Die Realisierung eines realen Automationsauftrages

Inhaltsverzeichnis

Bibliografische Beschreibung und Autorenreferat

Inhaltsverzeichnis

Abkurzungsverzeichnis

1. Einleitung
1.1 Motivation
1.2 Hintergrund
1.3 Vorstellung der Firma Kieback&Peter GmbH & CoKG
1.4 Problemstellung
1.5 Zieldefinition
1.6 Methodendefinition

2. Die Gebaudeautomation im Mittelpunkt der Systeme
2.1 Grundbegriffe in der Gebaudeautomation
2.1.1 Gebaudeautomation
2.1.2 DDC
2.1.3 Regeln
2.1.4 Kaskadenregelung
2.1.5 Pl-Regler
2.1.6 Steuern
2.2 Grundbegriffe im Projektmanagement
2.2.1 Projekt
2.2.2 Projektmanagement
2.2.3 Projektstrukturplan
2.2.4 Projektablaufplan
2.3 Grundbegriffe in der wirtschaftlichen Auftragsabwicklung
2.3.1 Kalkulation
2.3.2 Leistungsverzeichnis
2.3.3 Angebot
2.3.4 Lastenheft
2.3.5 Pflichtenheft

3. Analyse der Aufgabenstellung des Auftraggebers
3.1 Vorstellung der Motel One GmbH
3.2 Bestandsaufnahme Motel One Nurnberg
3.3 Analyse des Bestands- Regelverhaltens der Luftungsanlage
3.3.1 Heizfall
3.3.2 Frostschutz
3.3.3 Ventilatoruberwachung
3.3.4 Filteruberwachung
3.3.5 Nebenanlagen
3.4 Analyse des Regelverhaltens der Heizung
3.4.1 Kessel
3.4.2 Heizkreise statische Heizung und Fancoils
3.4.3 Regelalgorithmus
3.4.4 Nachtabsenkung
3.5 Analyse des Regelverhaltens der Kaltemaschine
3.6 Spezielle Forderungen des Auftraggebers

4. Optimierungsmoglichkeiten durch Kieback&Peter
4.1 Grafische Gegenuberstellung der Optimierungsmoglichkeiten
4.2 Energieeffizienzanalyse und Optimierung der Nebenanlagen
4.2.1 Allgemeines
4.2.2 Gegenuberstellung der Bestandsanlage und Neuanlage
4.2.3 Schlussfolgerung auf die Energieeffizienz und Einsparoptimierung der laufenden Betriebskosten

5. Theoretische Vorbetrachtung und Projektphasendefinition
5.1 Wirtschaftliche Planungsphase und Auftragsvergabe(Phase 1)
5.2 Projektstart(Phase 2)
5.3 Planungsphase (Phase 3)
5.4 Technische Realisierung (Phase 4)
5.5 Projektabschluss(Phase5)

6. Hauptteil - Wirtschaftliche Planung und Projektstart - Phase 1 27
6.1 Erstellung des Leistungsverzeichnisses(LV) DDC-Teil
6.2 Angebotserstellung und Kalkulation
6.3 Risikoanalyse

7. Projektubergabe und Projektrealisierung
7.1 Projektstart-Phase2
7.1.1 Rollen definieren
7.1.2 Stakeholderanalyse
7.2 Planung-Phase 3
7.2.1 Anforderungen an das Projekt messbar definieren
7.2.2 Brainstorming
7.2.3 Projektstrukturplan
7.2.4 Arbeitspakete
7.2.5 Projektablaufplan
7.2.6 Zeitleistendarstellung
7.2.7 Gant-Chart
7.3 Technische Realisierung - Phase 4
7.3.1 Erstellung der Regelschemen und der Belegungslisten
7.3.2 Ubergabe der Regelschemen an den Schaltschrankbauer und an
den Nachunternehmer
7.3.3 1 : 1 Test/Loop Check
7.3.4 Inbetriebnahme

8. Systembeschreibung der neu implementierten Anlagentechnik
8.1 Luftung
8.1.1 Regelverhalten
8.1.2 Heizfall
8.1.3 Nebenanlagen
8.2 Heizung
8.2.1 Kessel
8.2.2 Heizkreise und statische Heizung
8.2.3 Nachtabsenkung

9. Implementierung der Gebaudeleittechnik
9.1 Grundlegende Einfuhrung
9.1.1 3 Ebenen Modell der Gebaudeautomation
9.1.2 Einblendpunkte
9.2 Technische Umsetzung im Motel One Nurnberg
9.2.1 Luftung
9.2.2 Kalte
9.2.3 Kesselanlage

