Integrale Planung aus Sicht eines Systemherstellers

Integrale Planung ist die zentrale Zukunftsperspektive für die Baupraxis. Das erklärte Ziel: Abläufe verschlanken, Kosten begrenzen und die exponentiell zunehmende Komplexität der Gebäudetechnik beherrschen. Interpretiert und gelebt wird dieser Ansatz in der Praxis allerdings noch sehr unterschiedlich – was eigentlich schon im Widerspruch zur Wortbedeutung an sich steht. Aber auch Hersteller von Bauprodukten müssen sich (noch deutlich) stärker in den digitalen Planungsprozess integrieren. Wie Systemair als Spezialist für Lüftungs- und Kältetechnik dafür die Voraussetzungen schafft, ist ein Exempel für den vielfachen Nutzen, wenn spezialisiertes Ingenieurwissen von Systemherstellern frühzeitig in die Integrale Planung mit der Planungsmethodik Building Information Modeling (BIM) einfließt.

Die Planung stellt entscheidend die Weichen für die Bau- und Lebenszykluskosten eines Gebäudes. Am Anfang lassen sich durch den Integralen Planungsansatz dabei besonders signifikante Einspareffekte erzielen. Sobald die Ausführungsphase beginnt, kann die begleitende Planung hingegen nur noch vergleichsweise marginale Kostenoptimierungen ermöglichen. Daher kommt die Baukostensenkungskommission, eingesetzt vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit (BMUB), in einem Bericht zu dem Schluss: "Der Einsatz von interdisziplinär arbeitenden Planungsteams sowie der Einsatz von computergestützten Planungsmethoden kann die Gesamtkosten verringern" [1].

Die Begründung liest sich wie ein Plädoyer für die Integrale Planung (sowie die Planungsmethodik BIM) und skizziert verschiedene Bereiche, in denen noch Nachholbedarf herrscht. Unter anderem wird empfohlen, in die Planung schon frühzeitig das Spezialwissen und die Erfahrung von Fachingenieuren sowie der ausführenden Firmen einzubeziehen, um die mögliche Ausführungsvielfalt vorab zu analysieren und daraus dann entsprechende Kosteneinsparungen abzuleiten.

Abseits der Frage, wie dies im Rahmen der Verdingungsordnung Bau (VOB) honoriert werden kann, sind gerade ausführende Betriebe verständlicherweise kaum bereit, in Vorleistung zu treten, wenn offen ist, ob sie in dem folgenden Ausschreibungsverfahren den Zuschlag erhalten.

Auch auf Seiten der Fachplaner gibt es Vorbehalte: Einerseits ist eine hohe Spezialisierung der Ingenieurkenntnisse erforderlich und wird auch abgefordert. Andererseits muss aber gleichzeitig mit anderen Disziplinen vernetzt gedacht werden, inklusive des notwendigen Abstimmungsaufwandes. Gerade zu diesem frühen, aber entscheidenden Planungszeitpunkt können jedoch Hersteller bautechnischer Anlagen unterstützend helfen. Dafür müssen sie jedoch selbst die notwendigen Strukturen schaffen, wie das Beispiel von Systemair zeigt.

Systemanbieter statt Produkthersteller

Schon seit Jahren sieht sich Systemair nicht nur als Hersteller von Lüftungs- und Kühlgeräten sowie von Ventilatoren, sondern als Dienstleister der Fachplaner. Die hohe Expertise der Ingenieure bei Systemair für die unterschiedlichen Aufgabenstellungen der Belüftung, Entrauchung und Klimatisierung ist das eine. Zwei weitere, mindestens genauso wichtige Aspekte stellt Thomas Kerner heraus. Er gehört bei Systemair zu einer speziellen Abteilung, die hinter den Kulissen auf unterschiedlichsten betrieblichen Ebenen "Systemintegration" vorantreibt: "Gute Ingenieure sind ein Markenzeichen deutscher Hersteller. Ihre Beratungsleistung basiert aber in erster Linie auf dem Produktportfolio des eigenen Unternehmens. Je eingeschränkter das Produktangebot, umso weniger objektiv kann eine Beratung sein", stellt Kerner fest.

