Bernd Hanke Leiter des Airport Facility Managements … · A380-Wartungshalle Terminal 3 Gateway Gardens ... ANSI/ASHRAE 135-2008 bzw. DIN EN ISO 16484-5 (BACnet-Standard)

Anforderungen an ein modernes offenes GLT-System aus

der Sicht des Flughafen-Betreibers

Bernd Hanke

Leiter des Airport Facility Managements

Fraport AG

Frankfurt am Main, den 03. November 2011

Frankfurt Airport – unsere Home BaseEckdaten

83 Flugbewegungen pro Stunde

2 Start- und Landebahnen + 1 Startbahn

2 Fluggastterminals und

The Squaire

145 Gates; 248 Positionen

AirCargo Gleisanschluss

An einem durchschnittlichen Tag:

140.000 Passagiere

71.500 Gepäckstücke

5.600 Tonnen Fracht

400 Züge an den Flughafen-Bahnhöfen*

* Durchschnittliche Angaben aus 2010

GLT Anwendertagung I „Anforderungen an ein modernes offenes GLT-System aus der Sicht des Flughafen-Betreibers“ I Bernd Hanke I Fraport AG I 03. November 2011

Facilities in unserem VerantwortungsgebietEckpunkte des Leistungsgebietes

1.625 ha Gesamtfläche

6,7 km² Vorfeldfläche

428 Gebäude

Über 2,4 Mio. m² BGF

150 km Fahrstraße

9,4 Mio. m² Grünflächen

16.000 Fahrzeuge und Spezialgeräte

7.000 gebäudetechnische Anlagen

1.427 Sanitärräume (WC-Anlagen)

450.000 Leuchten im T1

67 km Gepäckförderanlage

ca. 1.400 km Kabelnetz

Passagier-Transport-System


Wir entwickeln den Flughafen Frankfurt

zur attraktiven Airport City

Mönchhof-

Gelände

Landebahn Nord-

West

A380-

WartungshalleTerminal 3

Gateway Gardens

THE SQUAIRE

Ertüchtigung

CargoCity Nord

Ausbau

CargoCity

Süd

FRA Nord

Flächenent-

wicklung T1/T2


Mit dem Ausbau des Flughafens wachsen die

Anforderungen – Projektübersicht 1

A-Plus schafft zusätzliche KapazitätenBasis ist der Flughafenausbau mit der Kapazitäts-

erweiterung durch die Landebahn Nord-West als

betriebsnotwendige Immobilie

Das Gelände der ehemaligen US Airbase wird

umgestaltetNeue Flugzeug-Generationen erfordern neue

Infrastruktur: Lufthansa A380 Wartungshalle

2008

2011


Mit dem Ausbau des Flughafens wachsen die

Anforderungen – Projektübersicht 2

AIRRAIL CENTER: Ein architektonischer Meilen-

stein mit Fernwirkung – markant und hochwertig

2005

2007

2008/09

2009

Gateway Gardens: Internationaler Business

Standort mit Erholungsfaktor – urban und lebendig

2016

2007

2016 2016

2007

2016

Mönchhof: Größter zusammenhängender Logistik-

standort im Rhein-Main-Gebiet – effizient und

vielseitig

20172007 20172007

CargoCity Frankfurt: Boomende Fracht- und

Logistikzentren

CargoCity Frankfurt ist Europas

Luftfracht-Drehscheibe Nr. 1 mit

perfekter Anbindung an das

Straßen- und Schienensystem.

Alle bedeutenden internationalen

Frachtspeditionen sind am

Flughafen Frankfurt mit

Niederlassungen vertreten.

Neues Areal für Frachtanlagen:

– Brutto: ca. 27,2 ha

– Netto: ca. 22 ha


Flughafen-Entwicklung bis 2020

The Squaire

Gateway Gardens

CargoCity Süd

Terminal 3

Landebahn Nord-West

A380 Wartungshalle

Mönchhof-Gelände


Aktuelle wichtige Bauvorhaben Neue Landebahn „Nord-West“

Baubeginn 20. Januar 2009

Länge 2.800 m

Inbetriebnahme Winter 2011/2012

Überwachung über GA-System PVSS 2 der Firma Osmo

Aufschaltung der Bereiche Mönchwaldtunnel, Rollbrücken

Ost 2 und Ost 3, West 2

Überwachung aller Gewerke aus den LBNW-Bauwerken

ca. 4.000 Datenpunkte aufgeschaltet

Maßnahmenbeschreibung


Aktuelle wichtige Bauvorhaben Neue Feuerwache

Neubau einer Feuerwache in Passivhaustechnik

Beheizung durch Erdwärme

Thermische Bauteilaktivierung

Reversible Wärmepumpe

Warmwasserbereitung über Solarthermie

Mechanische Lüftung mit Wärmerückgewinnung

Verwendung energiesparender Bürogeräte und

Beleuchtung

LON-BUS-Energiemanagement

ca. 1.500 BACnet-Objekte

Geothermie- und Solaranlage



Aktuelle wichtige Bauvorhaben A-Plus

Verlängerung des bestehenden Flugsteigs A um 790

Meter (4-geschossig) in westlicher Richtung inkl.

