Energieeffizienzbericht

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1 TEC INSTITUT FÜR TECHNISCHE INNOVATIONEN GMBH Energieeffizienzbericht Abschlussbericht Projekt BN

2 Inhaltsverzeichnis A. Abbildungsverzeichnis Einleitung Elektrische Untersuchungen Feststellen des Gerätebestands Übersicht der Leistungsaufnahme einzelner Verbraucher Feststellen des Stromverbrauchs (Messung der Unterverteilungen) Vorgehensweise Aufbau und Ziel Stromlaufplan Auswertung der Messungen Darstellung des energetischen Istzustands (Übersicht Stromverbrauch) Grundlast Lastgänge Lichtblick Zusammensetzung der Grundlast Entwicklung von Verbesserungsvorschlägen zur Energieeinsparung Organisatorische Maßnahmen Technische Maßnahmen Wirtschaftlichkeitsbetrachtung der Verbesserungsmaßnahmen Austausch aller konventionellen Leuchtstoffröhren gegen LED-Röhren Automatische Lichtsteuerung durch Bewegungsmelder in allen Toiletten Lichtsteuerung eines Raumes Lichtsteuerung einer kompletten Fassade Geräte mit hoher Bereitschaftsleistung mit Wochenzeitschaltuhr ausstatten Standby, Leerlauf und Schein-Aus durch abschaltbare Steckdosenleisten vermeiden Austausch der Kühl- und Klimageräte Wärmetechnische Untersuchungen Wärmeverluste und gewinne Thermografische Untersuchungen der Gebäudehülle Wärmebildaufnahmen der Außenhülle Auswertung der Aufnahmen: Vorschläge zur Energetischen Sanierung des Gebäudes Allgemeine Vorteile einer energetischen Sanierung Sanierungsvorschläge Verkauf von LED-Röhren

3 5 Abschließender Kommentar und Ausblick...40 A. Abbildungsverzeichnis Abbildung 1: Energiekostenmeßgerät...1 Abbildung 2 Raum ANTARIS...1 Abbildung 3: Übersicht ANATRIS Verbraucher...9 Abbildung 4: Gesamtverbrauch ANTARIS...9 Abbildung 5: Messaufbau...10 Abbildung 6 Stromlaufplan...1 Abbildung 7 Gesamtverbrauch Göde Gebäude...1 Abbildung 8 Tageslastkurve Werktag...17 Abbildung 9 Tageslastkurve Wochenende...17 Abbildung 10 Tageslastkurve Grundlast...18 Abbildung 11 Vergleich Grundlast...18 Abbildung 12 Zusammensetzung Grundlast...19 Abbildung 13 Tageslastkurven Wochenende Logistik...20 Abbildung 14 Tageslastkurven Wochenende Küche...20 Abbildung 15 Lichtsteuerung...26 Abbildung 16 Energiekosteneinsparung Lichtsteuerung...27 Abbildung 17: Vereinfachte Darstellung der Thermischen Hülle...31 Abbildung 18 Wärmebildaufnahmen1...1 Abbildung 19 Wärmebildaufnahmen2...1 Abbildung 20 Prinzip Infrarotheizstrahler...1 Abbildung 21 Ist Zustand Versand...1 Abbildung 22 Infrarotstrahler...38 Abbildung 23 Wärmerückgewinnung