Foto von Thomas Kerner.
Quelle: Systemair
"Die Systemkompetenz von Herstellern und ihre frühzeigte Einbeziehung in die Planung sind zwingend, um die Komplexität der technischen Gebäudeausstattung wirtschaftlich zu gestalten", fasst Thomas Kerner, bei Systemair im Bereich Business Development, IAQ Systems tätig, seine Erfahrungen zusammen.

Ein Beispiel – Entrauchung von Parkgaragen im Brandfall – macht das plastisch deutlich. Zur Abfuhr von Kohlenmonoxid und zur Entrauchung im Brandfall stehen dort im Prinzip zwei verschiedene Anlagentechniken zur Wahl: Ventilatoren, die über Kanäle entlüften, oder Jet-Ventilatoren, die per Strömungsimpuls die Luft im Raum bewegen. "Welches System bei einem Bauprojekt das wirtschaftlichste ist – auch mit Blick auf die Energiekosten – können unsere Ingenieure ganz objektiv berechnen. Denn wir bieten beide Systeme an", erläutert Kerner den Vorteil eines breiten Produktportfolios.

Systemair geht hier aber noch einen Schritt weiter. Reiner Kelch, der bei Systemair als beratender Ingenieur für "Car Park Systems" verantwortlich ist, ergänzt: "Werden wir schon bei der Grundrissplanung von Parkgaragen mit ins Boot geholt, können wir über Strömungssimulationen – sogenannte CFD-Analysen – mögliche Optimierungen beim Setzen von Brandwänden und Abluftschächten erarbeiten. Das spart sowohl bei den Baukosten als auch im Lebenszyklus bei den Betriebskosten ein Vielfaches des etwas höheren Planungsaufwands ein."

Ein Auto fährt aus einer Garage.
Quelle: Systemair
Entlüftung und Entrauchung von Parkgaragen: Sind Jet-Ventilatoren in der Abwägung von Bau- und Betriebskosten die wirtschaftlichste Lösung, ist ein kanalgebundenes System die bessere Wahl – oder eventuell eine Kombination beider Technologien? Der Einzelfall und die Integrale Planung entscheiden es letztlich.

Autos in einer Garage.
Quelle: Systemair

"Außer der Breite alternativer Systeme in einem Produktportfolio ist darüber hinaus die Tiefe ein wichtiges Kriterium, um Schnittstellenprobleme zu reduzieren", so die Erfahrung von Kerner. "Das Thema Schnittstellenoptimierung bezieht sich dabei nicht allein auf den Aufwand für die Abstimmung mit vielen unterschiedlichen Lieferanten, sondern ganz besonders auf technische Schnittstellen zur Kommunikation der Produkte untereinander."

Auch hierzu gibt er ein Beispiel, diesmal aus dem Objektbau: Häufig werden obligatorische Lüftungsanlagen und Kaltwassersätze zur Klimatisierung getrennt geplant und geregelt. Oft kommen sie dazu noch von unterschiedlichen Herstellern. Mit einer systemübergreifenden Steuerungs- und Regelungstechnik lässt sich bei solchen Aufgabenstellungen jedoch neben den reduzierten Betriebskosten ein höherer Komfort mit gleichbleibender Zulufttemperatur erreichen. Dazu gehört aber beispielsweise, dass das Lüftungsgerät nicht über Drucksensoren und der Kaltwassersatz nicht über Temperatursensoren jeweils autark geregelt werden, sondern beide Anlagen mit den gleichen Signalen von Präsenz-, CO2- und Temperatursensoren aufeinander abgestimmt sind.

"Dafür müssen die entsprechenden Hersteller jedoch nicht nur ein breites Produktportfolio an Lüftungsgeräten, Kaltwassersätzen und Freikühlern führen, sondern diese Komponenten auch auf der Steuerungsseite aufeinander abstimmen", weist Thomas Kerner auf ein häufiges Defizit hin. "Ist das allerdings gegeben, kann der Hersteller dem TGA-Planer ein optimal funktionierendes Gesamtsystem liefern – mit einem Schaltplan, einem Schaltschrank und einer einheitlichen Sensorik."