Anschlussgebäude

Termine: Bau ab 2008, Fertigstellung bis 2012

Flächen: + 185.400 m², + 22.000 m² Retail/Lounges +

600 m² Büro

PAX: + 6 Mio. Passagiere

Flugzeugpositionen: 7 Positionen für

Großraumflugzeuge, davon 4 für den A380

zur Zeit ca. 70.000 BACnet-Objekte in Planung

ca. 100 Entrauchungsanlagen

ca. 110 Voll- und Teilklimaanlagen



Warum beschäftigt sich ein Flughafenbetreiber

mit Gebäudeautomation?

hohe Kosten für Betrieb und Bau von GA-Anlagen durch Monopolstellung einzelner GA-Firmen

fehlende bzw. eingeschränkte Qualitätssicherung bei Planung, Bau und Betrieb der GA-Anlagen

Intransparenz der Gebäudeautomationssysteme bei Planung, Bau und Betrieb der GA-Anlagen

Ausschreibungen haben teilweise erhebliche Qualitätsmängel und verhindern unter Umständen den

Wettbewerb

Keine Möglichkeit der gemeinsamen Ressourcennutzung aufgrund der Existenz unterschiedlicher,

firmenspezifischer und nicht offener Kommunikationsprotokolle

Abhängigkeiten und Einschränkungen durch proprietäre GA-Systeme

Zergliederte Struktur der Leitebenen für die Gebäudeautomation, keine durchgängige einheitliche

Betriebsführung über die Systeme möglich

Keine effiziente Bedienbarkeit und kein einheitliches Alarm- und Störfallmanagement aufgrund

unterschiedlicher proprietärer Gebäudeleittechnik-Systeme

Keine systemübergreifende Last- und Energieoptimierung möglich

Ausgangslage für Immobilienbetreiber


Welche Ziele hat die Gebäudeautomations -

Philosophie der Fraport AG?

Betriebssicherheit auf hohem Niveau nach

Anforderung der Gebäudenutzer sicherstellen

(Priorisierung der Gebäude/Objekte)

Nutzungsänderung oder Erweiterung der

Gebäudeteile auf haustechnischen Ebenen

ermöglichen

Standardisierung der Bedienung unabhängig vom

eingesetzten GA-Produkt z.B. für Stör- und

Wartungsmanagement

Wettbewerb in der Gebäudeautomation

ermöglichen

Gebäudeautomation „preiswert“ für die Fraport

umsetzen


Bild Quelle Hersteller

Wie stellt sich ein Betreiber dieser Herausforderung?

Anforderungen an die Gebäudeautomation:

Realisierung eines wettbewerbsoffenen Gebäudeautomations-

Systems durch Einführung offener, genormter

Kommunikationsprotokolle

Kostenreduzierung durch Wettbewerb und Produktneutralität

Realisierung eine übergeordneten Managementebene mit

Integration der Bestandsysteme

und Schnittstellen zu allen Systemen für besondere Anwendungen

Einsatz moderner Gebäudemanagementstrategien

Sicherstellung der Betriebssicherheit auf hohem Niveau nach

Anforderung der Gebäudenutzer

Ermöglichung kostenoptimierter Nutzungsänderung oder

Erweiterung im Bereich der Raumautomation

Der Betreiber entwickelt eigene Vorgaben und fordert einen

einheitlichen kontrollierbaren Standard!


Bild-Quelle Hersteller-Homepage

Anforderungen an die Zentrale LeittechnikAktueller Zustand

Funktionen:

Überwachung

Bedienung

Störungsbeseitigung

Kundenbetreuung

Energiemanagement

Aufbau:

4 Leitsysteme

Ca. 1.450

Automationsstationen

Ca. 200.000 Datenpunkte

Gewerke:

Raumlufttechnik

Heizungstechnik

Kältetechnik

Brandschutztechnik /

Entrauchungstechnik

Sanitärtechnik


Um alle Zählerdaten und Medien auszuwerten wird ein

entsprechendes Software-Tool zur Steuerung und Kontrolle

benötigt

Messdaten-

server

Energiemanagement Software

Erfassung und Auswertung (Benchmarks)

Überwachung (Ist- und Sollvergleich)

Regelung der Gebäudeparameter

Optimierung

Steuerung /

Regelung

Zähler

Sensor

Zähler

Manuelle

Ablesung

EVU

Daten

Sensor

GLT

Web

DB Schnittstelle

Datenlogger

Schaubild - Energiecontrolling

IFM-F benötigt ein übergeordnetes

Energiemanagement Tool (Marktanalyse)

EM Tool muss die Daten aus der GLT bzw. GA

Management-Ebene verarbeiten können

Für den neuen Flugsteig APlus soll das neue EM

Tool und die EM Controlling Funktion zum Einsatz

kommen


Vor der Auswahl des Energiemanagement-Tools müssen

die Funktionen und Anforderungen definiert seinAnforderungen an ein Controlling Tool (Beispiele)

Technik Verwaltung Erfassung Auswertung

Welche

Betriebssysteme sind

serverseitig

verfügbar?