10. Schluss - Projektabschluss (Phase 5)

11. Fazit und Ausblick

Abbildungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

Literaturverzeichnis

Anlagenverzeichnis

Abkurzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1. Einleitung

1.1 Motivation

Das Streben nach Energieeffizienz und Kosteneinsparungen bei dem Betrieb eines Gebaudes, wird gegenwartig durch den Gesetzgeber massiv vorangetrieben. Die Gebaudeautomation wird deshalb zunehmend wichtiger. Die Anforderungen an eine komplexe Steuerung und Regelung fur Energie- verbrauche, Klimatisierung, etc. steigen kontinuierlich.

Neue Technologien in der Elektro- und Automatisierungstechnik, ermoglichen zunehmend auch die technische Realisierbarkeit dieser Anforderungen und fuhren zu einer rasanten Entwicklung in der Gebaudeautomation.

Perspektivisch wird die Gebaudeautomation auch in den privaten Haushalten an Bedeutung gewinnen. Wir leben auf einer Welt mit endlichen Ressourcen, daher sollten wir uns Gedanken machen, wie wir die uns verfugbaren Ressourcen schonend einsetzen konnen. Eines ist jedoch gewiss: die Komfortbedurfnisse der Menschen werden nicht sinken. An dieser Stelle ist es wichtig anzusetzen und einen Beitrag zur Steigerung der Energieeffizienz zu erarbeiten.

Die Faktizitat eine wissenschaftliche Arbeit in dieser zukunftsrelevanten Branche zu verfassen, ist der Antrieb fur diese Bachelorthesis.

1.2 Hintergrund

„Energiekosten machen einen erheblichen Anteil an den Gesamtkosten beim Gebaudebetrieb aus. Bei der Effizienzsteigerung an der Gebaudehulle anzusetzen, kostet viel und bringt oft nur wenig. Hohe Effizienzsteigerung erreicht man nicht zuletzt durch die Implementierung einer bedarfsgefuhrten Luftung. Mit dem technischem Know-How und einer Regelungstechnik von Kieback&Peter lassen sich beeindruckende Ergebnisse erzielen. Erhohte Luftqualitat, weniger Zugluft und bessere Akustik sind nur einige wenige Vorteile des Einsatzes einer smarten Luftungsregelung."1(Conrad, 2017)

Automatisierungslosungen besitzen gegenwartig einen sehr hohen Stellenwert und gewinnen immer mehr an Bedeutung. Sie sorgen fur Behaglichkeit in Raumen, Sicherheit, Energieeffizienz und in einer zunehmend schnelleren Welt fur Zeit- und Kosteneinsparungen im taglichen Leben. Das Unternehmen Kieback&Peter ist fuhrender Anbieter fur Steuerungs- und Regelungstechnik im Bereich der Gebaudeautomation.2(Vgl. Conrad, 2016)

,,Die Automatisierung von Anlagen und Systemen gewinnt in der heutigen Zeit zunehmend an Bedeutung. Durch immer komplexer werdende Prozesse und der stets steigenden Geschwindigkeit von Entwicklungs- und Fertigungsablaufen, sind automatisierte Anlagen schon jetzt das Herzstuck in vielen Unternehmen. Durch Sie werden Fertigungsablaufe optimiert und die Personalkosten gesenkt. Auch in der Branche der Heizungs-, Luftungs- und Klimatechnik bietet sich eine Automatisierungslosung an. Die Energieeinsparung und die Anlageneffizienz steigen hierbei deutlich an."3(Conrad, 2017)

1.3 Vorstellung der Firma Kieback&Peter GmbH & CoKG

„Am 24. Februar 1927 grunden Dipl.-lng. Paul Peter und Dr.-lng. Erich Kieback die kleine „Fabrik fur selbsttatige Regler" in Berlin. Die ursprungliche Geschaftsidee von Kieback&Peter ist die Regelung von Hochtemperaturofen fur die damals boomende Elektroindustrie. Ihr Wissen uber industrielle Anwendungen ubertragen die Grunder zunehmend auf Wohn- und Gewerbebauten. Das Unternehmen wachst: Eines der ersten GroGprojekte ist die Regelung der Heizungsanlagen im Flughafen Berlin-Tempelhof - seinerzeit das flachengroGte Gebaude der Welt."4(Online-Homepage, 2018)

