ereignisse müssen nach einer definierten Ordnung abrufbar sein. Die minimale Speicherkapazität muss für die Speicherung der Daten über 13 Monate ausgelegt werden Statistiken Um einen vergleichbaren Überblick zu erhalten, muss es möglich sein, Statistiken zu erzeugen Protokolle Protokolle geben Auskunft über den Zustand der Datenpunkte und der Anlageparameter zu einem definierten Zeitpunkt Logbuch Sämtliche Interventionen auf der Managementebene werden zusammen mit den entsprechenden Passwörtern in einem Logbuch festgehalten und mit einem Zeitstempel versehen Berechnen und optimieren Berechnen Es müssen alle Grundrechenarten bereitstehen. Jeder Analogwert muss mit sämtlichen Rechenfunktionen verarbeitet werden können. Digitale Werte sollen logisch miteinander verknüpft werden können Optimieren Das System sollte Optimierungsaufgaben unterstützen. Dies können sein: optimale Schaltzeiten der Anlagen Zyklisches Schalten der Lüftungsanlagen Nachtauskühlung El. Spitzenlastmanagement Die für eine Optimierung notwendigen Parameter müssen vom Anlagenbetreiber auf der obersten Leitebene dauerhaft verändert werden können Zeitprogramme Das übergeordnete Zeitschaltprogramm übersteuert dauerhaft die in den Automationsebenen laufenden Zeitprogramme. Unregelmässige Feiertage müssen vorausprogrammiert werden können. Vom Benutzer müssen einmalige Zeitschaltprogramme (Sondertagsprogramme) eingegeben werden können, welche nach Ablauf automatisch gelöscht werden. Seite: 6/9 Datum: Aenderungsindex/Datum:Version 1.05 HaL

7 3 Inbetriebsetzung, Abnahme und Übergabe 3.1 Inbetriebsetzung Der Lieferant ist zuständig für die vollständige Inbetriebsetzung des Systems von der Feld- bis zur Managementebene. Von der Inbetriebsetzung erstellt der Lieferant des Gebäudeautomationssystems sogenannte Funktionskontrollblätter und eine Inventarliste mit allen Systemkomponenten. Bauseits verlegte Übertragungskabel zum Gebäudeautomationssystem sind durch den Lieferanten des Gebäudeautomationssystems anzuschliessen. Die Inbetriebsetzung gilt als abgeschlossen, wenn die ausgefüllte Inbetriebsetzungs-Checkliste vorliegt und von Bauherr und Betreiber genehmigt ist Bus-Systeme Alle notwendigen Verbindungen wie Feldbusse, Systembusse, Techniknetz (LAN) gehören zum Gebäudeautomationssystem und sind als in sich geschlossenes System zu betrachten. Das Einholen der notwendigen Adressen für die störungsfreie Kommunikation muss über die Koordinationsstelle bei der Abteilung Projekte Infrastruktur mit den dafür vorgegebenen Formularen erfolgen. Die Verantwortung für sämtliche Kommunikationsstrecken (Bus-Systeme) dauert bis zur Übergabe und liegt beim Lieferanten des Gebäudeautomationssystems Funktionskontrolle Nach beendeter Inbetriebsetzung erfolgt die Funktionskontrolle. Diese wird vom Gebäudeautomations-Ingenieur vorgenommen. Prüfung einhalten der Vorgaben Kontrolle Funktionstüchtigkeit Ausführungsqualität Als Grundlage dazu dienen die vom Lieferanten bereinigten Mängellisten Funktionskontrollblätter Inventarlisten Der Lieferant hilft bei der Funktionskontrolle des Gesamtsystems mit. Es werden alle Hardwareund Softwarefunktionen geprüft. Die Datenpunkte sind von der Managementebene bis zu den Stellorganen resp. Indikatoren zu verfolgen. Über diese Funktionstests sind Protokolle zu erstellen. Zu den Funktionstests gehören auch die integralen, die Gewerke übergreifenden Tests (z.b. Brandfall, Spannungsausfall UV, Ausfall Primäranlage, Ausfall Trafo, Ausfall Automationsstation etc.) Integrale Tests (IT) Nach der Abnahme der einzelnen Gewerke mit der entsprechenden Automationsebene sollen mit einem integralen Test die Abhängigkeiten aller Anlagen im Gebäude geprüft werden. Verantwortlich für das Programm des integralen Tests ist der GA-Planer. Das Programm soll von allen an der übergeordneten Funktionen beteiligten Ingenieurbüros kontrolliert werden. Grundsätzlich soll im Programm IT eine Ausgangssituation, eine Manipulation und die erwartete Funktion mit Störprotokollierung auf der Managementebene beschrieben werden. Verantwortlich für die korrekte Funktion aller Gewerke ist der jeweilige Fachplaner. Das Protokoll der Integrierten Tests muss von allen beteiligten Fachplanern unterschrieben werden. Seite: 7/9 Datum: Aenderungsindex/Datum:Version 1.05 HaL

