Gebäudeautomation Saudi-Arabien | SENTRADO
Eine detaillierte Fallstudie zur Industrielösung von SENTRADO, die messbare Ergebnisse für den Gebäudeautomationsbetrieb in Saudi-Arabien liefert.
Projekthintergrund & Ziele
SENTRADO lieferte ein integriertes Gebäudeleitsystem (BMS) für einen großen Gewerbekomplex in Riad, Saudi-Arabien, der vier Bürotürme, ein Einzelhandels-Podium und unterirdische Parkeinrichtungen mit einer insgesamt klimatisierten Fläche von über 180.000 Quadratmetern umfasst. Der Kunde, ein bedeutender Immobilienentwickler, benötigte eine einheitliche Plattform zur Verwaltung von HLK, Beleuchtung, Energiezählung und Zutrittskontrolle über alle Gebäude hinweg, während gleichzeitig die strengen Energieeffizienzvorschriften Saudi-Arabiens und die Nachhaltigkeitsziele der Vision 2030 erfüllt werden mussten.
Das extreme Klima in Riad – wo die Sommertemperaturen regelmäßig 45 °C überschreiten – macht die Klimaanlage zum größten einzelnen Energieverbraucher in Gewerbegebäuden. Der Entwickler benötigte ein BMS, das die Kühlabgabe aggressiv optimieren konnte, ohne den Komfort der Mieter zu beeinträchtigen, und gleichzeitig die detaillierten Energiedaten lieferte, die für die Berichterstattung des Saudi Energy Efficiency Center (SEEC) und die Zertifizierung als grünes Gebäude erforderlich sind.
Der Leistungsumfang von SENTRADO umfasste die Fertigung von BMS-Schaltschränken, die Lieferung und Programmierung von DDC-Reglern, die Software für die Zentralwarte, die Integration von Drittsystemen (Kälteerzeugung, Beleuchtung, Aufzüge, Brandmeldeanlage) sowie die Inbetriebnahme aller Regelungssequenzen im gesamten Komplex.
Zu lösende Probleme
1. Extreme Klimabedingungen und Kühllasten
Die Sommertemperaturen in Riad von über 45 °C erzeugen massive Kühllasten, die im Tagesverlauf und je nach Gebäudeausrichtung stark schwanken. Ein starr geplanter HLK-Betrieb verschwendete in Zeiten geringer Auslastung Energie, während er bei der extremen Nachmittagshitze gelegentlich die Sollwerte nicht halten konnte.
2. Multisystemintegration
Der Komplex nutzt verschiedene Hersteller für Kältemaschinen (Carrier), Lichtsteuerung (Philips Dynalite), Aufzüge (KONE) und Brandmeldeanlagen (Siemens Cerberus). Das BMS musste über BACnet/IP, Modbus und herstellereigene Protokolle mit all diesen Systemen kommunizieren, ohne dass bestehende Anlagen ausgetauscht werden mussten.
3. Einhaltung der Energieberichterstattung
Die SEEC-Vorschriften verlangen eine detaillierte Berichtspflicht zum Energieverbrauch mit Untermessung auf Geschoss- und Mieterebene. Die bestehenden Stromzähler verfügten über keine Schnittstellen und mussten mit Impuls- oder Modbus-Ausgangsmodulen nachgerüstet werden.
4. Mieterkomfort vs. Effizienz
Der Bauträger musste die Energiekosten senken und gleichzeitig strenge Komfortstandards (23 ± 1 °C, 50 ± 5 % relative Feuchte) einhalten, um die anspruchsvollen Gewerbemieter zufriedenzustellen. Dies erforderte bedarfsgesteuerte Lüftung, optimale Start/Stopp-Zyklen und Enthalpie-Regelstrategien für die freie Kühlung.
5. Skalierbarkeit für zukünftige Erweiterungen
Der Auftraggeber plante innerhalb von drei Jahren einen fünften Turm. Die BMS-Architektur musste zusätzliche Regler, Datenpunkte und Visualisierungen aufnehmen können, ohne dass ein umfassendes Reengineering oder ein Serveraustausch erforderlich war.