Das Unternehmen Kieback&Peter ist Vorreiter auf dem Gebiet der Gebaudeautomation. Dies umfasst die Planung, Realisierung und Wartung der gebaudetechnischen Anlagen mit dem Hauptaugenmerk auf der MSR-Technik. Die Vernetzung unterschiedlicher Gewerke wie Heizung, Luftung und Klimatechnik steht dabei im Vordergrund. Derzeit beschaftigt Kieback&Peter ca. 900 Mitarbeiter in Deutschland und zusatzlich 500 Mitarbeiter in internationalen Niederlassungen. Die Teams der Niederlassungen setzen sich aus Maschinenbau- und Elektroingenieuren, Technikern und Wirtschaftsingenieuren zusammen. Der Ausbau des internationalen Marktes, wird in der Zukunft erheblich zunehmen. Das Unternehmen blickt aufeine lange Tradition zuruck. Ein Gebaude sicher und effizient zu betreiben erfordert hochste Ingenieurskunst im Bereich Automation und Programmierung. Zusatzlich drangt sich der Begriff „Green Building" immer mehr in den Vordergrund.

Auch hier ist Kieback&Peter Vorreiter und setzt auf nachhaltige und ressourcenschonende Methoden, urn die Gebaude wirtschaftlich betreiben zu konnen.

Begriffe wie Digitalisierung und IdD ¹ besitzen bei Kieback&Peter eine hohe Prioritat. 30 Niederlassungen und technische Buros in Deutschland arbeiten daran, Gebaude noch sichererer und effizienter zu machen.

1.4 Problemstellung

Betrachtungsgegenstand dieser Bachelorthesis ist die anstehende Sanierung des Motel One Hotels in Nurnberg. Hierfur ist eine entsprechende Projektrealisierung gefordert. Kieback&Peter wurde dam it beauftragt, den Umbau der MSR-Technik durchzufuhren. Da die Hotelgaste den Umbau nicht mitbekommen sollen, ist es geplant, die Anlagen in maximal einer Woche komplett umzubauen und in die Gebaudeleittechnik einzubinden. Nur durch eine konkrete Projektorganisation und optimale Abstimmung aller Projektbeteiligten, kann dieser Umbau erfolgreich durchgefuhrt werden. Einzelne Arbeitspakete werden an Nachunternehmer weitergeben, urn den vereinbarten Inbetriebnahme-Termin einzuhalten. Aktuell wird die MSR-Technik bei der Motel One GmbH in 14 Hotels mit Kieback&Peter betrieben. Der dadurch vorhandene Erfahrungsschatz wird helfen, das Projekt erfolgreich abzuschlieGen. Der Umbau umfasst die Optimierung der Regelung fur die Anlagen Heizung-, Kalte- und Klimatechnik. Die Sensoren und Aktoren werden uberpruft und die Fuhlerwerte werden abgeglichen. Das Kernziel der Optimierung ist die Energie- effizienzsteigerung und die Steigerung der Anlagenverfugbarkeit, der im Motel One Nurnberg implementierten Anlagen. Es wird eine Verbesserung in der Sicherheit der Luftungsanlage vorgenommen. Hier kommt es zum Einsatz zweier zusatzlicher Rauchmelder. Die optimierten Anlagen werden zusatzlich in ein Gebaudemanagementsystem implementiert. Dies bedeutet, dass eine Visualisierung und eine Anlagenbedienung per Fernwartung ermoglicht wird. Ausfallzeiten der Anlagen werden so minimiert und kleine Fehler konnen durch Kieback&Peter Techniker per Fernwartung behoben werden. Zudem wird eine Wartungsgruppe der Firma beauftragt, zukunftig in regelmaGigen Abstanden die Anlagenwartung durchzufuhren. Dies sichert die Anlagenverfugbarkeit und kann hohe Kosten durch Ausfall der Anlagen sparen. Der Zustand der technischen Komponenten innerhalb der Schaltschranke bedarf einer Erneuerung. Kieback&Peter wird hier fur den Austausch der in dem Schaltschrank verbauten technischen Komponenten sorgen. Die Herausforderung in diesem umfang- reichen Projekt liegt darin, dass der vor Ort verbaute Schaltschrank nur fur kurze Dauer ausgeschaltet werden kann.

