FRNL | | NewsBibliotheekAgendaNewsletterJobsAdvertisingContact |
  
Home » News » Gebouwbeheersystemen: wat, wanneer en hoe?

Gebouwbeheersystemen: wat, wanneer en hoe?



Aan de hand van veertien vragen leggen we alle ins en outs van een gebouwbeheersysteem (GBS) uit. Wat is een gebouwbeheersysteem? Het is een platform om technische installaties in een gebouw te kunnen beheren. De installateur of gebouwbeheerder gebruikt het GBS om klimaatinstallaties af te stellen en te optimaliseren, en om storingsmeldingen te ontvangen. Eventueel kan het systeem ook worden gebruikt voor de analyse van energiestromen. Voor gebruikers in een gebouw is meestal alleen het bedieningsgedeelte van een gebouwbeheersysteem interessant. Een concirge van een school wil bijvoorbeeld de temperatuur en kloktijden kunnen instellen, en eventueel informatie krijgen over afwijkingen in het energieverbruik.

Waaruit bestaat een GBS?
Een gebouwbeheersysteem kent drie niveaus.
  1. Ruimte- c.q. veldniveau
    Op ruimte- c.q. veldniveau gaat het om opnemers, thermostaten, naregelingen voor radiatoren,
    vloerverwarming en/of ventilatielucht, aircobediening en VRF-regelingen. Deze onderdelen hebben een eigen intelligentie om het klimaat in n of meerdere ruimten te regelen.
  2. Automatiserings- c.q. regelniveau
    Vervolgens zijn de ruimteregelingen verbonden met DDC-regelingen (direct digital control). We zitten nu op het automatiseringsniveau, waar ook aansturing van onder meer luchtbehandelingskasten, cv-ketels, warmtepompen en bronbesturing plaatsvindt. In n of meerdere DDC-regelaars is de inblaastemperatuur van de ventilatielucht bij een bepaalde buitentemperatuur vastgelegd. Ook stuurt de DDC de zomernachtventilatie en bepaalt wanneer de koelmachine in bedrijf komt.
  3. Management- c.q. beheerniveau
    Op managementniveau vinden visualisering, bewaking, bediening, evaluatie en analyse plaats, met als doel de volledige installatie te optimaliseren. Daarbij wordt ook gebruikgemaakt van een energiemanagementsysteem (EMS).
Op zich draait een installatie zonder monitoring op managementniveau prima. De DDC heeft tegenwoordig een eigen scherm, en daarmee kan optimalisatie van processen ook plaatsvinden. Sommige leveranciers noemen dit zelfs al een gebouwbeheersysteem. Ingewikkelder wordt het als in een gebouw meerdere DDC-regelkasten actief zijn. Dan is een overkoepelend managementplatform noodzakelijk, om overzicht te houden. Bij sommige leveranciers zijn DDC-regelaars en het managementniveau meer met elkaar verweven. Andere bedrijven, vaak de grotere spelers, kiezen ervoor om ze los te koppelen.

Wanneer is een GBS nodig?
Toepassing van een gebouwbeheersysteem inclusief managementniveau past bij de iets grotere utiliteitsgebouwen; denk aan een middelbare school of een wat groter kantoorgebouw. Bij fabrieken en zorginstellingen met verschillende locaties is een GBS eigenlijk pure noodzaak. Vroeger liep de technische dienst een ronde, tegenwoordig heeft deze afdeling toegang tot een GBS. De overstap van regelingen op ruimteniveau naar automatiseringsniveau vindt al plaats in een kleiner gebouw, zoals een tandartsenpraktijk of dierenartsencentrum. Eigenlijk wordt ervoor gekozen zodra meerdere installatiecomponenten met een eigen regeling in een gebouw actief worden.
Zodra een luchtbehandelingkast, cv-ketel, warmtepomp of VRF samen worden gevoegd, komt er overkoepelende automatisering bij kijken. Als de leverancier van een warmtepomp aangeeft dat hij niet meer kan aansturen, bijvoorbeeld niet ook nog de hr-ketel of de pomp van een open bronsysteem, komt een overkoepelende regeling in beeld. De DDC-regeling zet dan als eerste de warmtepomp aan. Als die het niet redt, schakelt hij ook de ketel in. Daarbij voorkomt een DDC ook conflicten op ruimteniveau. Als je met een VRF een ruimte gaat nakoelen, moet de vloerverwarming eraf. Een DDC controleert dat, verduidelijkt Adriaan Boer, directeur van Kieback&Peter.