4 1 Einleitung Im Zuge der Energieeffizienzuntersuchungen des Göde-Gebäudes wurden elektrische Verbrauchsmessungen und thermische Untersuchungen angestellt. Die Hauptaufgabe bestand darin herauszufinden warum das Göde-Gebäude einen signifikanten Strommehrverbrauch im Vergleich zwischen 2002 und 2012 von 20% hat. Vor allem sollte herausgefunden werden woher die hohe Grundlast von 40kW kommt. Im Zusammenhang mit der Auflistung aller Verbraucher sollte auch ein digitaler Raumbelegungsplan erstellt werden, in dem die Belegung, die Möbelausstattung und die Ausstattung mit elektrischen Geräten dargestellt werden. Außerdem sollten alle Hauptstromverbraucher aufgelistet werden. Weiterhin sollte anhand von Messungen an den Unterverteilungen erkannt werden, wo Einsparpotenzial vorhanden ist und wie sich daraus Verbesserungsmöglichkeiten entwickeln lassen. Neben der Analyse der Stromverbraucher wurden auch wärmetechnische Untersuchungen durchgeführt um Schwachstellen der Gebäudehülle ausfindig zu machen und um Einsparungen an Heizwärmebedarf zu treffen. Energie sparen wird im Zuge der Klimaveränderungen und der steigenden Energiepreise immer wichtiger. Insbesondere bei Gebäuden findet sich ein großes Einsparpotential. Der nachfolgende Bericht beinhaltet einige Vorschläge, um effizient Energie einzusparen. Dabei gliedert sich der Energieeffizienzbericht in zwei Abschnitte. Im ersten Teil geht es um elektrische Untersuchungen im zweiten Teil um thermische Untersuchungen. 2. Elektrische Untersuchungen 2.1. Feststellen des Gerätebestands Die Funktionsweise eines Energiekostenmeßgeräts gleicht der eines elektronischen Stromzählers. Es wird die Wirkleistung zur elektrischen Arbeit integriert. Das besondere an diesem Gerät ist, dass es sehr einfach angeschlossen wird. Es wird zwischen den Stecker eines Verbrauchers und die Steckdose gesteckt. Als erstes wurde in jedem einzelnen Raum im Göde-Gebäude sämtliche Stromverbraucher mithilfe des Energiekosten- Messgeräts COST CONTROL 3000 aufgenommen. Da sich schon nach kurzer Zeit zeigte, dass das zusätzliche Zeichnen eines Raumbelegungsplans mit Möbelausstattung zu viel Zeit in Anspruch nimmt, wurde sich nur auf die Verbraucher konzentriert. Das benutzte Gerät misst Leistungen im Bereich von 1 bis 3680 Watt mit einer Genauigkeit von. Dies ist für die meisten Verbraucher, wie Computer, Kopierer oder Kühlschränke, ausreichend. Neben der Anzeige der Leistung kann das Gerät die Leistung auch über einen längeren Zeitraum integrieren. Zusätzlich werden der Maximal- und der Minimalwert der Leistung gespeichert. Durch Messungen an einzelnen Geräten, wurde der typische Verbrauch der verschiedenen Gerätetypen festgestellt. Das brachte einen ersten Überblick. Das Erstellen einer Übersicht der Verbraucher ist eine sehr komplexe Aufgabe, da theoretisch von jedem einzelnen Gerät die Leistungsaufnahme in verschiedenen Betriebszuständen gemessen und die Betriebszeiten Abbildung 1: Energiekostenmeßgerät 4

5 festgestellt werden müssen. Außerdem wurde bei den meisten Verbrauchern, wenn möglich zusätzlich eine 24-h Messung mit dem Messgerät durchgeführt. Man unterscheidet, insbesondere bei EDV- Geräten, mehrere Betriebszustände: Arbeitszustand Das Gerät erfüllt seine Energiedienstleistung. z.b. wird eine kopiert oder eine Berechnung ausgeführt. Hier hat das Gerät seine maximale Leistungsaufnahme. Standby-Zustand Das Gerät ist eingeschaltet und bereit, eine Energiedienstleistung auszuführen. Die meisten Geräte sind den Hauptteil der Zeit, in der sie eingeschaltet sind, im Standby-Zustand. Die Leistungsaufnahme ist bei vielen Geräten nicht sehr viel geringer als im Arbeitszustand. Suspend-Zustand (Ruhezustand) Das Gerät ist während einer längeren Arbeitspause in einen Schlafzustand versetzt worden. Wird das Gerät benötigt, kehrt es wieder in den Arbeitszustand zurück. Die Leistungsaufnahme ist im Suspend- Zustand oft deutlich abgesenkt. Abgeschalteter-Zustand (Schein-Aus) Es sollte eigentlich kein Strom mehr verbraucht werden. Aber häufig nehmen die Netzteile im abgeschalteten Zustand eine nicht unerhebliche Leistung auf. Ausgeschalteter-Zustand Elektrische Verbraucher, die tatsächlicher vollständig vom Netz getrennt sind Übersicht der Leistungsaufnahme einzelner Verbraucher Übersicht von den häufigsten und wichtigsten gemessenen Verbrauchern Rechner Die elektrische Leistungsaufnahme der Rechnereinheit ist im Arbeitszustand die gleiche wie im Standby-Zustand. Sie lag bei allen von mir gemessenen PCs zwischen 34W und 48 W. Im Standby-Modus bleiben die aktuelle Daten im Arbeitsspeicher, was den Vorteil hat, dass der Rechner wieder sehr schnell reanimiert werden kann. Der Nachteil ist der Stromverbrauch und der Verlust von Daten bei einem Stromausfall. Im Ruhezustand werden die Daten des Arbeitsspeichers auf die Festplatte gespeichert. Es werden alle Systemkomponenten ausgeschaltet (Festplatte, Laufwerke, Lüfter, etc.). Die Leistungsaufnahme sinkt auf nur noch 4W. Nach dem Neustart werden die vorher gespeicherten Daten wieder zurück in den Arbeitsspeicher geladen (Hibernation). Was viele nicht wissen, auch im ausgeschalteten Zustand (Scheinaus) ist die Leistungsaufnahme 4W. Grund dafür ist das Netzteil 5