Temperaturfuhler mussen beim Umbau provisorisch uberbruckt werden. Aufgrund der im Sommer anstehenden Temperaturen, besteht hohes Augenmerk auf die Verfugbarkeit der Luftungsanlage. Die Warmwasserbereitung darf nur fur kurze Zeit ausgeschaltet werden.

1.5 Zieldefinition

In solch einem umfangreichen Projekt ist es notwendig exakte Ziele zu definieren und groGe Aufgaben in kleine Arbeitspakete aufzuteilen. Folgend werden die Projektziele definiert und strukturiert:

- Intensive Analyse der Aufgabenstellung des Auftraggebers:
Die Auseinandersetzung mit den Realisierungsvorgaben des Auftraggebers ist ein elementarer Bestandteil, urn eine Basisstruktur zu schaffen. Urn die Anforderungen zu verstehen, muss genau klar sein, was in dem Umbau projektiert werden soil
- Analyse des Istzustandes der vor Ort implementierten Anlagen fur Luftung, Kalte und Heizung
- Aufzeigen von Optimierungsmoglichkeiten durch Kieback&Peter
- Energieeffizienzanalyse und Aufzeigen von Einsparmoglichkeiten mit mathematischen Berechnungen
- Angebotserstellung und Kalkulation
- Erstellen von Belegungslisten und Regelschemen
- Inbetriebnahme und 1:1 Test des Umbauprojektes in Nurnberg
- Einbinden des Objektes in die ubergeordnete Gebaudeleittechnik
- Projektdurchlaufoptimierung
- Aufzeigen neuer Projektierungsmethoden
- Dokumentation

Welche Aufgaben werden in dieser Arbeit nicht selbstandig ausgefuhrt:

- Die Programmerstellung fur die DDC erfolgt durch einen Nach- unternehmer von Kieback&Peter
- Austausch der technischen Komponenten im Schaltschrank erfolgt durch einen Nachunternehmer

1.6 Methodendefinition

Die Herangehensweise an diese wissenschaftliche Arbeit erfolgt systematisch. Alle Schritte werden exakt dokumentiert. Die einzelnen Arbeitspakete werden vorrangig durch folgende wissenschaftliche Methoden bearbeitet:

- Intensive Literaturrecherche
- Erarbeitung eines Zeitablaufplanes mit dem Programm MindView²
- Intensive Auseinandersetzung mit den geltenden Vorschriften und DIN- Normen in der Gebaudeautomation
- Befragung von Vorgesetzten und Mitarbeitern
- Konsultation von Professoren und Experten

„Lemen ist wie Rudern gegen den Strom. Sobald man aufhort, treibt man zuruck.“

Benjamin Britten

„Learning is like rowing against the current. Once you stop, you drift back.“

Benjamin Britten

2. Die Gebaudeautomation im Mittelpunkt der Systeme

Im Kapitel 2 werden die Grundbegriffe in Bezug auf die Thesis erlautert. Es werden alle notwendigen Fachbegriffe, welche im Laufe dieser wissenschaftlichen Arbeit Anwendung finden, erklart. Diese Begriffe sind den Themenbereichen Gebaudeautomation, Projektmanagement und Auftrags- abwicklung zugeordnet. Grundlage bildet die Auseinandersetzung mit den aktuell gultigen DIN-Normen der Gebaudeautomation. Eine Ubersichtderaktuellen DIN- Normen der Gebaudeautomation ist im Anhang 1 dargestellt.

2.1 Grundbegriffe in der Gebaudeautomation

2.1.1 Gebaudeautomation

„Bezeichnung der Produkte, Software und technischen Dienstleistungen fur die automatische Steuerung und Regelung, Uberwachung und Optimierung, fur das menschliche Eingreifen und das Management, mit deren Hilfe die Gebaudeausrustung energieeffizient, wirtschaftlich und sicher bedient werden kann“5(DIN EN 15232, 2017)

2.1.2 DDC

Eine Automationsstation ist das Herzstuck jeder automatisierten Anlage. Hier laufen die Daten in einem intelligenten Knotenpunkt zusammen. Die DDC ubernimmt hierbei die Regelungs- und Steuerungsfunktionen.

