Zukunftssichere Gestaltung kinetischer Fassadensteuerungen gegen Veralterung
Das Aluminium wird die Elektronik um Jahrzehnte überdauern.
Eine gut konstruierte kinetische Fassade kann ihre Paneele, Rahmen und sogar viele ihrer Aktuatoren dreißig Jahre oder länger in Betrieb halten, aber die Steuerungen, die Software und die Kommunikationshardware, die diesen Paneelen sagen, wann sie sich bewegen sollen, erreichen in der Regel viel früher das Ende der Herstellerunterstützung, und wenn eine proprietäre Steuerung ausfällt, nachdem der Hersteller die Produktion von Teilen eingestellt hat, kann eine an sich einwandfreie Fassade in einer Position erstarrt bleiben.
Die Veralterung von kinetischen Fassaden stellt ein gestalterisches Problem dar. Es bedarf einer gestalterischen Lösung.
Wichtigste Erkenntnisse
Die Steuerungshardware und -software altern deutlich schneller als Schalttafeln und Rahmen.
Offene Protokolle wie BACnet, Modbus und KNX verringern die Abhängigkeit von einem einzelnen Anbieter.
Der Zugriff des Eigentümers auf Logik, Quellcode und Dokumentation ermöglicht einen zukünftigen Austausch.
Durch die Trennung von Feldgeräten, Steuerungen und Überwachung kann jede Ebene einzeln ausgetauscht werden.
Warum altern die Kontrollmechanismen so schnell?
Verschiedene Teile einer Fassade werden von unterschiedlichen Uhren gesteuert.
Komponente | Typischer Austauschhorizont (indikativ) |
Aluminiumplatten und -rahmen | Lebensdauer des Gebäudes, einschließlich Instandhaltung |
Lager und Buchsen | Werden im Laufe der Gebäudelebensdauer in regelmäßigen Abständen ausgetauscht |
Aktuatoren und Motoren | Oft 15 bis 25 Jahre, je nach Aufgabe |
Steuerungen und SPSen | Oftmals begrenzt durch die Herstellerunterstützungsdauer |
Software, Betriebssysteme, Schnittstellen | Kürzeste Dauer, manchmal unter 10 Jahren |
Diese Zahlen sind Richtwerte und variieren je nach Produkt und Verwendungszweck erheblich. Das Muster ist jedoch einheitlich: Elektronikartikel schneiden als erstes schlechter ab.
Wird ein Controller-Modell eingestellt, gehen die Ersatzteile innerhalb weniger Jahre zur Neige, die Ingenieure, die die ursprüngliche Software entwickelt und verstanden haben, gehen in Rente oder wechseln zu anderen Unternehmen, und das Wissen darüber, warum die Fassade sich so verhält, wie sie es tut, geht langsam verloren. Die Fassade funktioniert noch. Bis etwas kaputt geht.
Die Lock-In-Falle
Viele frühe kinetische Fassaden verwendeten maßgeschneiderte oder proprietäre Steuerungssysteme.
Bei der Übergabe funktionierten sie einwandfrei, aber jede Reparatur danach war von einem einzigen Unternehmen abhängig, und wenn dieses Unternehmen die Unterstützung des Produkts einstellte, den Besitzer wechselte oder schloss, stand der Eigentümer vor einem kompletten Austausch der Steuerung ohne Dokumentation darüber, wie die ursprüngliche Logik funktionierte, was weitaus mehr kosten konnte als das ursprüngliche Steuerungspaket.
Kinetic Facade Open Protocols
Kinetic Fassaden-Open-Protokolle sind Kommunikationsstandards, die von vielen Herstellern unterstützt werden.
BACnet, definiert im ASHRAE-Standard 135 und übernommen als ISO 16484-5, findet breite Anwendung in der Gebäudeautomation.
Modbus ist einfach, seit langem etabliert und wird von einer Vielzahl von Geräten unterstützt.
