In dieser Arbeit wird besonders auf die betriebsrelevanten Einsatzorte der elektrischen Energie, die betriebsrelevanten Geräte und Komponenten und Funktionsweisen eingegangen. Darüber hinaus wird auf die gebäude- und verbrauchsabhängige Leistungsaufnahme, die zeitliche Komponente sowie auf die Auslegungsparameter und Berechnungsweisen eingegangen.
Zur heutigen Zeit sind Elektroinstallationen im Gebäude ein wesentlicher Grundbaustein, ohne den ein Betrieb
unvorstellbar ist. Heute noch stellen sich nicht wenige Bauherren und Architekten unter Elektroinstallationen im Wesentlichen Steckdosen, Schalter und Leuchten, einen Sicherungskasten und einen Hausanschluss vor. Dies gehört zwar dazu, ist aber bei weitem noch nicht alles. Die Elektrotechnik ist essenziell für den Betrieb von Gebäuden. Der heutige Stand der Technik und die stetig wachsenden Möglichkeiten bieten immer mehr Möglichkeiten die Gebäudetechnik weiterzuentwickeln.
Einen bemerkenswerten Durchbruch brachte die Idee, die Energie- und Informationsversorgung physisch voneinander zu trennen. Im Vergleich zur vorherigen Installationsweise hat dies den Vorteil, dass sämtliche Ein- und Ausgabegeräte durch einen gezielten Informationsaustausch miteinander verbunden werden können. Die Elektrotechnik spielt bei vielen Fragen der Gebäudetechnik eine wichtige Rolle, wie beispielsweise bei der Gebäudeautomation und bei regenerativen Energiesystemen, deren Planung teilweise direkt mit der Gebäudeplanung verbunden ist.
In unserer modernen Industriegesellschaft werden immer mehr Abläufe und Prozesse automatisiert, auch in der Gebäudetechnik. Eine zeitgemäße Elektroinstallation in Gebäuden jeglicher Art ist die Grundlage und Be- standteil der gesamten Technik im Gebäude, insbesondere aber der Gebäudeautomation, welche in den letzten Jahren große Fortschritte gemacht hat. Dies liegt einerseits den technischen Fortschritten als auch den steigenden Bedürfnissen nach Komfort, Sicherheit und Energieeffizienz und Kosteneinsparung zugrunde. Für den Menschen als Anwender ist mittlerweile eine Vielzahl an automatisierten Funktionen oder im Hintergrund laufenden Geräten beinahe unbemerkt eine Selbstverständlichkeit geworden.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung in die Thematik
2. Einsatzorte der elektrischen Energie im Gebäude
3. Elektroinstallationen im Gebäude
3.1. Konventionelle Elektroinstallationen
3.2. Gebäudeautomation
3.2.1. Aufbau und Funktionsweise
3.2.2. Einsatzorte und Funktionen der Gebäudeautomation
3.2.3. Klassifizierung und Einsparpotentiale
4. Kostenbetrachtung der Elektroinstallationen
5. Leistungsbedarf und Anschlussleistung
6. Analyse und Bewertung des elektrischen Energieverbrauchs
Zielsetzung und thematische Schwerpunkte
Die Facharbeit untersucht die fundamentale Bedeutung der elektrischen Energie für den Betrieb moderner Gebäude. Dabei wird analysiert, wie sich der Energieverbrauch durch verschiedene Installationsarten und Automatisierungsgrade effizient steuern und optimieren lässt, um ökonomische und ökologische Anforderungen zu erfüllen.
- Grundlagen der Elektroinstallation in Gebäuden
- Aufbau und Funktionsweise der modernen Gebäudeautomation
- Kosten-Nutzen-Analyse von Automatisierungssystemen
- Methoden zur Bestimmung des Leistungsbedarfs
- Bewertung von Einsparpotentialen bei der Energieeffizienz
Auszug aus dem Buch
3.2. Gebäudeautomation
Unter dem Begriff Gebäudeautomation ist die Gesamtheit von Einrichtungen zur selbsttätigen Steuerung, Regelung und Überwachung von komplexen gebäudetechnischen Anlagen sowie zur Erfassung von Betriebsdaten zusammengefasst. Darunter fällt die Organisation von Heizung, Klima und Lüftung sowie Beleuchtung und Beschattung. Als wichtiger Bestandteil des Facility Managements hat die Gebäudeautomation das Ziel, Energiekosten und Betriebskosten einzusparen, Funktionsabläufe gewerkeübergreifend automatisch und nach vorgegebenen Parametern durchzuführen, sowie deren Bedienung bzw. Überwachung zu vereinfachen.