Hoe werkt de regeling van een GBS?
De DDC-regelaar vormt het regelhart van een gebouwbeheersysteem. Dat is bij levering een lege doos die de systemintegrator of leverancier voorziet van intelligentie, zoals regelingen, vergelijkingsniveaus en optimalisatiemodules. Denk bijvoorbeeld aan een regel als Als de inblaastemperatuur te hoog wordt, wordt de koeling aangezet of eerst het warmtewiel uitgezet.

Hoe is het verbonden met opwekkers?
Via een bussysteem zijn de lokale regelingen en opnemers verbonden met de DDC-regelaar. De lokale regeling bepaalt welke informatie wordt vrijgegeven. Dat kan bijvoorbeeld een vervuild filter in een luchtbehandelingskast betreffen. Als de autonome regeling van de luchtbehandelingskast zon commando niet afgeeft, moet een extra druksensor in de luchtbehandelingen worden gemonteerd die direct met de DDC-regeling is verbonden.

Regelkast met KNX, een van de verschillende bussystemen waarmee lokale regelingen en opnemers kunnen worden verbonden met de DDC-regelaar.

Welke bussen zijn er?
Er is een heel aantal bussen, zoals MOD-bus, LON, BACnet, KNX, M-bus en Dali. Welk bussysteem wordt gebruikt is afhankelijk van de toeleverancier van de andere componenten. MOD-bus is een veel gebruikt protocol, net zoals Dali voor verlichting. MOD-bus is niet heel snel en heeft weinig bandbreedte, maar is wel geschikt om eenvoudig de communicatie voor een warmtepomp of een luchtbehandelingskast op te zetten. Opvallend is de beperkte mate van standaardisatie. Bij het ene systeem kan een bepaald commando via MOD-bus over een vervuild filter gaan, bij een ander systeem over een lage waterdruk. Het van origine Amerikaanse BACnet is wel meer gestandaardiseerd. Het is daarbij mogelijk om regelaars van verschillende fabrikanten met elkaar te verbinden.
Tegenwoordig vindt koppeling tussen het lokale niveau en het automatiseringsniveau steeds vaker op netwerkniveau plaats, via het standaardkantoornetwerk. Dat is ingegeven door besparing op de bekabelingskosten.

Hoe voorkom je dat cv-ketels en airco tegen elkaar in draaien?
Dat is een kwestie van programmeerwerk en begrijpen hoe een installatie werkt. Bijvoorbeeld bij Kieback&Peter hebben alle programmeurs in de klimaattechniek gewerkt en weten ze alles over luchtbehandeling en hydraulische schakelingen. Daarnaast moeten ze verstand hebben van computernetwerken, regeltechniek en visualisering.

Wat zijn bekende problemen bij het afregelen?
Een niet goed waterzijdig ingeregelde installatie is een bekend probleem bij het afregelen van een GBS. Ook kan er sprake zijn van een ontwerpfout in de hydraulische installatie. Het gevolg is bijvoorbeeld dat er onvoldoende water naar een luchtbehandelingskast gaat. Of te weinig water naar een radiatorgroep. De oplossing is het verhogen van de watertemperatuur, zodat de groep met te weinig water alsnog voldoende vermogen krijgt. De watertoevoer naar de rest van de groepen wordt daarbij afgeknepen. Door de hogere watertemperatuur draait de installatie hierbij op een lager rendement.

Kan een GBS fouten maken?
Dat kan inderdaad. Het is bijvoorbeeld mogelijk dat verkeerd programmeerwerk ervoor zorgt dat eerst de ketels aan gaan, en dan pas de warmtepomp. Een andere, nog veel bekendere fout is dat ketels of een warmtepomp s morgens op een zomerse dag opstarten omdat het buiten rond de 10 C is, terwijl de temperatuur wat later op de dag tot boven de 25 C komt. Dat is te voorkomen door bijvoorbeeld van mei tot september het opstarten te blokkeren, of door de voorgaande dag als referentie in te stellen. Toch gebeurt dit niet altijd, met veel extra gasverbruik als gevolg. In april van dit jaar is er op een dag met zomerse temperaturen een ochtendpiek van 3 miljoen m aardgas gemeten. Dat is overigens inclusief het gasverbruik bij huishoudens, en onduidelijk is hoeveel aardgas daarvan werd gebruikt voor een warme douche.

Heeft een GBS onderhoud nodig?

