Komfort steigern Verbrauch senken: Gebäude und Behaglichkeitsmonitoring. Enhance Comfort Reduce Consumption: Building and Comfort Monitoring

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Christoph Dittmar
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1 Komfort steigern Verbrauch senken: Gebäude und Behaglichkeitsmonitoring Enhance Comfort Reduce Consumption: Building and Comfort Monitoring M.Eng. Jakob Hahn Hochschule München Competence Center Energieeffiziente Gebäude 1 /

2 Agenda Forschungsvorhaben Kreissparkasse Göppingen Gebäude- und Behaglichkeitsmonitoring als Teil des TM Methoden im Technischen Monitoring (TM) Praktische Anwendung a. b. Bauphysikalische Parameter am Beispiel einer Kirche Nutzerverhalten und sensibilisierung im Wohnungsbau c. Nachweis der Planungswerte (Behaglichkeits-Kategorie) d. Analyse der Raumtemperaturen am Beispiel Open-Space Büro Auswirkungen auf den Energieverbrauch Fazit / Literatur 2 /

3 Forschungsvorhaben: Monitoring und Betriebsoptimierung der KSK Göppingen Gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) EnOB Energieoptimiertes Bauen Fördersumme Euro Verbundpartner Drees & Sommer ABT Ziel: Qualitätssicherung Regel- und Steuerungskonzept komplexe Anlagentechnik Korrekturen bei Bedarf 3 /

Forschungsvorhaben: Monitoring und Betriebsoptimierung der KSK Göppingen Ca. 4500 Datenpunkte Messwerte: Temperatur, Durchfluss, Leistung,.

4 Forschungsvorhaben: Monitoring und Betriebsoptimierung der KSK Göppingen Ca Datenpunkte Messwerte: Temperatur, Durchfluss, Leistung,... Eingangsparameter: Zeitschaltprogramme, Sollwerte,... Gekoppelt mit der Gebäudeautomation -> Monitoring ohne GA möglich! Detaillierte Auflösung (Minutenwerte) Messdaten seit April 2012 [Auer+W eber+assoziierte/ksk] 4 /

Gebäude- und Behaglichkeitsmonitoring (GMB) ein wichtiger Teil des Technischen Monitorings (TM) Technisches Monitoring (VDI 6041): Systematische Erfassung, Beobachtung oder Überwachung Wiederholte

5 Gebäude- und Behaglichkeitsmonitoring (GMB) ein wichtiger Teil des Technischen Monitorings (TM) Technisches Monitoring (VDI 6041): Systematische Erfassung, Beobachtung oder Überwachung Wiederholte Durchführung (zyklisch) Ziel: Ergebnisvergleich und Schlussfolgerung Betriebsoptimierung: Anwendung und Umsetzung in Gebäude und Anlagentechnik Monitoring und Betriebsoptimierung als dauerhafter Management-Prozess (PDCA) im Gebäude- und Anlagenbetrieb 5 /

6 Gebäude- und Behaglichkeitsmonitoring (GMB) ein wichtiger Teil des Technischen Monitorings (TM) Ziel TGA-Anlagen: Angenehme Raumkonditionierung für den Nutzer; Sicherstellung von bauphysikalischen Parametern des Gebäudes und von (historischer) Gebäudesubstanz 6 /

7 Methoden im Technischen Monitoring Automatisiert: System mit Messkonzept / einfache Erfassungssysteme (Datenlogger) Manuell: Messinstrumente ablesen Umfragemethoden: Nutzerbefragung Nutzer als Indikator 7 /

8 Praktische Anwendung: Bauphysikalische Parameter am Beispiel einer Kirche Probleme mit Feuchte (hoher Feuchteeintrag, Taupunkt) Untersuchung und Erarbeitung von Lüftungsregeln für Hausmeister 8 /

15-25 % (Hochschule München, Projekt: +EINS: Plusenergiesiedlung

9 Praktische Anwendung: Nutzerverhalten und sensibilisierung im Wohnungsbau Einsparpotential liegt bei ca % (Hochschule München, Projekt: +EINS: Plusenergiesiedlung Ludmilla-Wohnpark in Landshut ) 9 / ( HM, Prof. W. Jensch / Dr. V. Stockinger)

Praktische Anwendung: Behaglichkeitsmonitoring Überprüfung der Behaglichkeits- Kategorie nach DIN EN 15251 (DIN ISO 7730) Anforderung i.d.r. Kategorie II (B) Sommer 0,5 clo / Winter 1,0 clo Sitzende Tätigkeit: Energieumsatz 1,2 met Operative Temperatur Sommer (maschinelle Kühlung): 23 26 C Winter (Heizfall) 20 24 C Raumluftfeuchte min.

