Road to 2050: Gebäudeautomation auf Hochtouren Bedarfsgeführte Regelung und deren Beitrag zur Energieeffizienz

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1 Road to 2050: Gebäudeautomation auf Hochtouren Bedarfsgeführte Regelung und deren Beitrag zur Energieeffizienz Peter Schönenberger Head of Marketing Sauter Head Office Fr. Sauter AG, Basel 1

2 SAUTER AG Peter Schoenenberger Head of Marketing 2

3 Die Herausforderungen unserer Zeit Klimaerwärmung Energiestrategie Watt Gesellschaft Verkleinderung des ökologischen Fussabdrucks 3

4 Wozu bauen wir? Gebäuden sind, um sich darin zu erholen. sich darin zu entspannen. darin zu arbeiten. 4

5 Unser Leben in 2050 Quelle: Moritz Kulawik; FHNW Master Thesis 2013 Umsetzung der 2000-Watt- Gesellschaft im Kt. LU 5

6 Konsequenzen der Energiepolitik 2050 Neue Energiepolitik (2010 bis 2050) Transformation des Energiebedarfs Faktor 1: Stromverbrauch 53 TWh/a (heute 60 TWh/a) Faktor 2: Endenergieverbrauch 125 TWh/a (heute 253 TWh/a) Faktor 3: Restlicher Energieverbrauch 72 TWh/a (heute 193 TWh/a) Faktor 4-5: CO2-Emissionen 1 bis 1.5 tco2/p,a (heute 5.1 tco2/p,a) Sparziele Grundlage: Klimaziel: max +2 K 1. Änderung unserer Lebensweise 2. Verschwendung vermeiden 6

7 Energie sparen? Energie sparen ohne Komfortverlust Optimierung der Effizienz = Verschwendung vermeiden Verschwendung ist jede Menschliche Aktivität, die Ressourcen verbraucht, aber keinen Wert erzeugt. (W. J. Hopp, University of Michigan) Optimaler Betrieb 7

8 3 wichtige Massnahmen 1. bedarfsgerechter Betrieb (demand response) 2. Integrierte (Raum-) Automation 3. Kontinuierliche Verbesserung (continuous improvement) } EN SIA } eu.bac System 8

9 Die Norm EN / SIA Bedarfsgerechte Versorgung Energielieferung Räume Verbraucher Erzeugung Verteilung Verbraucher Verbraucher Bedarfssteuerung Verbraucher Verbraucher Energieanforderung Beispiel: Heizungsanlage 9

10 Energieeffizienz durch bedarfsgerechten Betrieb EN betrachtete Funktionen Regelung des Heizbetriebs Brauchwasseraufbereitung Regelung des Kühlbetriebs Regelung der Lüftung und des Klimas Regelung der Beleuchtung Regelung des Sonnenschutzes Haus- bzw. Gebäudeautomationssystem Technisches Haus- und Gebäudemanagement 10

11 Energieeffizienz durch bedarfsgerechten Betrieb Kommunikation via BACnet Definition der Klassen" Wohngebäude" Nicht-Wohngebäude" D" C" B" A" D" C" B" A" Automatische Steuerung und Regelung Regelung des Heizbetriebs" Regelung der Übergabe" Die Regeleinrichtung wird auf der Übergabe- oder Raumebene installiert; im Fall 1 kann eine Einrichtung mehrere Räume regeln" 0" Keine automatische Regelung" 1" Zentrale automatische Regelung" 2" Automatische Einzelraumregelung mit Hilfe von Thermostatventilen oder durch elektronische Regeleinrichtungen" Der Sollwert der Vorlauftemperaturregelung wird so beeinflusst, dass in dem Raum mit der grössten Last die zugeführte Energie gerade ausreicht. 3" Einzelraumregelung mit Kommunikation zwischen den Regeleinrichtungen und GAs" Regelung der Erzeuger" 0" Konstante Temperatur" 1" Von der Außentemperatur abhängige variable Temperatur" 2" Von der Last abhängige variable Temperatur" 11

12 Integrierte (Raum-) Automation 12

13 Energieeffizienz durch Integrierte Raumautomation Präsenzmelder Helligkeitssensor Steuerung Jalousieaktor (Motor) Lichtsensor Bediengerät Heizung/Kühlung Fensterkontakt 13

14 Energieeffizienz durch Integrierte Raumautomation EN Integration der Gewerke durch offene Kommunikation Die offene Kommunikation ist ein wesentlicher Bestandteil der Raumautomation. Die Gewerke HLK Beleuchtung Jalousiesteuerung werden miteinander vernetzt. Beispiel: Jalousien dienen der Beschattung der Lichtlenkung als Überhitzungsschutz als Auskühlschutz Bediengerät Heizung/Kühlung Regelung des Sonnenschutzes" 0" Manueller Betrieb" 1" Motorbetrieben mit manueller Regelung" 2" Motorbetrieben mit automatischer Regelung" 3" Kombinierte Regelung der Beleuchtung /der Blenden/der HLK- Anlagen (auch vorstehend erwähnt)" Präsenzmelder Helligkeitssensor Steuerung Jalousieaktor (Motor) Lichtsensor Fensterkontakt Nicht- Wohngebäude" D" C" B" A" 14