6 Monitor Den Dell 1907FP Flachbildschirm-Farbmonitor, welcher 50 mal und damit am häufigsten in den Büros eingesetzt wird ist ein gutes Beispiel für alle Monitore. VESA-Modi Horizontale Sync Vertikale Sync Video Netzanzeige Leistungsaufnahme Normalbetrieb (Dell Soundbar und USB aktiv) Aktiv Aktiv Aktiv Grün 75 W (max.) Normalbetrieb Aktiv Aktiv Aktiv Grün 32 W (Standard) Modus Aktiv Aus Inaktiv Inaktiv keine Anzeige Gelb Unter 2 W Ausgeschaltet Aus Unter 1 W Laptop Im Betriebszustand ist die Leistungsaufnahme zwischen 20W und 30W. Ein weiter Vorteil ist, dass sich die Leerlaufverluste durch Entfernen der externen Netzteile einfach vermeiden lassen. Telefon Alle Telefone sind 24h lang in Betrieb und haben einen Verbrauch von 4W bis zu 15W. Bürolampe In allen Bürolampen sind 50W Halogen Leuchtmittel eingesetzt. Diese Leuchtmittel sind auch an der Decke beim Haupteingang zu finden. Es sind insgesamt 71. Drucker Die Drucker Konica Minolta Bizhub C220 und C253 haben eine Leistungsaufnahme im Bereitschaftszustand von 66W und 111W. Das Betätigen der integrierten Energiespartaste würde die Leistungsaufnahme auf nur noch 10W senken. Bei 11 Geräten im Gebäude könnte durch ausschalten am Feierabend die Grundlast um 1kW gesenkt werden. 6

7 Ventilator Auf Stufe 3 haben alle Ventilatoren eine Leistungsaufnahme von 50W. Deckenbeleuchtung Im ganzen Göde Gebäude sind ungefähr 1000 Stück 58W, 150 Stück 36W und 600 Stück 18W Leuchtstofflampen im Einsatz. Davon sind 500 Stück 58W Leuchtstofflampen allein im Lager im EG und 1.OG zu finden. Der Rest zusammen mit den 36W Leuchtstofflampen sind auf alle Büros verteilt. Die 200 Stück 18W Leuchtstofflampen sind in der Küche eingebaut und die restlichen 400 Stück sind bei TEC zu finden. Kühlschrank Oft wird der Verbrauch von Kühlschränken in kwh pro Tag oder kwh pro Jahr angegeben. Die gemessenen Geräte, ein alter Kühlschrank mit 4,36kWh pro Tag und ein neuer Kühlschrank gleicher Größe mit 2,19kWh,zeigen einen deutlichen Unterschied auf. Das entspricht einer durchschnittlichen durchgehenden Leistung von 184W und 90W. Server Der größte Teil an Servern hat 2 Netzteile eingebaut mit einer maximalen Leistungsaufnahme pro Netzteil mit W. Der typische Verbrauch der Netzteile liegt bei W. Insgesamt 26 Server stehen im großen Rechenzentrum und 4 im TK Raum. Switch Insgesamt gibt es 17 Switches mit einer durchgehenden maximalen Leistungsaufnahme von jeweils 140W. Im Kundendienst und bei ANTARIS kommt die Leistungsaufnahme von den angeschlossenen Telefonen noch dazu, da dort alle Telefone durch Power over Ethernet versorgt werden. Klimageräte Bis auf die beiden Klimageräte im Rechenzentrum sind alle Klimageräte nur im Sommer im Betrieb. Ein Klimagerät hat eine durchschnittliche Leistungsaufnahme von 2-3kW. Insgesamt gibt es 12 Stück im Göde-Gebäude. 7

8 Für jeden Raum im Göde Gebäude wurde mithilfe von Excel eine Übersicht erstellt in der man die Leistungsaufnahme der Verbraucher in den verschiedenen Betriebszuständen ablesen kann. Hier ist ein Beispiel für einen Raum von ANTARIS: Abbildung 2 Raum ANTARIS 8