8 3.1.4 Vorabnahme Der Fachingenieur organisiert zusammen mit dem Unternehmer die Vorabnahme bzw. allfällig notwendige zusätzliche Nachabnahmen, bei schleppender oder etappenweiser Inbetriebnahme oder Mängelbehebung. Es sind in der Regel die betreffenden SWKI-Abnahmeprotokolle zu verwenden. 3.2 Abnahme und Übergabe an die Bauherrschaft Der Gefahrenübergang erfolgt nach der Abnahme gemäss SIA 118. Die Garantiefrist läuft ab diesem Datum. Ein entsprechendes Abnahmeformular des HBA (gemäss SIA 118) musst vom Unternehmer, vom Fachingenieur und HBA unterzeichnet werden Vor der Abnahme müssen folgende Arbeiten vollständig abgeschlossen sein Inbetriebnahme der Anlagen Mängelbehebung Instruktion des Anlagebetreibers Dieser ist dadurch in der Lage, den Betrieb und die Instandhaltung des Anlagenkollektivs sicherzustellen. Festhalten der Schulung in den Abnahmedokumenten. Mindestens eine Nachinstruktion für den Betreiber ist auszuschreiben und durchzuführen Folgende Dokumente müssen vorliegen Revisionsunterlagen gemäss Ziff. 3.6 vorstehend Schlussprüfung Die Schlussprüfung wird im Rahmen der Abnahme durchgeführt. Ziel ist es, vor Ablauf der Anspruchfrist (Garantie 2 Jahre) offene Mängel, Materialfehler, ausserordentliche Abnutzungserscheinungen mit Instandstellungstermin aufzulisten. Für nicht gerügte Mängel besteht nach Ablauf der Anspruchsfrist kein Anspruch auf Behebung. Dies gilt nicht für verdeckte Mängel. Insbesondere ist auch wichtig, dass innerhalb dieser Frist Energiemessungen, deren Daten über das Leitsystem erfasst werden, auf ihre korrekte Funktion überprüft und ihre Messwerte plausibilisiert werden (Messwerte werden zuverlässig an SiloVeda übermittelt). 4 Sensorik Der geeignete Sensor am richtigen Ort liefert dem Betreiber wertvolle Informationen. Diese helfen bei der Fehleranalyse und bei Energieoptimierungen. Wo welche Sensoren eingesetzt werden sollen, ist in den Richtlinien der einzelnen Gewerke beschrieben. Grundsätzlich gilt, dass alle elektronischen Sensoren auf der obersten Leitebene erfasst und visualisiert werden. Es besteht die Möglichkeit, die Messwerte zu trenden und sie in SiloVeda zu erfassen. 5 Regelparameter Oftmals sind bei bestehenden Anlagen Sollwerte und andere Regelparmeter fest einprogrammiert und können ohne Eingriffe in das Regelprogramm nicht verändert werden. Dies führt dazu, dass der Betreiber die Anlagen nur teilweise optimieren kann Der GA-Planer legt fest welche Sollwerte und Parameter in der Leitebene verändert werden können (Parameterliste). Die Parameterliste wird von Bauherr und Betreiber genehmigt. Seite: 8/9 Datum: Aenderungsindex/Datum:Version 1.05 HaL

9 Insbesondere müssen folgende Parameter vom Betreiber verstellt werden können: Zeitprogramme Sollwerte Luftmengen (Bei VAV Ventilen) Sollwerte Vordruck (Lüftungsanlagen) Sollwerte Vorlauftemperaturen Heizbetrieb (oder Heizkurven mit Nachtabsenkung, Nachtabschaltung) Sollwerte Vorlauftemperaturen Kältebetrieb (oder Schiebung der Kaltwassertemperatur usw.) Sollwerte FU (min, max Wert) Sollwerte Luftqualität (Sollwert EIN und Sollwert AUS usw.) Verzögerungszeiten Seite: 9/9 Datum: Aenderungsindex/Datum:Version 1.05 HaL