10 Praktische Anwendung: Behaglichkeitsmonitoring Überprüfung der Behaglichkeits- Kategorie nach DIN EN (DIN ISO 7730) Anforderung i.d.r. Kategorie II (B) Sommer 0,5 clo / Winter 1,0 clo Sitzende Tätigkeit: Energieumsatz 1,2 met Operative Temperatur Sommer (maschinelle Kühlung): C Winter (Heizfall) C Raumluftfeuchte min. 25 % / max. 60 % Kohlenstoffdioxid 500 ppm über Außenluft (400 ppm) EN A-bewerteter Schalldruckpegel 30-45db (A) 10 /

11 Praktische Anwendung: Nachweis der Planungswerte (Behaglichkeits-Kategorie) Temperaturgradient stehend/sitzend Fensterlüftung Sonnenschutz Temperaturwahlschalter (EDV) Arbeitszeit 07:00-19:00 Uhr Ursache: Lüftungsverhalten! 11 /

12 Praktische Anwendung: Nachweis der Planungswerte (Behaglichkeits-Kategorie) Kohlenstoffdioxid- Konzentration Außenluft ca. 400 ppm Kategorie II 500 ppm über Außenluft Grenzwerte ppm (absolut) MAK 5000 ppm (absolut) 12 /

Maximal 3% Überschreitung der gewählten Kategorie

13 Praktische Anwendung: Nachweis der Planungswerte (Behaglichkeits-Kategorie) Einordnung Raumtemperaturen Maximal 3% Überschreitung der gewählten Kategorie zulässig Am Beispiel: Sonnenschutzsteuerung funktioniert nicht 13 /

14 Praktische Anwendung: Nachweis der Planungswerte (Behaglichkeits-Kategorie) Thermisches Befinden am Arbeitsplatz im Winter 1. kalt 2. kühl 3. etwas kühl 4. neutral 5. etwas warm 6. warm 7. heiß Mittelwerte unterscheiden sich Frauen: kühl Männer warm Streuung ist größer 14 /

15 Praktische Anwendung: Analyse der Raumtemperaturen im Open-Space Büro Raumtemperaturen sind im Sommer kälter als im Winter Streuung ist im Sommer größer Räume immer wärmer als 21 C (Planungswerte) 15 /

16 Auswirkungen auf den Energieverbrauch Kontinuierliche Überwachung des Energieverbrauchs auf der Basis von prädiktivem Modell mit CUSUM Kontrollkarte Im Beispiel Einsparung durch Betriebsoptimierung: 15 % 16 /

Fazit Gebäude- und Behaglichkeitsmonitoring ist wichtiger Bestandteil von TM Der reale Betrieb weicht oft erheblich von den Planungswerten ab Ausgangspunkt sollten immer konkrete

17 Fazit Gebäude- und Behaglichkeitsmonitoring ist wichtiger Bestandteil von TM Der reale Betrieb weicht oft erheblich von den Planungswerten ab Ausgangspunkt sollten immer konkrete Fragestellungen sein Nutzer können sensibilisiert werden und damit aktiv zum Energiesparen beitragen Wir betreiben diesen Aufwand für den Nutzer! [ 17 /

18 Literatur Tritschler, M.; Hahn, J.; Krockenberger B.; Grob R. und C. Luft: Energieoptimiertes Bauen: Monitoring und Betriebsoptimierung der Kreissparkasse Göppingen. Abschlussbericht des Forschungsvorhabens, Hochschule Esslingen, Fakultät GU, Esslingen Gühring, G., Hahn, J. und M. Tritschler: Monitoring und Betriebsoptimierung mit statistischer Prozesskontrolle. HLH, Springer VDI-Verlag, 65:S , Hahn, J.: Entwicklung und Anwendung von Methoden des Technischen Monitorings. VDI-Verlag, Albert-Tichelmann-Reihe, Band 11, Akkawi, P.: Gebäude- und Behaglichkeitsmonitoring im Rahmen des Forschungsvorhabens Monitoring und Betriebsoptimierung der Kreissparkasse Göppingen. Hochschule Esslingen, Masterarbeit, unveröffentlicht, VDI 6041: Technisches Monitoring von Gebäuden und gebäudetechnischen Anlagen. Berlin, Beuth Verlag, Stockinger, V.; Jensch, W. und J. Grunewald: Schlussbericht +EINS Plusenergiesiedlung Ludmilla-Wohnpark Landshut. Hochschule München, Competence Center EnergieeffizienteGebäude, München 2014.

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