9 Für jede Abteilung/Bereich wurden nochmals alle Verbraucher zusammen gefasst und mit Durchschnitts Werten überschlagsmäßig den Gesamtverbrauch bestimmt. Dass diese Berechnung nicht unbedingt mit der Realität übereinstimmen liegt an mehreren Faktoren. Durch Urlaub oder Krankheitsbedingt ist nicht immer jeder Mitarbeiter im Büro. Zudem ist es Wetter und Jahreszeit abhängig wie lange das Licht eingeschaltet ist und nicht jeder benutzt seine Schreibtischlampe. Der Ventilator ist zudem nur im Sommer im Einsatz. Verbraucher Übersicht ANTARIS Verbraucher Durchschnittlicher Anzahl der Vebrauch an kwh Verbraucher an einem Wochentag Durchschnittlicher Vebrauch an kwh an einem Tag am Wochenende Durchschnittlicher Gesamtverbrauch an kwh in einer Woche Durchschnittlicher Gesamtverbrauch an kwh in einem Monat Strom-kosten im Monat Monitor 14 0,34 0,02 24,75 99,01 15,84 PC 11 0,49 0,08 28,74 114,97 18,40 Deckenbeleuchtung_1_36W 16 0,36 0,00 28,80 115,20 18,43 Deckenbeleuchtung_2_58W 42 0,58 0,00 121,80 487,20 77,95 Deckenbeleuchtung_3_Flur_13W 9 0,13 0,00 5,85 23,40 3,74 Drucker 3 1,24 0,10 19,21 76,82 12,29 Lampe 13 0,50 0,00 32,50 130,00 20,80 Laptop 2 0,25 0,00 2,50 10,00 1,60 Notausgangbeleuchtung 2 0,19 0,19 2,64 10,57 1,69 Telefon 13 0,10 0,10 8,74 34,94 5,59 Ventilator 3 0,50 0,00 7,50 30,00 4,80 4,68 283, ,12 181,14 Abbildung 3: Übersicht ANATRIS Verbraucher Was aber in allen Büros auffällig war ist, dass die Deckenbeleuchtung fast die Hälfte des Gesamtverbrauchs ausmacht. Es wurde angenommen das die Deckenbeleuchtung 10h am Tag an ist. Abbildung 4: Gesamtverbrauch ANTARIS 9

10 2.2 Feststellen des Stromverbrauchs (Messung der Unterverteilungen) Vorgehensweise Um herauszubekommen wie viel kwh in den verschiedenen Bereichen/Abteilungen verbraucht werden wurden Lastgänge über mehrere Tage in hoher zeitlicher Auflösung (1 Minute, 30 Sekunden, 1 Sekunde) gemessen. Wichtig für die spätere Analyse ist dabei eine hohe räumliche Auflösung, in speziellen Fällen bis hin zum Messen einzelner Etagen Aufbau und Ziel Mithilfe von neun Digitalmultimeter, neun Stromzangen und einem PC mit einer von TEC selbst entwickelten Messsoftware konnten im Minutentakt Messwerte aufgenommen werden. Abbildung 5: Messaufbau Um den Stromverbrauch feststellen zu können, mussten alle UVs im ganzen Göde Gebäude aufgenommen werden. Hauptsächlich wurde in der Niederspannungshauptverteilung gemessen, da dort ein kompletter Strang direkt ab greifbar war (siehe Stromlaufplan). Um detailliertere Verbräuche zu bekommen musste der Messaufbau zur jeweiligen ersten Unterverteilung verschoben werden. Weiterhin wurde zur jeder Messung Tageslastkurvern erstellt und das Ergebnis konnte in einem Diagramm dargestellt werden. Außerdem konnte so die Grundlast und deren Bestandteile genau ermittelt werden. 10

11 2.2.3 Stromlaufplan Abbildung 6 Stromlaufplan 11

12 2.2.4 Auswertung der Messungen Bei der Messung mit den Stromzangen wird nur die Stromstärke und nicht die Spannung, und damit auch nicht die Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung gemessen. Daher wurde für die momentane Leistung nicht die Wirkleistung sondern nur die Scheinleistung,mit konstant angenommener Spannung benutzt. Bei den weiteren Berechnungen wurde die Scheinleistung als Wirkleistung genommen, die Phasenverschiebung wird vernachlässigt. Dies ist in diesem Falle möglich, da der Blindleistungskompensationsanlage erforderlich ist. des Gesamtgebäudes so klein ist, dass keine In der NSHV und bei allen UVs wird mit drei um 120 gegeneinander versetzten Wechselspannungen gearbeitet (Drehstrom). Jede dieser Wechselspannungen wird als Phase bezeichnet. Der Effektivwert der Spannung jeder Phase gegenüber dem geerdeten Nullleiter beträgt. Zur Leistungsbestimmung im Drehstromnetz müssen die Leistungen der einzelnen Phasen gemessen werden. Die Leistung ergibt sich dann als Summe der Leistungen der Phasen. Weitergehend wurden zu allen Messungen Tageslastkurven erstellt in denen der Verbrauch in kw über 24h dargestellt wird. Außerdem war der Verbrauch an Kilowattstunden von Bedeutung. Obwohl physikalisch nicht korrekt, da elektrische Energie nicht verbraucht, sondern nur in andere Formen der Energie gewandelt wird, ist auch in dieser Arbeit gelegentlich von Stromverbrauch die Rede. Die elektrische Arbeit Fläche unter meiner Tageslastkurve, ist das Integral der Leistung über die Zeit., die Durch Numerische Integration wird der Verbrauch an Kilowattsunden vereinfacht berechnet. Bei den meisten Messungen wurde jede Minute ein Messwert aufgenommen. Mit wird für jeden Zeitpunkt die elektrische Leistung bestimmt. Summiert man alle Teilmengen auf erhält man den Gesamtverbrauch. 12

