Referenz 9. Oktober 2019
Raumautomation leicht gemacht

Freiburg im Breisgau gilt als eine der ökologischsten Städte in Deutschland. Das neue Rathaus ist hierfür ein klarer Beleg: Der erste Bauabschnitt wurde 2017 als das weltweit erste öffentliche Netto-Plusenergie-Gebäude eingeweiht. Das Raumautomationssystem flexROOM® von WAGO trägt zur hohen Energieeffizienz des Rathauses bei.

Das erste öffentliche Gebäude im Netto-Plusenergie-Standard weltweit steht in Freiburg im Breisgau. Im Laufe eines Jahres erzeugt das neue Rathaus im Stühlinger mehr Energie als es verbraucht. Die überschüssige Energie wird ins Stadtnetz eingespeist. Auf rund 24.000 m2 arbeiten in dem Gebäude 840 Mitarbeiter, die vorher an verschiedenen Standorten im Stadtgebiet verteilt waren. Zum Gebäudekomplex gehört auch eine Kindertagesstätte mit einer zusätzlichen Fläche von 1.500 m2. Die Einweihung im November 2017 markierte nur den ersten Bauabschnitt. Im Rahmen eines zweiten Bauabschnitts sind bis 2024 weitere Gebäude für administrative Funktionen der Stadt geplant.

Energieeffiziente Raumautomation – so unterstützt Sie WAGO:

  • flexROOM® ist so flexibel, dass es für Beleuchtung, Sonnenschutz und Temperaturregelung eingesetzt wird.

  • In flexROOM® sind bereits alle möglichen Szenarien abgebildet, sodass keine Programmierung erforderlich ist.

  • Das Freiburger Rathaus belegte 2018 – auch dank flexROOM® – den ersten Platz beim DGNB-Wettbewerb „Nachhaltiges Bauen“.

Konzept vereint Komfort und Effizienz

Das Energiekonzept des Rathauses erfüllt die strengen Kriterien des Passivhausstandards; der jährliche Primärenergiebedarf für Heizung, Kühlung, Belüftung, Warmwassererzeugung und Beleuchtung beträgt nur etwa 55 kWh pro m2 – das sind 40 % des Primärenergiebedarfs vergleichbarer moderner Bürogebäude. Eine Kombination aus Wärmepumpen, Solarthermie und Photovoltaik auf dem Dach und an der Fassade erzeugt mindestens diese Energiemenge. Das Planungsunternehmen Drees & Sommer hat das Energiekonzept des Gebäudes entwickelt, das eine hohe Effizienz mit den Komfortanforderungen der Nutzer vereint.

Zum Konzept gehört auch die Raumautomation, die Heizung und Klimatisierung, Beleuchtung sowie Beschattung in den Bürobereichen steuert. Mit Planung und Installation der Raumautomation wurde der Ingenieurdienstleister LAE Engineering beauftragt. Das mittelständische Unternehmen bietet Leistungen in den Bereichen Gebäudetechnik, Industrie und Energieerzeugung an. Mit rund 60 Mitarbeitern realisiert LAE Projekte für Zweckbauten, wie Bürogebäude, Großmärkte oder Fabrikhallen.

Minimaler Verdrahtungsaufwand

„Die Raumautomation im neuen Rathaus in Freiburg haben wir überwiegend mit flexROOM® von WAGO umgesetzt“, sagt Karlheinz Götz, der bei LAE den Bereich Energie- und Gebäudetechnik leitet. Das variable Konzept sorgt für Beleuchtung, Sonnenschutz und Temperaturregelung – und das ohne Programmieraufwand. Das flexROOM®-System basiert auf einem Systemgehäuse, in dem alle notwendigen Komponenten fertig eingebaut sind. Neben einem Controller sind dies die Schnittstellen zu den Sensoren und Aktoren, die Spannungsversorgung und eine Netzwerkanbindung. Alle Schnittstellen sind steckbar ausgeführt, sodass der Verdrahtungsaufwand bei der Installation minimal ist.

