2011_6 Siemens Gebäudemanagement aus der Wolke

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Cloud Computing

Gebäudemanagement aus der Wolke

Gebäude verursachen rund 40 Prozent des gesamten Energieverbrauchs in der Welt. Um ihre Energieeffizienz zu erhöhen, Kosten beim Verbrauch von Strom, Wärme, Kälte und Wasser einzusparen und den Ausstoß klimaschädlicher Treibhausgase zu minimieren, ist zunächst eine genaue Energiebuchhaltung erforderlich. Mit Energy Monitoring & Controlling (EMC) bietet die Siemens-Division Building Technologies eine Cloud-Lösung dafür an, die bereits in 40.000 Gebäuden in 37 Ländern in mehr als 16 Sprachversionen genutzt wird. Die vom langjährigen Siemens-Partner eggs unimedia aus München realisierte Plattform erfordert keine zusätzliche Installation von Hard- oder Software und kann auch von Computerlaien problemlos bedient werden.

esucher im Landeskrankenhaus (LKH) Feldkirch im österreichischen Bundesland Vorarlberg sehen seit wenigen Wochen bereits im Foyer, wie viel Strom, Wärme, Kälte und Wasser das Hospital verbraucht und welche Mengen klimaschädlicher Treibhausgase es damit erzeugt. Denn im LKH wurde ein »Green Building Monitor« installiert, der nahezu in Echtzeit die aktuellen Energieperformancedaten im gesamten Gebäudekomplex anzeigt. Erklärtes Ziel der Klinikleitung ist ein energieeffizientes Krankenhaus. Doch um es längerfristig zu verwirklichen, müssen zunächst einmal die Verbrauchswerte regelmäßig gemessen und mit den Angaben von Referenzgebäuden, aber auch mit historischen Werten desselben Gebäudes klimabereinigt verglichen werden. Denn nur so zeigt sich auf einen Blick, wie die Energieeffizienz der Immobilie einzustufen ist und welche Fortschritte in einem bestimmten Zeitraum gemacht wurden.

Energiebuchhaltung als Basis für Gebäudeoptimierung

Im LKH kann man dabei schon auf mehr als zehn Jahre Erfahrung mit der webbasierten Software Energy Monitoring & Controlling (EMC) der Siemens-Division Building Technologies zurückblicken, die in den fünf Kliniken der Vorarlberger Krankenhaus-Betriebs Ges.m.b.H. mit insgesamt 1568 Betten den Energieverbrauch erfasst. Seit dem Jahr 2004 wird das EMC-System auch für alle anderen Landesbauten in Vorarlberg eingesetzt, so dass auch von hier jederzeit aktuelle Vergleichszahlen vorliegen. Diese Energiebuchhaltung stellt die Basis für Maßnahmen der Gebäudeoptimierung dar, deren Erfolge anschließend sofort ausgewertet werden können.

Mit Hilfe von EMC lassen sich beispielsweise die Hauptenergieverbraucher im Krankenhaus identifizieren und es kann beobachtet werden, wie sich zum Beispiel die geänderte Einstellung einer Heizungs- oder Klimaanlage auf die Wärme- oder Stromkosten auswirkt. Mit den in den letzten Jahren sehr intensiv durchgeführten Energiesparmaßnahmen in verschiedenen Häusern konnte so der Kostenanstieg trotz weiterem Ausbau der Liegenschaften gebremst werden. Die langjährige Energiebuchhaltung zeigt auf Grund der relativ alten Bausubstanz einen erreichbaren Wärmedurchschnittswert von 150 bis 200 kWh pro Quadratmeter und Jahr. Neu erstellte Zubauten im LKH Feldkirch kommen dagegen unter der Berücksichtigung aller vorgeschriebenen Wärmeschutzmaßnahmen und Einbau von Klimaanlagen mit maximaler Wärmerückgewinnung auf einen durchschnittlichen Verbrauchskennwert bei Wärme von 149,93 kWh/m²*a.

Abgerechnet wird pro angeschlossenen Zähler

Die Siemens-Division Building Technologies stellt die EMC-Plattform, die auf Servern in zwei Data-Centern in Europa und den USA gehostet wird, als Cloud-Lösung über das Internet zur Verfügung – quasi »aus der Steckdose«. Abgerechnet wird pro Zähler, der angeschlossen ist, mit einer relativ geringen Jahresgebühr. Energieverbrauch und -kosten werden damit über das Internet – statt wie herkömmlich über Hardware- und Softwaresysteme vor Ort – ausgewertet und überwacht. Der große Vorteil: Für die webbasierte Energiebuchhaltung sind keine beziehungsweise nur geringfügige Investitionen, keine zusätzlichen Softwareinstallationen und auch keine speziellen Schulungen notwendig. Außerdem ist der Zugriff auf die Daten rund um die Uhr weltweit möglich.