Ist das System

mandantenfähig

(mehrere

Organisationen auf

einem System)

Kann via Inter-

/Intranet auf die

Datenbestände

zugegriffen werden?

Etc.

Können beliebige

Medien mit dem

System verwaltet

werden?

Sind zeitaufgelöste

CO2-Fracht je

Medium zu

berechnen und

auszugeben?

Wieviele Zähler-

stellen können

verwaltet werden?

Können

Zustandsgrößen als

Zeitreihe verwaltet

werden?

Werden automatisch

erfasste Daten

überprüft?

Welche Protokolle

bietet das System zur

Datenübertragung?

Existiert eine

standardisierte

Importschnittstelle?

Existiert eine

automatisierte

Ersatzwertbildung bei

fehlenden Daten ?

Etc.

Kann der Anwender

eigene Kennzahlen

generieren?

Sind alle Mess- und

Zählwerte sowie

Betriebsdaten

miteinander

kombinierbar?

Kann der Anwender

eigene Berichte

erstellen?

Ist es möglich

Prognoserechnungen

aufgrund der

vorhanden Daten

anzustellen?

Quelle: www.energieagentur.nrw.de/tools/emsmarktspiegel


Beispiele für Anforderungen an ein effizientes

Energiemanagement in der Leitebene

Überwachung von

Leistungsspitzen

(Spitzenlastreduzierung)

Hochrechnung:

Energieverbrauch über die

Zeit


Was kann BACnet zur Zielerreichung beitragen?

Weltweit erstes, genormtes,

herstellerunabhängiges Datenkommunikations-

Protokoll der Gebäudeautomation


Entwicklung der Norm wird von Planern, Herstellern

und Nutzern des BACnet Standards gleichermaßen

vorangetrieben, dadurch hohe Akzeptanz bei allen

Beteiligten

Beschreiben der Aufgabe - Regeln und Steuern der

TGA - in Funktionen und Diensten macht Hersteller

neutrale Ausschreibungen erst möglich

BACnet schafft Wettbewerb für eine „preiswerte“

Umsetzung der Gebäudeautomation

Quelle BACnet.de

Bild- Quelle Hersteller-Homepage

Einführung BACnet: Angedachte Lösungen

Festlegung des einzusetzenden Kommunikationsprotokolls: BACnet auf Basis DIN EN ISO 16484

(Weltnorm der Gebäudeautomation)

Detailfestlegung der Dienste und Objekte zur Realisierung der erforderlichen Interoperabilität

zwischen unterschiedlichen GA-Systemen

Einrichtung und intensive Nutzung eines eigenen Testlabors zur Sicherstellung der Einhaltung der

Fraport-Vorgaben

Durchführung von GA-spezifischen Tests zur Überprüfung der Umsetzung der Lasten-

heftvorgaben an die Gebäudeautomation im Zusammenhang mit dem BACnet-

Kommunikationsprotokoll

Standardisierung der Bedienung unabhängig vom eingesetzten herstellerspezifischen Gebäude-

automationssystem

Flexibilität (Orts-, Gewerke- und Empfängerunabhängigkeit) des Alarm- und Eventmanagements

durch die Wahl vordefinierter Meldungsklassen ohne nachträglichen Engineeuringaufwand

Standardisierung der auf die Managementebene aufzuschaltenden Datenpunkte (Funktionen) und

konsequente Nutzung der Objektinformationen zur Minimierung der zu verwenden Inhalte und

damit zur Kostenreduzierung



Einführung BACnet:

Zu berücksichtigende bzw. mögliche Hindernisse

Standardisierung der auf die Managementebene

aufzuschaltenden Datenpunkte (Funktionen) und konsequente

Nutzung der Objektinformationen zur Minimierung der zu

verwenden Inhalte und damit zur Kostenreduzierung

Sanierung der Gebäudeautomation mit minimalen

Betriebsunterbrechungen, Betriebssicherheit muss grundsätzlich

gegeben sein

Erfordernisse von zeitlich begrenzten Interimsmaßnahmen

Hohe Sicherheitsanforderungen

Hoher Prozessgrad

Anfänglich höherer Planungsaufwand als bei homogenen

Systemen

Gleichwertige Integration der Bestandsanlagen

Höherer Qualitätssicherungsaufwand


BACnet Konformitäts- und InteroperabilitätstestKooperationspartner BACnet – AS 16.05.2011


