Messkonzept

Um die Effizienz und den Betrieb von gebäudetechnischen Anlagen (sowie der Gebäude selbst) zu optimieren, ist es essentiell zu verstehen, wie diese Anlagen funktionieren. Hierbei sind Messdaten und ein entsprechendes Messkonzept erforderlich, um den Energieverbrauch und andere energierelevante Parameter planmäßig und effizient zu erfassen. Dies ist unerlässlich sowohl für das Energiecontrolling als auch für jedes Energiemanagementsystem gemäß ISO 50001. Ebenso dienen Messdaten der Abrechnung und Zuordnung von Energiekosten.

• Verbrauchsabhängige Energieverrechnung

• Energiebuchhaltung und Energiecontrolling

• Energetische Betriebsoptimierung (eBO)

Für diese Ziele muss der Energieverbrauch (inkl. Wasser und weiteren Medien) bekannt sein, wobei der Detaillierungsgrad resp. die Aufteilung unterschiedlich sein kann.

• Wem muss oder soll welche Energie separat und verbrauchsabhängig verrechnet werden?

• Welche Messungen resp. Daten sind für die Energiebuchhaltung und für die energetische Betriebsoptimierung erforderlich?

• Überprüfung von Garantiewerten bei der Abnahme technischer Anlagen, Geräte ermöglichen

• Grundlagen, Daten liefern für die Erneuerung von technischen Anlagen (z. B. Ersatz Wärmeerzeuger)

• Grundlagen, Daten liefern für ein «Demand Side Management», das heißt die dynamische Anpassung von Energieangebot und -verbrauch

• Daten für die Sicherstellung der unterbrechungslosen Energieversorgung liefern

• Daten für den Energieeinkauf (z. B. Nach Lastprofil) bereitstellen

Auch hier ist ein Lastenheft seitens Gebäudeeigentümer resp. der Leitungsebene der Organisation vorteilhaft. Der Fachplaner kann darauf basierend ein Messkonzept im Sinne eines Pflichtenheftes erarbeiten.

Zu Beginn, nach der generellen Zielsetzung, müssen die zu messenden Größen bestimmt werden. Es wird definiert, welche Messungen erforderlich sind, wie die Ablesehäufigkeit sein soll und wie die Genauigkeit der Messungen sein muss.

Je nach Kanton, Anzahl der Mieter, Gebäudealter und Energiestandard sind Messungen notwendig, um eine verbrauchsabhängige Heizkostenabrechnung (VHKA) durchzuführen. Ebenso erfordert die separate Messung des Strombezugs für jeden Mieter, in der Regel von einem Elektrizitätsversorgungsunternehmen, genaue Messungen. In einigen Fällen können auch Messungen an Eigenstromerzeugungsanlagen wie Fotovoltaikanlagen vorgeschrieben sein. Bei Messungen, die zur Energieverrechnung an Dritte dienen, muss die Genauigkeit gewährleistet sein, wofür zugelassene und geeichte Messgeräte verwendet werden müssen.

Diese Messungen unterliegen keiner gesetzlichen Vorschrift oder Regulierung und werden als Privatmessungen bezeichnet. Sie dienen dazu, die Funktionsweise der gebäudetechnischen Anlagen zu überwachen sowie Kennzahlen und Statistiken zu generieren. Zudem können sie Anomalien in den Anlagen aufdecken. Privatmessungen können auch dazu verwendet werden, Garantiewerte nachzuweisen oder Grundlagen für die Modernisierung von Anlagen zu gewinnen.

Gelegentlich werden solche Messungen auch nur vorübergehend durchgeführt. Ein Beispiel hierfür wäre die Messung der maximal erforderlichen Leistung einer Wärme- oder Kälteerzeugeranlage, bevor diese ausgetauscht wird. Oder um sicherzustellen, dass eine Lüftungsanlage nach der Inbetriebnahme hydraulisch korrekt abgeglichen ist.