KNX, standardisiert nach ISO/IEC 14543-3, ist in europäischen Gebäudesystemen weit verbreitet.
Standardmäßige analoge Signale, wie z. B. 0 bis 10 V und 4 bis 20 mA, werden von nahezu jedem Controller verstanden.
Die Verwendung offener Protokolle bedeutet, dass ein Ersatzregler eines anderen Herstellers mit denselben Aktoren, Sensoren und dem Gebäudemanagementsystem kommunizieren kann.
BACnet-Integration dynamischer Fassaden-Gebäudeleittechnik
Die meisten Gewerbegebäude verfügen bereits über ein Gebäudeleitsystem. Die Fassade sollte sich daran anschließen, nicht daneben stehen.
Fassadenpunkte und -objekte in der Spezifikation definieren
Zonenpositionen, Soll- und Ist-Positionen einbeziehen
Fügen Sie Alarme hinzu, wie z. B. Blockier-, Wind- und Wintersperre.
Zeitpläne und Überschreibungen vom Gebäudeleitsystem zulassen
Dokumentieren Sie jeden Punkt in einer Punkteliste, die dem Eigentümer ausgehändigt wird.
SPS-Austausch an einer funktionsfähigen Fassade
Viele kinetische Fassaden nutzen speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS). SPSen sind robust, industrietauglich und gut erforscht.
Projekte zur bedienbaren Fassadensteuerung mit SPS-Austausch werden deutlich einfacher, wenn die ursprüngliche Logik in den von IEC 61131-3 definierten Standardsprachen wie Kontaktplan oder strukturiertem Text anstatt in proprietären Tools geschrieben ist. Standardlogik lässt sich mit wesentlich geringerem Aufwand auf eine neue Steuerungsplattform migrieren.
Wählen Sie weit verbreitete SPS-Plattformen mit langjähriger Produktunterstützung. Fragen Sie die Anbieter nach ihren veröffentlichten Produktlebenszyklus- und Migrationsrichtlinien.
Verantwortlich für Logik und Dokumentation
Der Eigentümer sollte über alle notwendigen Komponenten verfügen, um die Bedienelemente zu bedienen und auszutauschen.
Quellcode und Projektdateien für alle Controller
Logik der Steuerung, die beschreibt, was die Fassade bewirkt und warum
Eingabe- und Ausgabelisten für jeden Controller
Netzwerkdiagramme, Adressen und Protokolleinstellungen
Inbetriebnahmeprotokolle und Testergebnisse
Softwarelizenzen sind auf den Eigentümer übertragbar
Die Eigentumsrechte werden im Vertrag festgehalten. Treuhandvereinbarungen können den Quellcode schützen, falls ein Lieferant ihn nicht direkt freigibt.
Trennen Sie die Ebenen
Eine geschichtete Architektur ermöglicht es, jedes Teil einzeln auszutauschen.
Feldschicht
Aktoren, Sensoren und Endschalter. Diese sollten über Standardschnittstellen verfügen, damit sie mit jeder Steuerung kompatibel sind.
Steuerungsschicht
Zonensteuerungen oder SPSen, die die Bewegungslogik ausführen. Austauschbar, ohne die Feldgeräte zu berühren, sofern die Schnittstellen standardisiert sind.
Aufsichtsebene
Das Gebäudeleitsystem (BMS) bzw. die Fassadenüberwachung. Austauschbar, ohne die Zonenregler zu berühren.
Diese Struktur ist direkt mit dem/der/dem ... Sensor- und Aktorschichten beschrieben in unserer Mechanismusanleitung.
Manuelle Übersteuerung und sichere Zustände
Wenn die Steuerung versagt, muss die Fassade trotzdem funktionieren.
Bieten Sie eine lokale manuelle Übersteuerung an, die unabhängig von der Hauptsoftware ist. Definieren Sie sichere Zustände für den Fall eines Kommunikationsausfalls, z. B. das Halten der Position oder das Anfahren einer wind- oder wintersicheren Position. Stellen Sie sicher, dass das Wartungspersonal die Bedienfelder auch bei ausgefallenen Steuerungen bewegen kann.