15 Effizienzsteigerung dank bedarfsgerechtem Betrieb und integrierter Raumautomation EN die zu erwartenden Einsparungen Durch umfangreiche Simulationen wurden nachstehende Einsparpotenziale ermittelt. Basis ist eine regeltechnische Ausrüstung des Projekts gemäss Funktionalität gemäss Effizienzklasse C. Basis Basis 15

16 Überwachung und kontinuierliche Verbesserung 16

17 eu.bac System" Eine strukturierte, standardisierte und wissenschaftlich geprüfte Methode für energieeffiziente Gebäudeautomationssysteme" 17

18 Pro-aktives Erfüllen europäischer Normen" Zertifizierung Standardisierung Gesetzgebung Erfüllen europäischer Normen und nationaler Regulierungen Anwendung der Zertifizierung und Testmethoden Bereitstellung des Zertifizierungssystems für nationale Regulierungen Berechungsmethode der Auswirkung von GASystemen auf die Energieeffizienz EN Energieeffizienz von Gebäuden - Einfluss von Gebäudeautomation und Gebäudemanagement EU Gebäuderichtlinie - energieeffiziente Gebäude Energy Performance of Buildings Directive (EPBD)

19 Verfahren für den gesamten Lebenszyklus Identifikation der energie- und komfortrelevanten Bereiche Festlegung der Effizienzklasse und Komfortanforderungen Definition der Funktionalität Spezifikation Bewährtes, ganzheitliches, dem Energiefluss folgendes Audit-Verfahren inkl. partieller Funktionsprüfung Einheitliches Übergabeprotokoll Inbetriebnahme / Übergabe Erhalt des Zertifikats Periodisches Audit basierend auf gleicher Methodik wie Erst-Audit Optionale Verbesserung Identifikation der energierelevanten Bereiche basierend auf der Analyse der Schlüsselindikatoren (KPI) Ständige, automatisierte Auswertung von Schlüsselindikatoren (KPI - Key Performance Indikatoren) für einen effizienten Betrieb

20 Energieeffizienter und nachhaltiger Betrieb" Energieverbrauch in % Ohne GA-System 1 Standardisierte, energetisch effiziente Funktionalität Optimale Spezifikation eines GA-Systems Verbessertes Kosten-/Nutzen-Verhältnis Nicht optimiertes und gewartetes GA-System 2 Gewährleistung der Funktionalität Überprüfung der bestellten und installierten Funktionalität durch Erst-Audit Einheitliches Übergabeprotokoll Zeit 3 Auditiertes und gewartetes GA-System Nur zur Veranschaulichung, Energieersparnis kann von Anlage zu Anlage variieren 3 Gewährleistung des nachhaltigen Betriebes Sicherstellung der Anlagenverfügbarkeit und System-Funktionalität Einhaltung der Komfortanforderungen Überprüfung der Parametrierung Einhaltung der spezifizierten Energieeffizienz-Klasse 20

21 EN und eu.bac System Checkliste" EN 15232:2012 Checkliste " Klassen" D" C" B" A" AUTOMATISCHE REGELUNG" 1" REGELUNG DES HEIZBETRIEBS" 1.1" Regelung der Übergabe" Points" Die Regeleinrichtung wird auf der Übergabe oder Raumebene installiert; im Fall 1 kann eine Einrichtung mehrere Räume regeln" 0" 0" Keine automatische Regelung" 0" 1" Zentrale automatische Regelung" 1" 2" Einzelraumregelung" 2" 3" Einzelraumregelung mit Kommunikation" 3" 4" Einzelraumregelung mit Kommunikation und präsenzabhängiger Regelung" 21

22 Punktesystem" 91 Eine Verbesserung um 10 Punkte bedeutet 5% Energie-Einsparung! 22

23 Vorteile für Sie" Transparenz in der Effizienz der installierten Systeme und Komponenten Optimale Spezifikation und Funktionalität des Gebäudeautomations-Systems Effektive Umsetzung bestehender Normen EN / SIA Einhaltung der Komfortanforderungen und Effizienzklasse Gewährleistung des nachhaltigen Betriebs Nachweisbare bedarfsgeführte Energiebereitstellung Kontinuierliche Überwachung und Anpassung Fortlaufende Optimierung für ein verbessertes Kosten-Nutzen-Verhältnis" 23

24 Verteilung der Audits pro Klasse Carpus & Partners, Aachen NuOffice, München SEA-Elau, Marktheidenfeld DIAL, Lüdenscheid 24

25 Ein Praxisbeispiel eu.bac System - NuOffice München " High Lights: Mechanische Lüftung mit hocheffizienten WRG-Systemen Prädiktive Regelung der Raumkonditionierung Bedarfs- und lastabhängige Regelung Lüftung, Heizung, Kühlung und Beleuchtung Hocheffizientes Beleuchtungssystem Aktives Energiemanagement Echtzeitauswertung Energieverbrauch Green Building Monitor BGF: m² Etagen: 5+2U LEED v2.0 Core&Shell: Platinum Primärenergiebedarf: 33 kwh/ m²a eu.bac System Zertifizierung Kategorie A

26 Die Natur kann sich die Verschwendung in allem erlauben, der Künstler muss bis ins Letzte sparsam sein. (Paul Klee) Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!