„Erganzende Programme zur Energieoptimierung, Steigerung der Energie- effizienz und Betriebsoptimierung sind in der DDC bereits implementiert. Automationsstationen kommunizieren uber das Ethernet (TCP/IP, BACnet-IP) und uber BACnet (MS/TP). Jede Automationsstation hat zudem zwei weitere umschaltbare Schnittstellen zu Bussystemen, urn auch problemlos mit anderen Herstellern kommunizieren zu konnen. Durch Anbindung weiterer Feldbusmodule, kann das System zusatzlich erweitert werden. Die Spannungsversorgung betragt 12 Volt DC und 24 Volt AC. Die DDC hat eine maximale Leistung von 11 Watt."6(Conrad, 2017)

2.1.3 Regeln

1st die Erfassung auGerer Einflusse zwingend erforderlich, kommt eine Regelung zum Einsatz. Nach DIN IEC 60050-3517ist die Regelung ein Vorgang, bei dem fortlaufend eine veranderliche GroGe (RegelgroGe x) erfasst und mit einer anderen variablen GroGe (FuhrungsgroGe w) verglichen wird. Nach dem Vergleich der RegelgroGe mit der FuhrungsgroGe wird durch die Regelung die RegelgroGe im Sinne einerAngleichung an die FuhrungsgroGe beeinflusst. Eine Regelung wird durch einen geschlossenen Wirkungsablauf gekennzeichnet.

Die Abbildung 1 verdeutlicht den Grundaufbau eines geschlossenen Regelkreises.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1 : Wirkungsplan mit typischen Elementen eines elementaren Regelungssystems gemaft DIN IEC 60050-351

Quelle: DIN IEC 60050-351:2014-09, Internationales Elektrotechnisches Worterbuch - Teil 351:

Leittechnik, Seite 52

Bearbeitung mithilfe vom ,,Snipping Tool"³

2.1.4 Kaskadenregelung

Eine Kaskadenregelung kommt haufig dort zum Einsatz, wo groGe Zeitkonstanten vorkommen. Es gestaltet sich hierbei schwierig, ein gutes Regelergebnis mit einer nur einschleifigen Regelung zu erzielen. Die Grundlage der Kaskadenregelung bildet die Unterteilung der Regelstrecke und das Arbeiten mit HilfsregelgroGen.

9(Vgl. Reuter & Zacher, 2008)

In Abbildung 2 wird einer HilfsregelgroGe xi ein eigener Regler Gri zugeordnet, der als Hilfsregler Oder auch Folgeregler bezeichnet wird. Der ubergeordnete Regler Gr2 ( Fuhrungsregler Oder Hauptregler) gibt dann dem Folgeregler Gri die FuhrungsgroGe wi vor.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2 : Wirkungsplan Kaskadenregelung

Quelle: Manfred Reuter & Serge Zacher (2008), Regelungstechnik fur Ingenieure, Analyse, Simulation und Entwurfvon Regelkreisen, Seite 252, 12. Auflage

2.1.5 Pl-Regler

Der Pl-Regler reagiert durch eine Uberlagerung von P- und l-Verhalten. Eine Anderung der RegelgroGe verandert die StellgroGe proportional. Darauf schlieGt sich eine Verstellung der StellgroGe mit einer bestimmten Verstell- geschwindigkeit an. Charakteristische Graven sind der Proportionalbeiwert „KP“ und die Nachstellzeit „Tn“. Die Nachstellzeit „Tn“ ist die Zeit, die der I- Anteil im Regler benotigt, urn eine gleich groGe Stellsignalanderung zu erzielen, wie sie durch den P-Anteil entsteht. Tritt eine Regeldifferenz e auf, dann wird die AusgangsgroGe sofort durch den P-Anteil geandert.

Dies kann durch Gleichung (1) mathematisch beschrieben werden:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Ubrig bleibt der I- Anteil des Reglers, welcher durch Gleichung (2) mathematisch beschrieben wird:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Ki : Integrierbeiwert

Solange eine Regelabweichung e anliegt, andert sich auch die AusgangsgroGe y. Ein sog. Beharrungszustand tritt dann ein, wenn die Regeldifferenz e zu Null wird.

Die charakteristische Ubertragungsfunktion eines idealen Pl-Gliedes wird durch folgende Berechnung dargestellt:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Die Nachstellzeit Tnwird in Gleichung (4) mathematisch beschrieben:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

10(Vgl. Balow, 2016)

2.1.6 Steuern

Der Begriff der Steuerung wird in der DIN IEC 60050-351 erlautert. Es handelt sich hierbei um ein System, bei dem eine Oder mehrere veranderliche Graven als EingangsgroGen andere veranderliche Graven als AusgangsgroGen in Bezug auf die Eigenschaften und GesetzmaGigkeiten des Systems beeinflussen. Eine besondere Charakteristik der Steuerung ist der offene Wirkungskreis. Die StellgroGe verandert unmittelbar das Stellglied und dam it auch den Istwert der physikalischen GroGe. Hierbei erfolgt keine Ruckmeldung von der SteuergroGe zum Abgleich der auftretenden Storungen. Eine Anderung des Istwertes durch auGere Einflusse ist moglich.11(Vgl. Balow, 2016)