Auf dem Controller ist bereits eine Applikationssoftware installiert, die nach dem Raumachsenkonzept arbeitet. Die kleinste Teilungseinheit besteht aus einer Fensterachse und beinhaltet die komplette Steuer- und Regelungstechnik für Beleuchtung, Beschattung und Heizung bzw. Kühlung. Je nach Bedarf lassen sich mehrere Achsen zusammenfassen und so beliebig große Räume gestalten. Auch Sonderbereiche, beispielsweise Flure, Treppenhäuser oder Sanitärbereiche, können individuell berücksichtigt werden. Die flexROOM®-Verteiler sind in verschiedenen Varianten für 8, 16 oder 24 Achsen erhältlich.

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» Die Parametrierung geschieht einfach über den Webserver, Programmieren müssen wir gar nicht mehr. «

Karlheinz Götz, Leiter Energie- und Gebäudetechnik bei LAE Engineering

Parametrieren statt Programmieren

Die Software auf den flexROOM®-Controllern ist so universell gestaltet, dass sämtliche möglichen Szenarien bereits abgebildet werden. „Die Parametrierung geschieht einfach über den im Controller integrierten Webserver“, erklärt Götz: „Programmieren müssen wir dabei gar nicht mehr.“ Die Aufteilung der Räume, die Konfiguration der Ausgänge und die Anbindung der Schalter, Taster, Temperaturfühler usw. geschieht alles per Mausklick in der Weboberfläche. Die flexROOM®-Verteiler unterstützen alle Protokolle und Kommunikationsschnittstellen, die für eine Raumautomation benötigt werden. Dazu gehören etwa KNX, SMI, DALI und EnOcean. „Obwohl EnOcean in Bezug auf die Flexibilität der Raumaufteilung sehr große Vorteile hat“, so Götz, „wollte der Bauherr in diesem Fall die Schalter und Taster drahtgebunden installieren.“ Auch dies ist mit flexROOM® möglich.

Die Räume im Rathaus Freiburg sind mit an der Decke installierten Heiz- und Kühlsegeln ausgestattet, die für ein angenehmes Raumklima sorgen. Die Temperaturregelung im Heizbetrieb arbeitet dabei mit drei Stufen: Nachts wird die Raumtemperatur abgesenkt und kurz vor Beginn der täglichen Arbeitszeit auf eine Stand-by-Temperatur angehoben. Die Erhöhung auf die Komforttemperatur, die in der Regel auf 21 °C voreingestellt ist, geschieht nur, wenn die Präsenzmelder in dem entsprechenden Raum eine Person registrieren. Die Ansteuerung der Heiz-Kühlsegel erfolgt über PWM-Ventile, die an die digitalen Ausgänge des flexROOM®-Verteilers angeschlossen sind. Die Anbindung der Präsenzmelder in den Räumen ist über DALI realisiert. Diese werden gleichzeitig auch für die Beleuchtungssteuerung verwendet, die mit einer Konstantlichtregelung arbeitet. Scheint also die Sonne durch die Fenster, dimmt die Regelung die Beleuchtung, um so Energie zu sparen. Auf diese Weise sind sowohl Heizung und Kühlung als auch die Beleuchtung sehr energieeffizient.

Kein externer Dienstleister erforderlich

Auch die Jalousien an den Fenstern tragen zur Energieeffizienz bei. „Bei niedrigen Temperaturen werden die Jalousien nachts geschlossen, um so eine zusätzliche Isolierung zu erreichen“, erklärt Götz: „Bei starkem Wind öffnen die Jalousien automatisch wieder, um eine Beschädigung zu vermeiden.“ Auch diese Funktionen, die auf die Daten einer zentralen Wetterstation zugreifen, sind im flexROOM®-Programm bereits implementiert und müssen nur noch parametriert werden.