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Teurere TGA-Komponenten = höhere Energieeffizienz?

In ihrem Bericht hat die Baukostensenkungskommission gleichfalls festgestellt, dass steigende Anforderungen in der technischen Ausstattung zu steigenden Kosten führen, diese aber nicht immer mit einer entsprechenden Verbesserung der Energieeffizienz einhergehen. Sofern Bauherrn aufgrund einer tatsächlichen Komfortsteigerung die Mehrkosten über höhere Erlöse refinanzieren können, ist dies weniger relevant.

"Dennoch ist durch eine intelligente Systemintegration innerhalb der technischen Gebäudeausstattung eine Amortisation über Einsparungen beim Energieeinsatz und der Instandhaltung zu erzielen", so Thomas Kerner – und kann auch das an einem Beispiel deutlich machen:

Für das neue Ladenlokal eines Optikers wurde schon in der ersten Planungsphase ein Lüftungs- und Klimakonzept erarbeitet. Die Berechnungen zeigten, dass sich gerade in der offenen Galerie des obersten Stockwerks hohe Wärmelasten durch Personen und Beleuchtung anstauen. Die Wärme hier einfach durch eine höhere Luftwechselrate abzuführen, wäre weder energetisch sinnvoll noch komfortabel möglich. Denn das dafür auszutauschende Luftvolumen würde starke Zugluft verursachen. Die Lösung war letztlich, die Wärmelasten über ein Drei-Leiter-VRF-Klimagerät abzuführen.

Eingang eines Optikergeschäfts.
Quelle: Frico BV-Villa Optica
Systemintegration erhöht Energieeffizienz in einem Optikergeschäft: Ein VRF-System führt hier überschüssige Wärme aus der offenen Galerie im Obergeschosses ab und nutzt sie für den Luftschleier am Eingang.

Variable Refrigerant Flow (VRF)-Systeme arbeiten nach dem Wärmepumpenprinzip: Die Außeneinheit stellt dabei über Kältemittelleitungen den im Raum installierten Klimaeinheiten Heiz- oder Kühlenergie zur Verfügung. In dem Ladenlokal des Optikers wird über das Drei-Leiter-System zusätzlich noch Wärme für den Luftschleier am Eingang bereitgestellt, die sonst verloren gegangen wäre.

Fazit

Integrale Planung ist der entscheidende Ansatz, um den zwangsläufig steigenden Technisierungsgrad moderner Gebäude wirtschaftlich zu gestalten – sowohl in punkto Bau- als auch Lebenszykluskosten. Nicht nur beim Energieeinsatz lassen sich Kosten senken. Deckt ein Systemanbieter einen größeren Bereich technischer Anlagen ab, sinken gleichzeitig die Wartungskosten.

Dafür müssen Fachplaner allerdings deutlich früher in die Planung einbezogen werden, als dies heute noch der Fall ist. Andererseits stehen dem einige Hindernisse im Weg: der erhöhte Planungsaufwand, der hohe Grad an spezialisierter Ingenieurleistung und nicht zuletzt der Zeitdruck, mit dem Planungsbüros zu kämpfen haben. Systemhersteller, die möglichst technologieoffen die optimalen Lösungen durch ihre Expertise mit erarbeiten, können diese Lücke schließen. Dafür müssen die Hersteller aber gleichzeitig selbst die entsprechenden Strukturen im eigenen Haus schaffen. Dies gilt nicht nur für die Personalausstattung, sondern für die Vereinheitlichung technischer Schnittstellen aller Geräte im Portfolio.

Quellen: [1] Bericht der Baukostensenkungskommission im Rahmen des Bündnisses für bezahlbares Wohnen und Bauen, Endbericht November 2015

Dienstag, 21.08.2018