Die Präzision solcher internen oder Privatmessungen ist in der Regel zweitrangig, da geeichte und kostenintensive Messgeräte nicht notwendig sind.

Innerbetrieblich kann es empfehlenswert sein, die Energiekosten den Kostenstellen, Organisationseinheiten oder Produkten zuzuordnen. Auch in diesem Fall sind Privatmessungen ausreichend.

Nachdem die benötigten Messungen festgelegt wurden, ist es Aufgabe des Planungsteams für die Gebäudetechnik, ein Messkonzept zu entwickeln. Dieses Konzept umfasst die Bereiche Heizung, Kälte, Lüftung, Elektro und Sanitär.

Das Messkonzept sollte parallel zur Vorprojektplanung ausgearbeitet werden. Die Verläufe der Leitungen und die Verteilschemata der verschiedenen Medien haben einen bedeutenden Einfluss auf die Durchführbarkeit der Messungen. Daher muss die Verteilung der Medien unter Berücksichtigung der Messanforderungen geplant werden. Dies ist insbesondere dann relevant, wenn Messungen nach Verbrauchern durchgeführt werden sollen. Aus diesem Grund sollte das Messkonzept für Neuinstallationen in einer frühen Phase der Planung definiert werden.

Die notwendigen Messungen erfordern Investitionen, die in die Kostenschätzung und den Kostenvoranschlag einbezogen werden müssen. Um das Messkonzept über die verschiedenen Gewerke hinweg abzustimmen, sollte im Planungsteam eine verantwortliche Person dafür benannt werden. Bei bestehenden Gebäuden kann diese Aufgabe einem Mitglied des technischen Dienstes übertragen werden.

In der heutigen Zeit werden die meisten Messgeräte und Sensoren für die Datenübertragung an ein Bussystem, auch bekannt als Feldbus, angeschlossen. Ein Bussystem (Bus = Binary Unit System) fungiert als Kommunikationssystem zwischen verschiedenen Teilnehmern und ermöglicht den Datenaustausch über festgelegte Leitungen oder gelegentlich auch drahtlose Verbindungen. Dabei spielen Steckverbindungen, Protokolle (auch als "Sprache" oder Kommunikationsregeln bezeichnet) sowie weitere Funktionen wie Adressierung, Fehlererkennung und -korrektur eine Rolle. In einem Messkonzept muss das gewählte Bussystem und seine Struktur definiert werden.

Die Auswahl des Bussystem-Typs ist von Bedeutung, um die passenden Messgeräte und Sensoren mit entsprechender Busanbindung zu beschaffen und einzusetzen. Häufig kommen M-Bus oder Mod-Bus zum Einsatz, um eine effiziente Daten- und Kommunikationsverbindung zu den Messgeräten herzustellen. Diese Bussysteme nutzen in der Regel einfache Kupferdrähte zur Verbindung. Obwohl ihre Datenübertragungsrate begrenzt ist, genügt dies meist für Messzwecke. Daneben existieren viele proprietäre (firmenspezifische) Bussysteme oder solche, die speziell für bestimmte Anwendungen wie Beleuchtung entwickelt wurden.

Oftmals werden Messbussysteme auf einen anderen Bus, häufig BACnet, übertragen, wobei ein Gateway benötigt wird. BACnet (Building Automation and Control Networks) stellt ein Kommunikationsprotokoll dar und fungiert als Standard in der Gebäudeautomation. BACnet ermöglicht auch eine höhere Datenübertragungsrate. In einigen Fällen können Messgeräte und weitere Komponenten direkt an BACnet angeschlossen werden. Durch Ethernet-Leitungen oder das Internet (IP) wird die Datenverbindung zu einem zentralen Messdatenserver hergestellt. Dort werden sämtliche Mess- und Sensordaten gespeichert. Eine Energiemanagementsoftware kann diese Daten auswerten und für die Nutzer in verständlicher Form aufbereiten. Die Anwender können dann über das Internet auf diese Informationen zugreifen, Meldungen und Alarme je nach Berechtigung und Rolle empfangen.