Einer der Hauptgründe, die zu der Entscheidung für flexROOM® geführt haben, war die Möglichkeit, Parameter einfach verändern zu können. Soll also beispielsweise die Stand-by-Temperatur um ein Grad erhöht oder die Beleuchtungsstärke in einem Teil der Büros verringert werden, muss kein externer Dienstleister beauftragt werden. Die Mitarbeiter des Facility-Managements können die entsprechenden Parameter einfach über einen Standardwebbrowser von ihrem Schreibtisch aus anpassen.

» Kundenwünsche lassen sich schnell ändern, ohne dass wir den Schreibtisch verlassen müssen. «

Karlheinz Götz, Leiter Energie- und Gebäudetechnik bei LAE Engineering

Steuerung der Lichtszenen für Bürgerservicezentrum

Insgesamt sind im Rathaus im Stühlinger rund 130 flexROOM®-Verteiler installiert. Diese hat LAE vor der Installation parametriert und dann vor Ort in Betrieb genommen. Bei der Inbetriebnahme macht sich besonders positiv bemerkbar, dass jeder Controller mit einem Webserver ausgestattet ist, weiß Götz: „Dadurch kann man in den Räumen mit einem Laptop über die WLAN-Verbindung direkt auf die flexROOM®-Verteiler zugreifen. Jede Änderung können wir so direkt testen.“ Der passwortgeschützte Zugang über den Webserver macht sich auch nach der Inbetriebnahme noch bezahlt. „So lassen sich Kundenwünsche auch nach der Abnahme schnell ändern, ohne dass wir den eigenen Schreibtisch verlassen müssen“, freut sich Götz.

Es gibt aber auch Anwendungen, bei denen flexROOM® an seine Grenzen stößt. Im Rathaus in Freiburg sind dies die Küche und die Kantine sowie das Bürgerservicezentrum. „Da es hier keine festen Raumachsen wie in den Bürobereichen gibt, haben wir frei programmierbare Controller vom Typ PFC200 von WAGO verwendet“, erläutert Götz. Diese steuern neben Heizung und Kühlung verschiedene Lichtszenen und für die Küche zusätzlich die Belüftung.

Um die vorprogrammierten Lichtszenen abrufen zu können, ist im Bürgerservicezentrum und im Büro des Küchenleiters jeweils ein 10-Zoll-Webpanel installiert. An diesen lassen sich beispielsweise auch die Parameter für die Lüftungsanlage der Küche einstellen. „Mit flexROOM® lassen sich die Räume im größten Teil des Gebäudes automatisieren – für Sonderflächen brauchen wir aber immer frei programmierbare Controller“, sagt Götz. Für die Projektierung verwendet LAE die WAGO Automatisierungssoftware e!COCKPIT. Diese ermöglicht eine einfache Programmierung in den Sprachen gemäß IEC 61131-3 und bietet gleichzeitig eine einfache Visualisierung, die auf dem in der Steuerung enthaltenen Webserver implementiert ist. Hierüber lassen sich Sollwerte verändern sowie die aktuellen Werte verschiedener Sensoren ablesen und auswerten.

Hohe Auszeichnung

Neben vielen anderen Kriterien fließt auch eine effiziente Raumautomation in die Bewertung eines Gebäudes in Bezug auf Umweltauszeichnungen mit ein. Das Rathaus im Stühlinger erfüllt in praktisch allen Bereichen die höchsten Anforderungen. Besonders stolz ist der Bauherr darauf, dass das Gebäude 2018 den ersten Platz bei der von der DGNB veranstalteten Wettbewerb „Nachhaltiges Bauen“ belegen konnte. „Die energieeffiziente Raumautomation hat dazu sicher beigetragen“, ist Götz überzeugt.

Text: Michael Dewald

Foto: vor-ort-foto.de

Architekt: ingenhoven architects"

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