Das System wächst bei Bedarf mit dem Anwender mit: Wenn beispielsweise ein Nutzer ein neues Gebäude einbeziehen oder die Analyse detaillierter vornehmen will, ist dies kein Problem. Die modular aufgebaute Technologieplattform stellt mit ihren Hard- und Softwarekomponenten alle für das Energiemanagement benötigten Funktionen bereit und bildet das Rückgrat für sämtliche Prozesse und Aufgaben in allen Phasen des Lebenszyklus eines Gebäudes.

Zu den in der Gesamtlösung enthaltenen Modulen zählt beispielsweise das Dashboard, in dem für bestimmte Zielgruppen wie Gebäudemanager oder die Unternehmensleitung aggregierte Informationen über aktuelle Energieverbräuche und -kosten, damit verbundene CO₂-Emissionen sowie andere relevante Kenngrößen dargestellt werden, etwa in einem Jahresvergleich und für weltweit alle Liegenschaften. Eine Ampelfunktion zeigt dabei an, ob alles im grünen Bereich ist oder ob an bestimmten Standorten akuter Handlungsbedarf besteht. Mit dem Analyse-Modul lassen sich statistische Auswertungen durchführen und Prognosen erstellen. Dabei werden Wetterdaten ebenso berücksichtigt wie die Gebäudeauslastung oder die aktuelle Luftqualität.

Der Green Building Monitor als jüngstes Modul bereitet die Messwerte endverbrauchergerecht auf und stellt sie auf einem Monitor ansprechend dar. Neben den Daten aus dem jeweiligen Gebäude können auch weitere Informationen eingespielt werden – etwa Energiespar-Tipps, Statements zum Umweltengagement, weitere umweltrelevante Fakten, Wettervorhersagen oder aber auch der Aktienkurs. In die statischen Informationen werden Bilder und Kurzvideos integriert, denn – so die Erfahrung – nur ein abwechslungsreicher, attraktiver Informationsmix sorgt für ein nachhaltiges Interesse beim Gebäudenutzer. Schließlich soll der Green Building Monitor dazu beitragen, dass Mitarbeiter und Besucher durch die Informationen in Sachen Energieeffizienz für einen verantwortungsvollen Umgang mit Ressourcen sensibilisiert und gleichzeitig motiviert werden, die vorgeschlagenen Energiespartipps auch umzusetzen.

Intuitive Bedienung ohne großen Schulungsaufwand

Von vorneherein war klar, dass zu den Anwendern des Systems vor allem Praktiker aus der Gebäudeverwaltung und -technik zählen würden. Eine intuitive Bedienung war deshalb genauso gefragt wie die Möglichkeit, bereits unmittelbar nach der Eingabe der Verbrauchsdaten detaillierte Berichte über Energieverbrauch und Emissionen zu erstellen und diese über das World Wide Web verfügbar zu machen. Gleichzeitig sollte die Benutzeroberfläche leicht an die individuellen Vorgaben der verschiedenen Anwender angepasst werden können, da das Corporate Design als Identifikationsfaktor im Servicegeschäft eine zentrale Rolle spielt. Offene Schnittstellen sorgen für die einfache Anbindung an SAP-Systeme oder intelligente Zähler-Infrastrukturen.

Bei der nun realisierten Webanwendung gibt der lokale Gebäudeverantwortliche die Zählerstände für Elektrizität, Gas, Öl, Brauchwasser, Kaltwasser, Fernwärme und sämtliche weitere relevante Daten entweder dezentral vor Ort an einem PC mit Internetanschluss ein. Oder die Erfassung der Verbrauchsdaten erfolgt automatisch, auf Wunsch sogar mit Ablesezyklen im 15-Minuten-Intervall und kleiner. Durch die Nutzung des Internet als Datentransportmedium sind die Kommunikationskosten zwischen den Zähleinrichtungen in den Gebäuden des Anwenders und dem zentralen EMC-Server vernachlässigbar.

Auf diesem Server erzeugt ein leistungsfähiges Energieanalyse-Programm automatisch aussagefähige Reports zu Energie- und Medienverbrauch sowie Emissionen in einem einheitlichen Format, die wiederum dezentral über das World Wide Web jederzeit und überall passwortgeschützt abgefragt werden können – sei es für die gesamte Liegenschaft, für jedes Gebäude einzeln oder auch für einen einzigen konkreten Zähler. Außerdem sind auf dem Applikationsserver das Sicherheitsmanagement, die Benutzerverwaltung und die Alarmzuordnung installiert, über die der Immobilienbesitzer oder -verwalter per SMS oder E-Mail benachrichtigt werden kann. Etwa bei Havarien, wenn die Eingabe der Zählerstände nicht termingerecht erfolgt oder ein zuvor gesetzter Budgetwert überschritten wird.