13 2.2.5 Darstellung des energetischen Istzustands (Übersicht Stromverbrauch) In der folgenden Tabelle sind alle Bereiche und Abteilungen vom Göde Gebäude aufgelistet. Durch die zahlreichen Messungen wurde jeweils den Mittelwert des Verbrauchs für einen Wochentag und für einen Wochenendtag berechnet. Daraus wurde dann der Gesamtverbrauch für eine Woche errechnet. Die Teilmengen aus denen sich der Gesamtverbrauch jedes Pavillions zusammen setzt sind in der Tabelle auch zu finden. Mittelwert Wochentag in kwh Mittelwert Wochenendtag in kwh Verbrauch an kwh in einer Woche TEILMENGEN in kwh GESAMT in kwh Küche(UV10)+ Buchhaltung(UV11)+ EDV Büros(UV12) 278,2 109,9 1610,8 1610,8 Küche UV10 157,3 70,8 928,1 928,1 Buchhaltung UV11 63,3 9,5 335,5 335,5 EDV UV12 57,6 29,6 347,2 347,2 Haupteingang(UV20)+ Archiv EG(UV21)+ Revison(UV22)+ Geschäftsleitung(UV23) 142,1 20,7 751,6 751,6 Haupteingang (UV20) berechnet (Gesamt minus Teilmengen) 69,3 3,7 353,9 353,9 Archiv EG (UV21) 23,6 4,9 127,8 127,8 Revision (UV22) 36,4 9,3 200,7 200,7 Geschäftsleitung (UV23) 12,7 2,7 69,2 69,2 ANTARIS(UV30)+ Datenerfassung(UV31)+ Marketing(UV32) 116,4 56,3 694,4 694,4 Antaris UV30 berechnet (Gesamt minus Teilmengen) 42,1 11,6 233,7 242,4 Datenerfassung (UV 31) 55,5 43,6 364,5 364,5 Marketing (UV 32) 17,1 1,1 87,5 87,5 TEC(UV1) "Büros NEU"+Werkstatt 56,7 23,9 331,3 331,3 TEC(UV40)+ Kundendienst, Telefonmarketing(UV41)+ Werbung(UV42) 121,7 47,6 703,6 703,6 TEC (UV40) berechnet(gesamt minus Teilmengen) 86,9 38,3 511,1 493,8 Kundendienst, Telefonmarketing (UV41) 12,2 5,3 71,5 71,5 Werbung (UV42) 26,1 3,9 138,4 138,4 13

14 UV01 (Energieraum) 83,7 24,0 466,4 466,4 Logistik(UV71) Versand EG Kommisionierung 190,2 4,0 959,2 959,2 Hochregallager(UV 81) EG 12,5 20,6 103,6 103,6 Logistik(UV72) Versand 1.OG Packerei 280,7 12,0 1427,3 1427,3 EDV Anlage(UV13) TK Raum 115,8 55,8 690,5 690,5 USV Gleichrichter(UV16) Rechenzentrum 263,5 250,6 1818,5 1818,5 USV Bypass 58,2 37,1 365,1 365,1 Lüftung (Küche + Kantine) 62,9 0,0 314,3 314,3 Lüftung Allgemein 86,8 13,3 460,6 460,6 Brandgasventilatoren 1,9 1,9 13,6 13,6 Heizung 41,1 39,2 283,9 283,9 Aufzug 5,1 1,8 28,9 28,9 Notstrom Allgemein 20,0 19,7 139,4 139,4 Kompensationsanlage 56,0 51,9 383,8 383,8 Gesamtverbrauch in einer Woche Göde-Gebäude: 11546,7 Auffälligkeiten bei den Tageslastkurven/Messungen: Heizung hat keine Nacht-/Wochenendabsenkung Lüftung Allgemein und die Lüftung (Küche + Kantine) hat eine Nachtabsenkung Rechenzentrum, TK Raum und Bypass machen ein Viertel des Gesamtverbrauchs aus Druckstation war unnötig in Betrieb (nur noch bei Gebrauch einschalten) Schaltschrank in der Logistik ist veraltet und muss ausgetauscht werden Rechnet man das Ergebnis auf einen Monat hoch, dann kommt man auf einen Gesamtverbrauch von kwh. Dieser Wert stimmt sehr gut mit aktuellen Rechnungen vom Energieversorger Lichblick überein. Die Grafik auf der nächsten zeigt nochmals die Verteilung des Gesamtverbrauchs in einer Woche des gesamten Gebäudes. 14