Eigenlijk wel, maar het wordt niet altijd uitgevoerd. Bij onderhoud worden inregelfouten gecorrigeerd. Ook kijkt een servicetechnicus of er optimalisaties mogelijk zijn. Zonder onderhoud bestaat de kans dat een installatie steeds inefficinter gaat draaien, door het verloop van instellingen of door onkundige aanpassingen. Ook kan periodiek onderhoud ervoor zorgen dat sensoren met een afwijking worden gevonden. Onderhoud aan een GBS is in veel gevallen echter een ondergeschoven kindje.

Hoe groot kun je een GBS maken?
In theorie oneindig groot. Bij een groot ziekenhuis zijn gemakkelijk 100.000 datapunten met de DDC-regelaars verbonden. Maar ook zijn er systemen van dertig scholen die met n server zijn verbonden. Steeds vaker is die overkoepelende server op managementniveau geen fysieke server bij de gebruiker, maar draait hij in de cloud bij de leverancier. Het beheer en de toegang tot de gegevens is daarbij vaak beter geregeld.

Wat is de toekomst?
Een trend is dat een gebouwbeheersysteem op managementniveau steeds meer als energiemonitoringssysteem (EMS) wordt gebruikt. Bij Kieback&Peter zit het al standaard in de software. Bij andere leveranciers is het een aparte module. Via EMS zijn alle energiestromen inzichtelijk te maken en te vergelijken met de vorige week, maand of jaar. Zo worden trends in het energieverbruik zichtbaar. Een school bijvoorbeeld kan voor vijf verschillende gebouwen per lokaal vergelijken wat het energiegebruik is per vierkante meter en aan de hand daarvan maatregelen treffen. Zonder EMS zijn zulke trends lastig uit een GBS te halen.
In de toekomst wordt de software zo slim dat hij zelf een installatie kan optimaliseren, verwacht Adriaan Boer van Kieback&Peter. Nu is het nog de mens die het draaiende houdt. De ontwikkeling die bij ons bedrijf in Duitsland is ingezet, is dat het systeem gaat kijken waar energieverspilling is en dan vervolgens automatisch bijregelt. Een systeem kan bijvoorbeeld ook vandaag al koude in de buffer klaarzetten voor een volgende warme dag. Kieback&Peter wacht nog dit jaar de eerste test met een intelligent gebouwbeheersysteem uit te voeren.

Kun je het combineren met toegangscontrole?
Het gebouwbeheersysteem en de toegangscontrole zijn aparte werelden, net zoals het brandmeldsysteem en noodverlichting. Dat heeft te maken met voorschriften en keuringseisen. Op managementniveau kunnen brandmelders wel worden ingelezen in het GBS, voor bijvoorbeeld storingen, maar een reset vanuit het gebouwbeheersysteem is meestal geblokkeerd. Dat moet echt via het door de brandweer gecertificeerde brandmeldpaneel gebeuren. Hetzelfde geldt voor toegangscontrole. Sommige leveranciers die zowel GBSen als toegangscontrolesystemen leveren, werken echter wel steeds meer aan integratie tussen die systemen.

Wat betekent Internet of things (IoT) voor GBS?
Het Internet of Things is bij een gebouwbeheersysteem al jaren gemeengoed. DDC-regelaars die in de cloud draaien, de weersvoorspellingen van internet halen of een draadloze sensor aan het systeem koppelen, vinden leveranciers van gebouwbeheersystemen niet zo spannend meer. Ook koffieautomaten en printers zijn steeds vaker onderdeel van IoT. Het is maar de vraag of het zinvol is om ze in het gebouwbeheersysteem te integreren. Maar het kan wel, het is een kwestie van de juiste interface koppelen aan het GBS.

Het koppelen van schoonmaakdiensten aan het gebouwbeheersysteem is overigens wel zinvol. Het overkoepelende managementsysteem kijkt daarbij in de naregelingen met bewegingssensoren, en ziet welke sensor op een bepaalde dag een inactiviteitsmelding heeft gegeven. Vervolgens kan een lijstje met schoon te maken ruimten worden geprint. Ook bij flexibele werkplekken is middels bewegingssensoren via het GBS inzichtelijk te maken waar drukte heerst en waar lege bureaus staan. Via een app, gekoppeld aan het GBS, kunnen gebruikers aan een werkplek in een gebouw worden geholpen. Deze functies zijn niet standaard aanwezig op managementniveau, maar vormen maatwerk.

Tekst: Richard Mooi voor www.koudeenluchtbehandeling.nl
Dit artikel is tot stand gekomen met dank aan Adriaan Boer, directeur van Kieback & Peter.
11-06-2019