Um die Zielsetzungen zu erfüllen, werden sämtliche Sensoren, Aktoren, Bedienelemente, Verbraucher und andere technische Einheiten im Gebäude miteinander vernetzt. Zur technischen Realisierung der Gebäudeautomation werden GA-Funktionen des GA-Systems über eine Software hergestellt, welche entweder an einen Prozess angepasst (parametriert) oder individuell für den Prozess hergestellt (programmiert) werden. Über ein eigenes GA-System-Netzwerk finden die Kommunikation und der Datenaustausch zwischen den Geräten statt. Zum GA-System wird es in der Regel Schnittstellen geben, über die eine Kommunikation zwischen Menschen, als Beobachter und Bedienender und dem GA-System stattfindet.
Die Gebäudeautomation wurde in dem Jahr 1993 als offizielles Gewerk im Bauwesen eingeführt und ist in drei Ebenen unterteilt: die Feldebene (Sensoren und Aktoren), die Automationsebene und die Managementebene. Ergänzend zu den genannten Ebenen ließe sich an dieser Stelle noch die Energieebene aufführen, welche im Zuge der Digitalisierung, Internet of Things, Building Information Modeling, sowie der Industrie 4.0 nicht mehr wegzudenken ist. Der Aufbau einer Gebäudeautomation ist ohne die Grundzüge einer konventionellen Elektroinstallation nicht möglich und dient ergänzend.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung in die Thematik: Die Einleitung beleuchtet die Rolle der Elektrotechnik als Basis für den Gebäudebetrieb und stellt die Relevanz von Energieeffizienz in modernen Gebäuden heraus.
2. Einsatzorte der elektrischen Energie im Gebäude: Dieses Kapitel klassifiziert die vielfältigen Anwendungsgebiete elektrischer Energie im Bauwesen, von Beleuchtung bis zu komplexen Betriebseinrichtungen.
3. Elektroinstallationen im Gebäude: Hier werden die Unterschiede zwischen konventioneller Installationstechnik und moderner, vernetzter Gebäudeautomation in Bezug auf Aufbau und Funktion gegenübergestellt.
4. Kostenbetrachtung der Elektroinstallationen: Dieses Kapitel widmet sich der wirtschaftlichen Betrachtung, insbesondere der Amortisation von Investitionen in Automatisierungssysteme.
5. Leistungsbedarf und Anschlussleistung: Der Fokus liegt auf der methodischen Bestimmung der benötigten elektrischen Lasten zur Planung wirtschaftlicher und sicherer Versorgungsanlagen.
6. Analyse und Bewertung des elektrischen Energieverbrauchs: Abschließend werden Methoden vorgestellt, um den Energieverbrauch in Gebäuden methodisch zu analysieren und Optimierungspotentiale zu identifizieren.
Schlüsselwörter
Gebäudeautomation, Elektroinstallation, Energieeffizienz, elektrische Energie, Sensoren, Aktoren, Feldebene, Amortisation, Betriebskosten, Leistungsbedarf, Anschlussleistung, Vernetzung, Gebäudeleittechnik, Energieverbrauch, Facility Management.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Facharbeit grundsätzlich?
Die Arbeit behandelt die zentrale Rolle der elektrischen Energieversorgung und -steuerung für den Betrieb von Gebäuden unter Berücksichtigung moderner technischer Standards.
Was sind die zentralen Themenfelder der Arbeit?
Zu den Schwerpunkten zählen Elektroinstallationen, Gebäudeautomation, Wirtschaftlichkeitsberechnungen, Leistungsplanung und Methoden zur energetischen Bewertung von Gebäuden.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Ziel ist es, die technischen Zusammenhänge zwischen Energieversorgung, Automatisierung und Kosteneffizienz aufzuzeigen und Einsparpotentiale zu verdeutlichen.
Welche wissenschaftliche Methode wurde angewandt?
Die Arbeit nutzt eine literaturbasierte Analyse sowie technische Klassifizierungen und Rechenbeispiele, um den Stand der Technik und wirtschaftliche Zusammenhänge abzubilden.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die Darstellung der Installationsarten, die detaillierte Funktionsweise der Gebäudeautomation, deren Kosteneinfluss sowie die mathematische Bestimmung der Anschlussleistung.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die zentralen Begriffe umfassen Gebäudeautomation, Energieeffizienz, Amortisation, Elektroinstallation und technisches Gebäudemanagement.
Warum ist eine konventionelle Elektroinstallation für die Gebäudeautomation unerlässlich?
Die Arbeit verdeutlicht, dass Gebäudeautomation auf den Grundzügen der konventionellen Installation aufbaut und diese lediglich ergänzt, um intelligente Steuerungsfunktionen zu ermöglichen.
Wie lässt sich die Wirtschaftlichkeit der Gebäudeautomation berechnen?
Die Facharbeit zeigt anhand von Beispielen auf, dass sich die zusätzlichen Investitionskosten für eine Gebäudeautomation durch Einsparungen bei den Betriebskosten oft innerhalb weniger Jahre amortisieren können.
- Arbeit zitieren
- Timm Jens Rotermund (Autor:in), 2020, Die Rolle der elektrischen Energie beim Betrieb von Gebäuden. Betriebsrelevante Einsatzorte und Geräte, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/976550
