Das hier vorgestellte Beispiel des Köterhofs in Oldenburg (Bild 1) zeigt, dass sich selbst ein erst fünf Jahre altes Gebäude bereits energetisch optimieren lässt. Grundlage sind u. a. eine entsprechende Steuerung sowie eine übersichtliche Visualisierungslösung.
Bild 1: Luftaufnahme des 1807 errichteten Köterhofs sowie des aus dem Jahr 2020 stammenden Erweiterungsbaus; Quelle: Phoenix Contact
Der im Oldenburger Stadtteil Ohmstede gelegene Köterhof ist ein denkmalgeschütztes Gebäude aus dem Jahr 1807. Ehemals als landwirtschaftliche Nebenstelle mit Wohnteil und Stallungen errichtet, änderte sich seine Nutzung im Lauf der Jahrhunderte mehrfach. Nachdem eine Tankstelle und ein Gebrauchtwagenhandel ausgezogen waren, stand das Bauwerk einige Jahre leer. Der Oldenburger Geschäftsmann Dennis Poelmeyer kaufte den Köterhof und ließ das Gebäude im ersten Schritt aufwendig sanieren. Heute beherbergt das Fachwerkhaus ein hochwertiges Restaurant und eine Weinhandlung. 2020 wurde ein moderner Gebäudeteil angebaut.
In dem Erweiterungsbau befinden sich unter anderem Büros. Mitarbeiter profitieren u. a. von bodentiefen Fenstern, die sich automatisch verschatten, wenn die Sonne auf sie fällt. Aus klaren werden dann Milchglasscheiben. Was anfangs nicht zur Zufriedenheit funktionierte, waren die Beheizung und Kühlung der Räume. Beides ließ sich nicht optimal an die individuellen Temperaturanforderungen anpassen. Außerdem entsprachen die großen Raumbediengeräte nicht der gehobenen Ausstattung der Räumlichkeiten.
Vor diesem Hintergrund suchte der Gebäude-Eigentümer nach einem neuen Installationsunternehmen. Mit der EPM GmbH aus Lindern hat er den passenden Partner gefunden. Das 1978 gegründete Unternehmen ist neben dem Schaltschrankbau, der Automatisierungstechnik und dem Engineering auf die Elektroinstallation spezialisiert. Dabei kommt der effizienten Gebäudeautomation eine besondere Rolle zu.
Verlegung neuer Leitungen nicht möglich
Bild 2: Sebastian Holterhaus, als Elektrotechnikmeister bei EPM tätig, zeigt die in der Zwischendecke verbauten I/O-Geräte; Quelle: Phoenix Contact
Im Frühjahr 2024 starteten die Arbeiten im Erweiterungsbau des Köterhofs. EPM wurde mit der Modernisierung und Automatisierung der Heiz- und Kühlsysteme beauftragt, wobei die ursprüngliche Architektur und Leitungsinstallation erhalten bleiben sollte. Auf die Herausforderungen angesprochen, erzählt Sebastian Holterhaus, Elektrotechnikermeister bei EPM (Bild 2): »Eigentlich war alles vorhanden, was für das Heizen und Kühlen benötigt wird. Wir mussten allerdings mit der bestehenden Verkabelung klarkommen, denn aufgrund der aufwendig mit Lehm verputzten Innenwände sollten keine neuen Leitungen verlegt werden. Leider gab es keine Verkabelungspläne, sodass wir nach freien Adern zum Anschluss der Gebäudesteuerung Catan suchen mussten.« Für die neuen, deutlich kleineren Bediengeräte hat der betraute Malerbetrieb eine clevere Lösung gefunden, um den Lehmputz zu imitieren. Über die KNX-basierten Bediengeräte können die Mitarbeiter die Räume gemäß ihren persönlichen Anforderungen heizen und kühlen.
Die Umlaufgeräte für die Heizung und Kühlung befinden sich in der Zwischendecke zur darüberliegenden Etage. Dort sind auch die Temperaturfühler sowie I/O-Geräte zur Weiterleitung der erfassten Werte an die Steuerung »Catan« verbaut. Nachts wird die Temperatur im gesamten Gebäude heruntergeregelt und morgens auf einen Standardwert hochgefahren, den die Mitarbeiter individuell anpassen können. Finn Sundermann, Bauleiter bei Capital-Real, erzählt: »Das Gebäudemanagementsystem Emalytics von Phoenix Contact stellt uns für jede Etage eine Visualisierung zur Verfügung. Außerdem können die Administratoren zentrale Bedienfunktionen ausführen. Ein separates Gebäudenetzwerk, das die IT- und OT-Ebenen trennt, sorgt für umfassende Cyber Security.«
Steuerung in kompakter Bauform mit vielfältigen Schnittstellen
Bild 3: Die in der Verteilung verbaute Steuerung »Catan C1 EN« zeichnet sich unter anderem durch ihre kompakte Bauform aus; Quelle: Phoenix Contact
In der Gebäude- und Raumautomation kommen häufig kompakte Installationsverteiler zum Einsatz, die nur wenig Platz für die zu installierende Hardware bieten. Das ist auch hier der Fall. Im Erdgeschoss verbirgt sich die Unterverteilung beispielsweise in der Wand hinter einem der Schreibtische, ist also kaum sichtbar. Als Steuerung hat sich EPM für das neue Gerät »Catan C1 EN« von Phoenix Contact entschieden. Sebastian Holterhaus: »Uns haben dessen kompakte Bauform im REG-Format sowie die zahlreichen Kommunikationsschnittstellen überzeugt.«
Die »Catan C1 EN«, die mit einem Managed Ethernet Switch ausgestattet ist, umfasst 14 flexibel konfigurierbare Ein- und Ausgänge. Die acht universellen Eingänge eignen sich unter anderem für Temperatursensoren, 0 … 10-V-Schnittstellen oder als Zähler. Die beiden Universal- und vier Digitalkanäle sind alternativ als Aus- oder Eingänge einstellbar. Hinzu kommen drei Ethernet-, zwei serielle RS485- sowie zwei USB-C-Schnittstellen zum Anschluss eines Control Panels sowie von USB-Peripheriegeräten. Die Erweiterungsmodule werden über zwei SPE-Interfaces (Single Pair Ethernet) angekoppelt. Als erster Controller auf Basis des Niagara-Frameworks hat »Catan C1 EN« zudem eine KNX-TP-Schnittstelle integriert (Bild 3).