Die Abbildung 3 verdeutlicht den Wirkablauf einer Steuerung.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3 : Wirkungsplan eines elementaren Steuerungssystems mit typischen Elementen

Quelle: DIN IEC 60050-351:2014-09, Internationales Elektrotechnisches Worterbuch - Teil 351:

Leittechnik, Seite 4

2.2 Grundbegriffe im Projektmanagement

2.2.1 Projekt

Ein Projekt ist bestimmt durch ein einmaliges Auftreten. Es ist zielgerichtet und mit einem Anfangs-, sowie Endtermin bestimmt. Die Vorgaben bezuglich Zeit, Kosten und Personaleinsatz werden klar definiert. Mehrere Tatigkeiten bestimmen das Projekt mit derVorgabe das definierte Ziel zu erreichen.

12(Vgl. Vogt, 2016)

2.2.2 Projektmanagement

Fur immer komplexer werdende Projekte ist es notwendig ein Tool fur die Planung, Uberwachung und Steuerung zu haben. Projektmanagement beinhaltet ein Konzept urn ein Projekt wirtschaftlich erfolgreich zu bearbeiten.

13(Vgl. Vogt, 2016)

2.2.3 Projektstrukturplan

GroGprojekte mussen in Teilaufgaben untergliedert werden, urn eine bessere Ubersicht zu gewahrleisten. Der Projektstrukturplan nimmt diese hierarchische Aufgliederung vor. Ebenso werden den Teilaufgaben entsprechende Projektverantwortlichkeiten zugeordnet.14(Vgl. Vogt, 2016)

2.2.4 Projektablaufplan

Es wird eine Abschatzung der erforderlichen Ressourcen fur das Projekt vorgenommen und eine logische Reihenfolge zur Bearbeitung der Arbeitspakete erstellt.15(Vgl. Vogt, 2016)

2.3 Grundbegriffe in der wirtschaftlichen Auftragsabwicklung

2.3.1 Kalkulation

Im Rahmen der Kalkulation werden die Kosten eines Produktes Oder eines Auftrages ermittelt. Es wird eine Unterscheidung bei dem Zeitpunkt der Kalkulation vorgenommen. Diese wird eingeteilt in eine Vorkalkulation, Zwischenkalkulation Oder Nachkalkulation, abhangig vom zeitlichen Projektverlauf.16(Vgl. Kompakt- Lexikon Wirtschaft, 2014)

2.3.2 Leistungsverzeichnis

Das Leistungsverzeichnis bildet eine Ubersicht fur konkrete Angaben zur Kalkulation der durchzufuhrenden Arbeiten. Es schlieGt Sonderpositionen und Angaben der technischen Parameter des Auftragnehmers zur von ihm einzusetzenden Technik und dem einzusetzenden Personal ein.17(Vgl. Bolke, 2013)

2.3.3 Angebot

Ein Angebot beschreibt eine Menge von Gutern, die zum Kauf Oder Tausch angeboten werden. Die wichtigste Determinante des Angebots ist die preisliche Ausgestaltung.18(Vgl. Kompakt - Lexikon Wirtschaft, 2014)

2.3.4 Lastenheft

„Grobkonzept, dass die Anforderungen, Erwartungen und Wunsche an ein geplantes Produkt beschreibt".19(Vogt, 2016) Es wird vom Auftraggeber erstellt und ist Ausgangsbasis fur die Projektrealisierung.

2.3.5 Pflichtenheft

Beschreibt die Umsetzung der Forderungen aus dem Lastenheft, durch den Auftragnehmer.20(Vgl. Vogt, 2016)

3. Analyse der Aufgabenstellung des Auftraggebers

3.1 Vorstellung der Motel One GmbH

Die Motel One Hotelkette ist eine der groGten in der Welt. Bestehend aus derzeitig 63 Hotels mit 17688 Zimmern, ist sie ein wichtiger Bestandteil im Tourism usgeschaft. Erstklassige Zimmer und moderne Ausstattung sind kennzeichnend fur das Unternehmen. Als Premiumpartner von Kieback&Peter wurden in den letzten Jahren schon viele Gebaude der Hotelkette modernisiert.21(Vgl. Onlinehomepage Motel One GmbH, 2018)

Auch im Bereich Gebaudeautomation setzt die Motel One GmbH auf modernste Technik und erfullt damit die Richtlinien der neuen Energieeinsparverordnung (EnEV), welche am 01. Mai 2014 in Kraft getreten ist.