15 Abbildung 7 Gesamtverbrauch Göde Gebäude 15

16 2.2.6 Grundlast Als Grundlast wird der Anteil der Leistung bezeichnet, der immer vorhanden ist. Sie wird hauptsächlich durch Geräte verursacht, die rund um die Uhr laufen müssen, wie z.b. Kühlanlagen oder EDV- Server. Aber auch Geräte, die aus Bequemlichkeit oder Nachlässigkeit nicht abgeschaltet wurden, haben einen Anteil an der Grundlast. Anhand der erstellten Tageslastkurven wurden für alle Unterverteilungen die Grundlasten am Wochenende notiert und diese zu einer Gesamtgrundlast addiert. Bei den einzelnen Grundlasten sticht vor allem das Rechenzentrum mit einer sehr hohen Grundlast von 10,5kW heraus. Die Aufgabe war es herauszufinden woher die 40kW Grundlast kommt, doch nach den Berechnungen ist die Gesamtgrundlast nur ungefähr 32 kw. Dass die Berechnungen stimmen, bestätigen aktuelle Lastgänge von dem Stromanbieter Lichtblick der Göde Gruppe. Samstag (Grundlast in kw) Sonntag (Grundlast in kw) Küche(UV10)+Buchhaltung(UV11)+EDV Büros(UV12) 4,9 4,5 Haupteingang(UV20)+Archiv(UV21)+Revision(UV22)+ Geschäftsleitung(UV23) 0,95 0,8 ANTARIS(UV30)+Datenerfassung(UV31)+Marketing(UV32) 2,4 2,3 TEC(UV1) "Büros NEU"+Werkstatt 1,2 1 TEC(UV40)+Kundendienst, Telefonmarketing(UV41)+ Werbung(UV42) 2 2 Energieraum (UV 01) 1 1 Logistik(UV71) Versand EG Kommissionierung 0,1 0,1 Hochregallager(UV 81) EG 1,3 0,6 Logistik(UV72) Versand 1.OG Packerei 0,5 0,5 EDV Anlage(UV13) TK Raum 2,25 2,25 USV Gleichrichter(UV16) Rechenzentrum 10,5 10,5 USV Bypass 1,8 1,25 Lüftung (Küche + Kantine) 0 0 Lüftung Allgemein 0,4 0,4 Brandgasventilatoren 0,02 0,02 Heizung 1,75 1,75 Aufzug 0,09 0,09 Notstrom 0,85 0,85 Kompensationsanlage 2,25 2,25 Gesamtgrundlast am Wochenende 34,26 32,16 16

17 2.2.7 Lastgänge Lichtblick Aktuelle Tageslastkurven von Lichtblick zeigen, dass die Grundlast knapp über 30kW schwankt. Auf der nächsten wird der Grund dafür erläutert. Abbildung 8 Tageslastkurve Werktag Abbildung 9 Tageslastkurve Wochenende 17

18 Die Analyse hat ergeben, dass sich die Reduzierung der Grundlast auf den neuen Server zurückführen lässt. Am Tag vom 28ten zum 29ten September 2011 erfolgte der Umstieg auf nur noch den neuen Server AS 400, wie in der Graphik zu sehen ist sinkt die Grundlast von 40kW auf nur noch 32kW ab Abbildung 10 Tageslastkurve Grundlast In der unteren Graphik wird das ganze nochmal deutlicher. Auffällig dabei ist, dass während der Zeit als beide Server in Betrieb waren nur ein geringer Anstieg zu vermerken ist. Das zeigt, dass der neue Server sparsamer ist, da er im Vergleich einen geringeren Verbrauch hat. Abbildung 11 Vergleich Grundlast 18