Unser Ansatz und die Systemarchitektur
SENTRADO entwarf ein auf BACnet/IP basierendes BMS unter Verwendung von Siemens DDC-Reglern, die im gesamten Komplex verteilt sind. Jedes Gebäude verfügt über ein eigenes Automatisierungsnetzwerk, das über das IP-Backbone des Gebäudes mit einem zentralen BMS-Server verbunden ist. Die Systemarchitektur folgt dem Drei-Ebenen-BMS-Modell: Feldebene (Sensoren und Aktoren), Automatisierungsebene (DDC-Regler) und Managementebene (Zentralwarte und Web-Clients). Diese Segmentierung stellt sicher, dass die lokale Regelung auch bei Ausfall des zentralen Servers oder des Netzwerks aufrechterhalten bleibt.
Zu den HLK-Optimierungsstrategien gehören optimaler Start/Stopp basierend auf der Außenlufttemperatur und der thermischen Gebäudemasse, bedarfsgesteuerte Lüftung mittels CO2-Sensoren in den Aufenthaltsbereichen, Kaltwassertemperaturanpassung basierend auf der tatsächlichen Kühllast sowie Rückstellung der Zulufttemperatur. Die Kälteanlage wird als integriertes System mit einer Sequenzsteuerung geregelt, die den Wirkungsgrad der Kältemaschinen maximiert, indem die laufenden Maschinen an die Last angepasst, die Kondensatorwassertemperatur basierend auf den Feuchtkugelbedingungen gesteuert und die Pumpendrehzahlen über eine Differenzdruckregelung ausbalanciert werden.
Die Lichtintegration wurde über ein BACnet-Gateway zum Philips Dynalite-System realisiert, was eine zeitgesteuerte Beleuchtungsregelung, präsenzabhängige Schaltung und Tageslichtnutzung in den Randzonen ermöglicht. Die Energiezähler wurden mit Modbus-Kommunikationsmodulen nachgerüstet, um eine Untermessung auf Mieterebene mit automatisiertem Export der Abrechnungsdaten bereitzustellen. Der BMS-Server läuft mit Desigo CC und einem Web-Client, der Facility-Managern die Überwachung und Steuerung des Komplexes über jeden beliebigen Browser ermöglicht, mit Dashboards für Echtzeit-Energieperformance, Komfortkennzahlen und Anlagenstatus.
Highlights der Systemarchitektur
- Siemens DDC-Regler auf BACnet/IP in allen Gebäuden
- Integrierte Kälteanlagenoptimierung mit lastabhängiger Sequenzsteuerung
- Bedarfsgesteuerte Lüftung basierend auf CO2-Messung
- Optimale Start/Stopp- und thermische Massen-Lernalgorithmen
- BACnet-Gateway-Integration mit Beleuchtungs-, Aufzugs- und Brandschutzsystemen
- Energie-Untermessung auf Mieterebene mit automatisiertem Abrechnungs-Export
- Desigo CC Managementplattform mit Web-Client-Zugriff
- Skalierbare Architektur, ausgelegt für die Erweiterung um den fünften Turm
Systemparameter und Konfiguration
| BMS-Plattform | Siemens Desigo CC |
| DDC-Regler | 24 × Siemens PXC Kompaktregler |
| Gesamte BMS-Punkte | 4.200+ (AI: 680, AO: 320, BI: 1.800, BO: 1.400) |
| Kommunikationsprotokoll | BACnet/IP / Modbus TCP / KNX |
| Management-Workstations | 2 × Desigo CC + 5 Web-Clients |
| Steuerungsschränke | 8 × IP44 DDC-Schaltschränke |
| Gesteuerte Gebäude | 4 Türme + Einzelhandels-Podium + Parkdeck |