n Summe ist auf jeder Etage des Gebäudes eine Steuerung installiert. »Im Erdgeschoss wird das Gerät um ein Erweiterungsmodul Catan DOR6 UI8 ausgebaut, um die Relaiskontakte für den Lüfter sowie das Heizen und Kühlen anbinden zu können«, berichtet Finn Sundermann. »Über die Gebäudesteuerung erfolgt auch das Management der in der Zwischendecke verbauten I/O-Module in puncto Diagnose und Firmware-Updates.« Im Verteiler befindet sich ferner eine REG-Stromversorgung von Phoenix Contact. Nachgerüstet werden könnte ein steckbares Control Panel, das bei der lokalen Inbetriebnahme, Bedienung und Wartung unterstützt.
Änderung der Einstellungen per Notebook
Bild 3: Die IoT-basierte Plattform »Emalytics« dient unter anderem der Programmierung, Visualisierung und Auswertung der Gebäudeautomation; Quelle: Phoenix Contact
Als Programmierumgebung und zur Visualisierung steht mit »Emalytics« und dem Niagara-Framework ein leistungsfähiges Werkzeug bereit. Die Plattform vereint die Management- und Bedieneinrichtung sowie das Energie-Monitoring. Mit dem IoT-basierten Framework können die Daten und Informationen aller Teilgewerke bedarfsgerecht gesteuert, ausgewertet und verarbeitet werden. »Das Browser-basierte Visualisierungs-Framework Emalytics View bietet einen umfangreichen Werkzeugkasten zum Erstellen einer individuellen Gebäudevisualisierung mit übersichtlichen Dashboards«, erklärt Sebastian Holterhaus. »Gemeinsam mit den Gebäudeexperten von Phoenix Contact hat EPM die individuellen Übersichten gemäß den Wünschen von Capital-Real generiert. Damit können sich die Verantwortlichen bei Captial-Real die Daten einzelner Gewerke anzeigen lassen sowie diese auswerten, vergleichen und daraus Optimierungspotenziale ableiten.« Innerhalb des Frameworks stehen fertige Bibliotheken für einzelne Funktionen zur Verfügung, was die Umsetzung der Visualisierung beschleunigt (Bild 4).
Die Visualisierungslösung läuft auf einem Webserver. Alle berechtigten Nutzer können sich die aktuellen Temperaturwerte ihres Büros und anderer Räumlichkeiten auf dem Smartphone ansehen. Finn Sundermann: »Herr Poelmeyer und ich fungieren als Administratoren. Wir können von zu Hause per Notebook neue Einstellungen vornehmen. Der sichere Fernzugriff erfolgt per VPN (Virtual Private Network). Den anderen Nutzern ist dies nicht möglich. Im ersten Schritt wollen wir nämlich Erfahrungen sammeln, durch welche Maßnahmen sich der Energieverbrauch außerhalb der Bürozeiten deutlich reduzieren lässt.« Wie bereits beschrieben, passen die Mitarbeiter die Temperatur dann vor Ort an ihre persönlichen Bedürfnisse an.
Fazit
Das Projekt des von Capital-Real betriebenen Köterhofs zeigt, wie sich auch bestehende Gebäude durch moderne Automatisierungstechnik nachhaltig und effizient betreiben lassen. Ob Planung, Installation oder Betrieb eines Gebäudes: In allen Phasen ist es wichtig, dass sämtliche Beteiligten von Anfang an einbezogen werden, um ein möglichst gutes Ergebnis zu erzielen. Mit der neuen Gebäudesteuerung »Catan C1 EN« lässt sich der Energiebedarf von Gebäuden deutlich senken. Die Lösung im Köterhof ist seit Herbst 2024 in Betrieb. Seitdem hat es auf Basis der vorliegenden Daten verschiedene Nachjustierungen gegeben. Ab 2026 werden Vergleichszahlen in puncto Energieeffizienz vorliegen.