„Die EnEV gilt fur fast alle Gebaude, die beheizt Oder klimatisiert werden, ihre Vorgaben beziehen sich neben der Heizungs- und Klimatechnik vor allem auf den Warmedammstandard des Gebaudes. Die EnEV tragt somit auch wesentlich dazu bei, ein behagliches Wohn- und Arbeitsumfeld zu schaffen und die Heizkosten zu reduzieren."22(Online, 2018)

3.2 Bestandsaufnahme Motel One Nurnberg

Die Anlagen des Objektes sind in die Gewerke Heizung, Luftung und Kalte unterteilt. Es handelt sich hierbei urn Bestandsanlagen, welche durch eine Optimierung der Automatisierungstechnik auf den neusten Stand der Technik gebracht werden sollen.

Die Energieeffizienz der alten Anlage ist gering. Nach erster Bestandsaufnahme, konnten bereits Energieeinsparmoglichkeiten aufgezeigt werden (Nachtabsenkung der Kesselvorlauftemperatur von 6K auf 12K).

Zudem ist die Anlage nicht optimal aufgebaut. Es fehlen die Rauchmelder in der Zu- und Abluft der Luftungsanlage. Der Rauch ist bei einem Brand das groGte Problem fur die Menschen im Gebaude und fur die Feuerwehr. Die Folgen sind dramatisch: Innerhalb von weniger als drei Minuten sinkt durch den entstehenden Brandrauch die Sichtweite meist so weit ab, dass betroffene Personen die Orientierung verlieren und sich nicht mehr in Sicherheit bringen konnen. Erschwerend kommt die schnell zunehmende Konzentration des Gases Kohlenmonoxid (CO) hinzu.

Bei der groGten Brandkatastrophe auf einem deutschen Verkehrsflughafen starben im April 1996 17 Menschen, infolge einer Rauchgasvergiftung.23(Vgl. Online, 2018)

Nur Rauchausloseeinrichtungen konnen im Brandfall verhindern, dass uber die RLT-Anlage todlicher Rauch in angrenzende Gebaudebereiche verschleppt wird, die vom Brand nicht betroffen sind.24(Vgl. Online, 2018)

Diese fehlenden Rauchmelder werden durch Kieback&Peter neu implementiert und auf Funktion getestet. Hierbei erfolgt eine Programmanpassung fur die Luftungsanlage. Samtliche Temperatursensoren der Anlage mussen neu abgeglichen werden, da durch den alterungsbedingten Temperaturdrift Messfehler entstanden sind, welche einen erheblichen Einfluss auf eine funktionsgerechte Regelung haben. Durch diese Messfehler haufen sich bei dem betrachteten Hotel die Beschwerden der Gaste bzgl. mangelnder Klimatisierung ihrer Zimmer. Eine nicht optimal eingestellte Regelung in einem Hotel, hat somit hohen Einfluss auf die Sicherheit und Zufriedenheit der Hotelgaste und damit auch auf den Erfolg der Hotelkette.

3.3 Analyse des Bestands- Regelverhaltens der Luftungsanlage

Nach Analyse der alten Regelschemen kann folgende Ist-Analyse der Bestandsanlage vorgenommen werden:

Es handelt sich urn eine kaskadierte Zulufttemperaturregelung (Abluft-, Zuluft- Kaskade) mit Erhitzer. Bedient wird die Luftungsanlage uber ein Zeitschaltprogramm oderuberein separates Bediendisplay. Die Ventilatorstufen werden in Abhangigkeit der Temperaturabweichung der Abluft zum vorgegebenen Sollwert in 2 Stufen geschaltet. Eine manuelle Anderung der Ventilatorstufen ist uber das Zeitprogramm moglich. Derzeitig werden die Ventilatoren Montag bis Sonntag von 06:00 bis 22:00 Uhr in Stufe 2 gefahren, ansonsten Stufe 1.