19 2.2.8 Zusammensetzung der Grundlast In diesem Abschnitt wird aufgezeigt, durch welche Verbraucher diese Grundlast erzeugt wird. Schaut man sich die Zusammensetzung der Grundlast nochmals mit einem erstellten Kuchendiagramm an, dann fällt auf, dass alleine ein Drittel das Rechenzentrum ausmacht. Nimmt man noch USV Bypass und die EDV Anlage (das kleine Rechenzentrum) dazu kommt man auf 44%. Das heißt, dass fast die Hälfte der Grundlast die Server verursachen. Bei den herausgezogenen Kuchenstücken ist nicht sofort ersichtlich was für den Verbrauch verantwortlich ist. Diese Bereiche werden genauer erläutert, um einen besseren Durchblick zu bekommen. Abbildung 12 Zusammensetzung Grundlast Logistik Nimmt man Packerei, Kommissionierung und das Hochregallager zusammen kommt man auf 5% der Grundlast. Das liegt an zwei Kompressoren, Omniscanner, Steuerungseinheit des PAL Vertikal Förderers und den Schaltschränken, diese sind rund um die Uhr in Betrieb. Scheinaus von PCs und Monitoren haben einen Anteil. Aber am meisten tragen wohl die Batterieladegeräte bei. Vergleicht man Tageslastkurven von Samstag und Sonntag erkennt man deutlich, dass die Grundlast sonntags wieder absinkt. 19

20 Abbildung 13 Tageslastkurven Wochenende Logistik Energieraum Der Energieraum steht für die Unterverteilung 01. Im Energieraum befindet sich außerdem die NSHV. An der UV01 hängt die Fernsprechanlage, Brandmeldeanlage, Türsprech- u. Klingelanlage, Hausalarmanlage, Einbruchmeldeanlage, Sonnenschutzanlage und die Telefonzentrale. Zusammen macht das 3% der Grundlast aus. Küche Die Küche wurde durch zwei Messungen aufgenommen. Einmal der Stromkreis und bei der zweiten Messung 7-30 und zusammen. Addiert man beide Grundlasten kommt man auf 2,8 kw, das sind 8,4% der Gesamtgrundlast. Abbildung 14 Tageslastkurven Wochenende Küche Im Folgenden ist die durchgehende Leistungsaufnahme aller Verbraucher in der Küche aufgelistet. Alter Kühlschrank 180W, neuer Kühlschrank 90W, Gefrierschrank 240W, Gefriertruhe1 140W, Gefriertruhe2 70W, Kühlung Theke(Getränke, Joghurt..) 330W, zwei Elektroheizkörper mit jeweils 126W, Zigarettenautomat 20W. Immer in Betrieb sind auch das Kartenlesegerät, Brandabschlusstüren und Telefon. Im Sommer ist in der Küche zusätzlich ein Coca Cola Kühlschrank 180W im Einsatz Büros In allen Büros ist auch nach Feierabend eine Grundlast da. Das liegt unter anderem an den Rechnern die auch im ausgeschalteten Zustand noch eine Leistungsaufnahme von bis zu 5W haben und an den Monitoren diese haben noch eine Leistungsaufnahme bis zu 2W. Wird zudem vergessen den Monitor aus zu schalten kommt nochmal ein Watt dazu. Drucker mit einer Leistungsaufnahme bis hin zu 80W, 20

21 welche rund um die Uhr im Bereitschaftsmodus sind tragen auch dazu bei. Auch alle Telefone sind 24h lang in Betrieb und haben einen Verbrauch von 4W bis zu 15W. 21

22 2.3 Entwicklung von Verbesserungsvorschlägen zur Energieeinsparung Durch die Aufteilung des Stromverbrauchs wurde deutlich, an welchen Stellen sich Einsparungen erzielen lassen. Bei der Ermittlung von Maßnahmen ergeben sich zwei Ansatzpunkte: Verhaltensänderung der Nutzer durch bewussten Umgang mit Energie Einführung technischer Maßnahmen zur Energiereduktion. Zuletzt wird dann für die einzelnen Maßnahmen die Größenordnung der Einsparung abgeschätzt Organisatorische Maßnahmen Büro o Auf Bildschirmschoner verzichten o Rechner in der Mittagspause in den Ruhezustand versetzen o Mit einer abschaltbaren Steckdosenleiste den Rechner, Monitor und Peripheriegerät nach dem Arbeiten ganz vom Netz nehmen. o Steckernetzteile nach Arbeitsende vom Netz trennen o Sparschalter am Gerät nutzen o Sparsam kopieren o Möglichst auf den Aufzug verzichten Beleuchtung o Anzahl der Röhren reduzieren, wenn Helligkeitsrichtwert überschritten ist o Bedarfsgerechtes Zu- und Abschalten der Beleuchtung Lüftung und Klimatisierung o Fenster und Türen geschlossen halten o Betrieb von Ventilatoren und Klimaanlagen nur bei Bedarf o Optimierung der Betriebstemperatur Heizung o Stoßlüften o Verzicht auf elektrische Zusatzheizungen o Richtige Wahl der Raumtemperatur o Berücksichtigung interner und externer Wärmequellen o Wärmestau bei Heizkörpern vermeiden o Nachtabschaltung Küche o Kühlschränke regelmäßig abtauen o Kaffeemaschine mit Thermoskanne nutzen Schulung der Mitarbeiter Technische Maßnahmen Die technischen Maßnahmen zur Energiereduktion werden im nächsten Abschnitt genauer beschrieben und insbesondere auf ihre Wirtschaftlichkeit geprüft. 22