| Gesamtfläche | 180.000+ m² |
| Kältemaschinenintegration | Carrier AquaEdge über BACnet-Gateway |
| Beleuchtungsintegration | Philips Dynalite über BACnet/IP |
| Energiezähler | 120+ Unterzähler mit Modbus-Ausgang |
| Energieeinsparungen | 25 % (nach Gebäudebezug verifiziert) |
Hauptkomponenten & Hardware
Siemens PXC24 DDC
S55376-C125
BACnet/IP Kompakt-DDC-Regler
Siemens PXC16 DDC
S55376-C122
Kleinerer Zonen-DDC-Regler
Desigo CC Server
S55801-Y120
BMS-Managementplattform
QFA3171 Raumsensor
S55720-S171
Temp/RH/CO2-Raumsensor
QBE3000 Drucksensor
S55720-S121
Differenzdrucksensor
Siemens RAB11 Stellantrieb
S55720-S221
Klappenantrieb für VAV-Boxen
BACnet-Router
S55801-Y115
BACnet/IP-zu-MSTP-Router
SITOP PSU100C
6EP1332-5BA10
24V-DC-Stromversorgung für DDC-Schaltschränke
Projektphasen
BMS-Planung
6 WochenPunkteliste, Funktionsfolgen, Netzwerkplan
Schaltschrankfertigung
4 Wochen8 DDC-Schaltschränke montiert und geprüft
DDC-Programmierung
8 WochenHVAC, Beleuchtung, Energie-Funktionsfolgen und Grafiken
Integration von Drittanbietern
4 WochenGateway-Konfiguration für Kältemaschinen, Beleuchtung und Aufzüge
Installation
8 WochenAbstimmung auf den Bauzeitenplan
Inbetriebnahme
6 WochenPunkt-zu-Punkt-Prüfungen, Ablaufprüfung, Optimierung
Optimierungsphase
12 WochenSaisonale Optimierung, Unterstützung beim Einzug der Mieter
Schulung und Übergabe
2 WochenSchulung des Facility-Teams, Bestandsdokumentation
Messbare Ergebnisse
Leistungsdaten nach Systeminbetriebnahme und Dauerbetrieb verifiziert.
Verifizierte Reduzierung des HLK-Energieverbrauchs
Temperatur innerhalb von ±1°C um den Sollwert gehalten
Energiegranularität auf Mieterebene
Einheitliche Plattform für den gesamten Komplex
Vorher vs. Nachher: Quantifizierter Vergleich
| Kennzahl | Vorher | Nach | Änderung |
|---|---|---|---|
| HVAC-Energieverbrauch | Ausgangslage (fester Zeitplan) | 25 % verifizierte Reduzierung | −25 % |
| Temperaturregelung | ±3 °C Schwankung | 23 °C ±1 °C konstant | Präziser |
| Energiemessung | Nur auf Gebäudeebene | Über 120 Untermessgeräte für Mieter | Detailliert |
| Gebäudemanagement | 4 separate BMS-Systeme | 1 einheitliche Plattform | Konsolidiert |
| Reaktion im Wartungsfall | Reaktiv, Mieterbeschwerden | Prädiktiv, automatisierte Warnmeldungen | Proaktiv |
Daten basieren auf den Inbetriebnahmeberichten des Projekts und kontinuierlichen Betriebsmessungen. Der Name des Kunden ist unter NDA verfügbar.
Wirtschaftliche Gesamtauswirkungen
Das gelieferte Automatisierungssystem übertraf alle im Vertrag festgelegten Leistungsziele und erzielte im Vergleich zum Ausgangsbetrieb einen höheren Durchsatz, einen geringeren Energieverbrauch und eine verbesserte Produktqualität. Der Kunde berichtete über eine vollständige Amortisation der Investition innerhalb des prognostizierten Amortisationszeitraums und hat SENTRADO seitdem für weitere Erweiterungsphasen der Anlage beauftragt.
Zugehörige Produkte & Dienstleistungen
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