BACnet Konformitäts- und InteroperabilitätstestKooperationspartner BACnet – AS 16.05.2011

Honeywell Building Solutions GmbH

Johnson Controls Systems & Service GmbH

Sauter-Cumulus GmbH

Siemens Building Technologies GmbH & Co. oHG

Saia-Burgess Controls GmbH & Co. KG

Kieback & Peter GmbH & CO. KG

SE-Elektronic GmbH

Fraport AG


BACnet Konformitäts- und Interoperabilitätstest Was wird getestet?

Ziel der BACnet-Testreihen ist die Überprüfung der BACnet-Konformität, BACnet-

Interoperabilität sowie Performancebetrachtungen der zum Einsatz bei Fraport

vorgesehenen Geräte (Testeinheiten) verschiedener Hersteller.

Konformität beschreibt, ob ein Gerät konform zur Norm ist

Interoperabilität beschreibt, ob zwei oder mehr Geräte im gemeinsamen

Zusammenspiel funktionieren

Performance des Gesamtsystems in Verbindung mit dem örtlichen IT-Netz


BACnet Konformitäts- und InteroperabilitätstestAuf Grund welcher Anforderungen wird getestet?

Zur Prüfung der Konformität und Interoperabilität werden

nachfolgende Dokumente/Normen verwendet:

ANSI/ASHRAE 135-2008 bzw.

DIN EN ISO 16484-5 (BACnet-Standard)

135-1 Testing conformance to BACnet

DIN EN ISO 16484-6

Lastenheft Gebäudeautomation der Fraport

(Anwendung und Umsetzung der Norm bei Fraport)

Die Prüfung bei Fraport wird mittels eines bei Fraport

entwickelten Testverfahrens durchgeführt. Dieses Ver-

fahren ermöglicht, die im Markt üblichen Testprozeduren wesentlich zu beschleunigen

und wirtschaftlich durchzuführen und wird ebenfalls weltweit zur Überprüfung der

BACnet-Konformität und Zertifizierung eingesetzt.


BACnet Konformitäts- und Interoperabilitätstest


BACnet Konformitäts- und Interoperabilitätstest


Anforderungen an die neue Managementebene


Energieeffizienz

Einsatz einer modernen interoperablen Gebäudeautomation auf BACnet-

Basis ermöglicht eine hohe Energieeffizienz

Durch Austausch der Anlagentechnik verbunden

mit dem Einsatz einer hocheffizienten Gebäudeautomation

sind über 60% Energiekosteneinsparung erreichbar.

Wirtschaftlichkeit

Nutzen

Erhebliche Reduktion der Angebotskosten im Gewerk

Gebäudeautomation

Sicherstellung eines echten Wettbewerbs

Aufträge können bei Gewährleistung der Interoperabilität und

identischer Funktionalität an unterschiedliche GA-Hersteller

vergeben werden

Einheitliche Bedien- und Beobachtungsfunktionalität aller

gebäudetechnischen Anlagen unabhängig vom Hersteller


Ergebnisse bei Fraport durch das Engagement

für den BACnet-Einsatz Zusammenfassung

1Mit diesen Maßnahmen erreichbaren wir echten Wettbewerb und es entfallen proprietäre

Lösungen der Gebäudeautomation.

2

Die Monopolstellungen werden aufgelöst oder entstehen erst gar nicht.3

Eine herstellerneutrale Kommunikation begleitet den kompletten Lebenszyklus einer Immobilie

und erleichtert den Bauherrn und Betreibern die jeweiligen Planungs-, Betriebs- und

Reorganisationsphasen.

4Unterstützen Sie die Akzeptanz und Einführung einer herstellerneutralen Kommunikation in

der Gebäudetechnik durch die Verwendung von BACnet!

5

Eine fortlaufende Überprüfung der eingesetzten Fabrikate auf Einhaltung der liegenschafts-

spezifischen BACnet-Anforderungen ist im Testlabor als auch im Produktivnetz auf Konformität

und Interoperabilität von BACnet-Systemen sicherzustellen.


Was können wir gemeinsam für echten Wettbewerb

in der Gebäudeautomation beitragen?Zusammenfassung

....vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

Bernd Hanke

Leiter Airport Facility Management

Fraport AG

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Bernd Hanke Leiter des Airport Facility Managements … · A380-Wartungshalle Terminal 3 Gateway Gardens ... ANSI/ASHRAE 135-2008 bzw. DIN EN ISO 16484-5 (BACnet-Standard)