3.3.1 Heizfall

1st der Ausgang des Regelmoduls „Heizen“ grower als 3%, erfolgt eine Anforderung an die Erhitzerpumpe. In Abhangigkeit der Ablufttemperatur wird uber die Abluftkaskade der Zuluftsollwert errechnet. Liegt die Zulufttemperatur unter dem aktuellen Zuluftsollwert, so wird das Erhitzerventil aufgefahren und die Erhitzerpumpe eingeschaltet.

3.3.2 Frostschutz

Die Frostschutzfunktion schutzt frostgefahrdete Heizregister vor Schaden. Ein Frostschutzthermostat nach dem Heizregister im Zuluftkanal wirkt hardwaremaGig auf Pumpe „EIN“, Ventil „AUF“ und Ventilator „Aus“. Der Frostschutz wird entsprechend der AuGentemperatur angesteuert. Sobald die AuGentemperatur unter den einstellbaren Grenzwert sinkt, schaltet die Heizpumpe ein. Ebenso wird der Frostschutz in Abhangigkeit der Rucklauftemperatur uber eine Stillstandsregelung aktiviert. Wenn die Rucklauftemperatur unterhalb eines einstellbaren Grenzwertes sinkt, offnet sich das Erhitzerventil und die Heizpumpe geht auf „EIN“.

3.3.3 Ventilatoruberwachung

Die Ventilatoren der Zuluft und Abluft werden mittels Kaltleiter uberwacht und im Storfall wird ein Storsignal generiert. Die Laufuberwachung der Ventilatoren erfolgt uber einen Differenzdruckwachter.

3.3.4 Filteruberwachung

Es ist wichtig den Verschmutzungsgrad der Filter zu uberwachen. Zuluft-, Abluft- und AuGenluftfilter werden mit Differenzdruckwachtern uberwacht. Bei Uberschreitung des einstellbaren Grenzwertes wird eine Filterwartungsmeldung generiert.

3.3.5 Nebenanlagen

Im Elektroraum und im Mulllagerraum konnen jeweils uber ein eigenes Zeitprogramm die Ablufter bedarfsgerecht eingeschaltet werden.

3.4 Analyse des Regelverhaltens der Heizung

3.4.1 Kessel

Der Kessel wird durch die Anforderung (Warmebedarf) der verschiedenen Anlagenteile eingeschaltet. Realisiert werden diese Anforderungen durch die Heizkreise (statische Heizung, Warmwasserbereitung Oder Warmebedarf der Luftungsanlage).

Der Sollwert fur die Vorlaufkesseltemperatur errechnet sich aus der maximalen Temperatur der verschiedenen Warmeanforderungen (plus 5K Uberhohung).

Die Sollwerte der Vorlauftemperaturen fur die Heizkreise „statische Heizung" und Heizkreis „Fancoils“ werden jeweils uber eine Heizkennlinie in Abhangigkeit von der AuGentemperatur gebildet. Dies wird auch als witterungsgefuhrt bezeichnet. Je nach Leistungsbedarf an den Kessel, kann dieser in 2 Stufen angefordert werden.

3.4.2 Heizkreise statische Heizung und Fancoils

Der Pumpenlauf wird durch das Programm definiert. Zwei Betriebsarten stehen dem Nutzer zur Verfugung: Komfort Oder Nachtabsenkung. Ab einer AuGentemperaturvon kleiner 8°C lauft die Pumpe standig.

3.4.3 Regelalgorithmus

In der Regelung fur die Heizkreise arbeitet ein Pl-Regler. Es wird eine witterungsgefuhrte Vorlauftemperaturregelung gefahren mit den fur den Regler folgenden festgelegten Paramatern:

- RegelgroGe x : Vorlauftemperatur
- Sollwert w : entsprechend der Heizkennlinie
- StellgroGey : stetiges Signal fur Ventil

Zusatzlich wird die Anforderung Kessel mit Temperatursollwert an den Kessel generiert.

3.4.4 Nachtabsenkung

Die Nachtabsenkung betragt 6K bezogen auf die Vorlauftemperatur. Die Betriebszeiten (Komfort, Economy) konnen uber das Zeitschaltprogramm vorgeben werden. Zusatzlich ist eine Einstellung der Betriebszeiten auch uber das Bediendisplay moglich.

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¹ Internet der Dinge - technische Vision, Objekte jeder Art in ein universales digitales Netz zu integrieren (S. Horvath , Deutscher Bundestag , 2012)

² MindView ist online erhaltlich unter: https://www.matchware.com/de/mind-mapping-software

³ Sniping Tool ist online erhatlich unter: http://discover.techsmith.com