Cybersicherheit
Eine vernetzte Fassade ist Teil des Gebäudenetzwerks. Sie muss geschützt werden.
Trennen Sie die Fassadensteuerungen von öffentlichen Netzwerken, ändern Sie jedes Standardpasswort vor der Übergabe, halten Sie die Firmware so lange auf dem neuesten Stand, wie der Lieferant dies unterstützt, und befolgen Sie Richtlinien wie die IEC 62443-Reihe für die Sicherheit der industriellen Automatisierung, da ein ungepatchter Controller in einem Gebäudenetzwerk eine offene Tür darstellt.
Planen Sie den Ersatz
Der Austausch der Bedienelemente sollte geplant, nicht zufällig entdeckt werden.
Integrieren Sie den Austausch der Steuerungstechnik in den Lebenszyklusplan, inklusive Budget und voraussichtlichem Zeitrahmen. Kaufen Sie kritische Ersatzteile, solange diese noch verfügbar sind. Achten Sie auf Ankündigungen der Lieferanten bezüglich Produktlebenszyklusende. Lebenszykluskosten der Steuerungen gehört zum ursprünglichen Business Case.
Die Laufwerksdaten haben einen zweiten Verwendungszweck. Verschleißüberwachung durch Antriebsdaten Beispielsweise hilft ein Anstieg des Motorstroms dabei, gezielte Wartungsarbeiten durchzuführen und defekte Teile frühzeitig zu erkennen.
Unser kinetische Fassade Systeme können mit Projektsteuerungsvorgaben koordiniert werden, und unsere Medien-Downloads Technische Dokumentation bereitstellen. Für Ein Leitfaden zu kinetischen Fassadensystemen Siehe unseren Hauptartikel.
Häufig gestellte Fragen
1. Warum werden kinetische Fassadensteuerungen veraltet?
Steuerungen, Software und Kommunikationshardware haben eine deutlich kürzere Lebensdauer als Schalttafeln und Gehäuse. Sobald keine Ersatzteile mehr verfügbar sind oder der Support ausläuft, werden Reparaturen schwierig oder unmöglich.
2. Welche offenen Protokolle eignen sich für kinetische Fassaden?
BACnet, Modbus und KNX sind neben Standard-Analogsignalen die gängigsten. Sie ermöglichen die Zusammenarbeit von Geräten verschiedener Hersteller.
3. Wie sollte eine kinetische Fassade an das Gebäudeleitsystem angeschlossen werden?
Durch ein offenes Protokoll wie BACnet werden Zonenpositionen, Alarme, Modi und Überschreibungen als Standardpunkte in einer Übergabepunktliste dokumentiert.
4. Kann eine SPS an einer bedienbaren Fassade später ausgetauscht werden?
Ja, viel einfacher, wenn die Logik in IEC 61131-3 Sprachen geschrieben ist und der Eigentümer den Quellcode, die Dokumentation sowie die Eingabe- und Ausgabelisten besitzt.
5. Wem sollte die Fassadensteuerungssoftware gehören?
Der Gebäudeeigentümer. Quellcode, Logikbeschreibungen und Dokumentation sollten übergeben oder treuhänderisch verwahrt werden, damit ein zukünftiger Austausch nicht von einem einzigen Lieferanten abhängt.
Bauen Sie austauschbare Bedienelemente
Jedes Steuerungssystem wird eines Tages ersetzt werden. Erleichtern Sie diesen Tag.
Nutzen Sie offene Protokolle, behalten Sie die Kontrolle über die Logik, trennen Sie die Schichten und planen Sie den Austausch von Anfang an. Senden Sie uns Ihre Steuerungsspezifikation und Überprüfung der Steuerungsintegration anfordern für Ihre kinetische Fassade.