Programmierung mit Java und Adobe Flex

EMC ist zu 90 Prozent in Java geschrieben, einzelne Module wurden aber auch als Rich-Internet-Applikation (RIA) mit Hilfe von Adobe Flex programmiert. Die Anwender erhalten bei diesen benutzerfreundlichen Multimedialösungen, die den weit verbreiteten Flash Player zur Wiedergabe nutzen, ein unmittelbares Feedback, gleitende Übergänge zwischen den unterschiedlichen Zuständen und ihrer Darstellung sowie einen reibungslosen, unterbrechungsfreien Arbeitsablauf. Dank der bei der Programmierung von EMC eingesetzten Methode »Rapid e-Prototyping« konnten dem Auftraggeber bereits nach drei Monaten Entwicklungszeit erste Module online gezeigt werden. Denn anstatt Jahre auf die Lieferung einer kompletten Lösung zu warten, kann es durchaus sinnvoll sein, zunächst einzelne Module eines funktionsfähigen Pilotsystems zu programmieren, das dann schrittweise optimiert und ausgebaut wird.

In den vergangenen Jahren hat eggs unimedia eine Reihe von webbasierten Anwendungen auf diese Art und Weise umgesetzt. Die Gründe, sich dieser Methode zu bedienen, sind vielfältig. Häufiger als erwartet haben etwa Unternehmen, die eine komplexe Internet-Anwendung in Auftrag geben, noch keine endgültige, detaillierte Vorstellung von den Anforderungen, die damit erfüllt werden sollen. Oder ein Projekt steht unter großem Zeitdruck und die Applikation muss mit ihren grundlegenden Funktionen vielleicht bereits in drei Monaten zur Verfügung stehen, während für die Gestaltung der Details noch länger Zeit bleibt. Dann ist diese pragmatische Vorgehensweise bei der agilen Softwareentwicklung, die durch automatisierte Prozesse beim Test der Programmcodes ergänzt wird, optimal. Mittlerweile wurde die Plattform so mehrfach erweitert und an die neuen technologischen Möglichkeiten angepasst.

Im Business Excellence Programm top+ von Siemens, das seit 1999 als konzernweiter Wettbewerb um Spitzenleistungen im Unternehmen durchgeführt wird, wurde die inzwischen in der Version 3.3 vorliegende Software im Jahr 2010 als der Sieger der Kategorie »Innovation« prämiert. Als Begründung für den top+ Award betonte die Jury: »EMC ist die Schlüsseltechnologie für künftige Energie-Services«. Siemens habe als weltweit größter Anbieter von umweltfreundlicher Technologie mit entsprechenden Produkten und Dienstleistungen im Geschäftsjahr 2010 bereits einen Umsatz von rund 28 Mrd. Euro erwirtschaftet und damit gleichzeitig im selben Zeitraum weltweit 270 Millionen Tonnen Kohlendioxid eingespart. Die Cloud-Lösung, die mittlerweile weltweit in 16 Sprachen für rund 40.000 Gebäude in 37 Ländern genutzt wird, trage entscheidend dazu bei, dieses Öko-Angebot weiter auszubauen.

Resümee.

Durch die Energiebuchhaltung mit Hilfe von EMC – so die praktische Erfahrung – lassen sich längerfristig Energieeinsparungen von bis zu 10 Prozent erreichen. Alleine das Erstellen von Lastprofilen und deren genaue Beobachtung führt häufig bereits zu Einsparungen von zwei bis fünf Prozent, etwa wenn nachts unnötigerweise die Beleuchtung in bestimmten Räumen angeschaltet ist. Damit machen sich die Ausgaben für den Einsatz der »Lösung aus der Wolke« schon sehr schnell bezahlt. Zumal es auch Beispiele dafür gibt, dass mit dem Wissen aus den EMC-Reports bis zu 50 Prozent Energie eingespart werden konnte. War in der Vergangenheit ein wirksames Energiemonitoring und -controlling immer mit dem Erwerb von Hard- und Software sowie mit Kosten für Lizenzen, Fortbildungen der Mitarbeiter und Upgrades verbunden, verfolgt die Cloud-Plattform der Siemens-Division Building Technologies nun einen ganz anderen Ansatz. Er zeichnet sich durch weniger Aufwand für den Gebäudeverwalter, geringere Installations- und Betriebskosten sowie ein besseres Ergebnis bei der Darstellung der Energieeffizienz von Gebäuden aus.

Michael Deiß

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Michael Deiß, Geschäftsführer von eggs unimedia

Michael Deiß, Geschäftsführer von eggs unimedia in München. verfügt über langjährige Erfahrung in der Beratung, Konzeption und Entwicklung von Webapplikationen, E-Business-Projekten, Rich Internet Applications (RIA), digitalen Workflows sowie in der Systemintegration. Mehr unter: http://www.eggsunimedia.com

Bildquellen: Siemens Building Technologies, eggs unimedia, LKH Feldkirch

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