23 2.4 Wirtschaftlichkeitsbetrachtung der Verbesserungsmaßnahmen Folgende Maßnahmen werden für eine Einsparung an Endenergie empfohlen und anschließend mit dem Ist-Zustand des Energieverbrauchs des Gebäudes verglichen. Empfohlene Verbesserungen bestehend aus: 1. Austausch aller konventionellen Leuchtstoffröhren gegen LED-Röhren 2. Automatische Lichtsteuerung durch Bewegungsmelder in allen Toiletten (mit LED- Leuchtmittel) 3. Lichtsteuerung eines Raumes 4. Lichtsteuerung der Außenfassade 5. Geräte mit hoher Bereitschaftsleistung mit Wochenzeitschaltuhr ausstatten 6. Standby, Leerlauf und Schein-Aus durch abschaltbare Steckdosenleisten vermeiden 7. Austausch der Kühl- und Klimageräte Für die nachfolgenden Berechnungen wurden folgende Werte angenommen: Strompreis [ ] 0,16 Beleuchtungsdauer [h/d] 8h/d Arbeitstage [d/a] 240 In der nachfolgenden Tabelle sind die Prognosen der eingesparten Energiekosten für elektrische Energie nach einer Gesamtsanierung dargestellt. Danach werden die Einzelmaßnahmen und ihr Einsparpotential nochmals einzeln betrachtet. Zusammenfassung Gesamtmaßnahme: Werden alle oben aufgeführten Maßnahmen durchgeführt, würde sich folgende Einsparung ergeben: Investitionskosten [ ] Einsparung [ ] Amortisationszeit [a]: 55846, ,26 3,14 Im nachfolgenden Teil sind die Einzelmaßnahmen aufgeführt. 23

24 2.4.1 Austausch aller konventionellen Leuchtstoffröhren gegen LED-Röhren Durch den Austausch der Leuchtstoffröhren (LSR) mit LED Leuchtmitteln kann der Strombedarf der Leuchtmittel auf über 50% gesenkt werden. In der nachfolgenden Tabelle wurden für alle Sorten von LED-Röhren die Amortisationszeiten ermittelt. Leuchtmittelleistung LSR [W] (4x18) Nach Austausch LED-Röhre [W] (2x9) Lampenanzahl alt Lampenanzahl neu Gesamtleistung alt [kwh/a] , , ,52 Gesamtleistung neu [kwh/a] 42028,8 5114, ,88 Stromkosten alt [ /a] , , ,52 Stromkosten neu [ /a] 6.724,61 818,38 818,38 Ersparnis [ ] ,90 818, ,14 Preis LED Leuchtmittel [ ] 39,95 29,95 21,95 Investitionskosten [ ] , , ,20 Amortisationszeit [a]: 3,61 5,42 2,65 Würden jede 18W LSR eins zu eins gegen eine 9W LED-Röhre ausgetauscht werden, würde die Amortisationszeit bei 8 Jahren liegen. Deshalb werden in der Berechnung immer vier LSR gegen zwei LED- Röhren ausgetauscht. Daraus ergibt sich folgendes Einsparpotential: Investitionskosten [ ] Energiekosten LSR [ ] Energiekosten LED [ ] Einsparung [ ] Einsparung [%] Amortisationszeit [a] 50680, , , ,43 63% 3,55 24

25 2.4.2 Automatische Lichtsteuerung durch Bewegungsmelder in allen Toiletten Durch den Austausch der LSR gegen LED-Röhren und durch den Einbau von 3 Bewegungsmeldern in den Toiletten sind große Einsparungen möglich. Übersicht aller WCs im Gebäude: Geschoss Anzahl Leistung LSR in W Leistung LED-Röhre in W Anzahl der Bewegungsmelder UG WC_Herren WC_Damen EG WC_Herren WC_Damen Lager EG WC_Herren WC_Damen OG WC_Herren WC_Damen Lager 1.OG WC_Herren WC_Damen Gesamt Investitionskosten: Eine 58W LED-Röhre kostet 39,95 und der Bewegungsmelder 11,95. Rechnet man es hoch auf die benötigte Anzahl, dann kommt man auf Investitionskosten von 1.716,80 Einsparung: Durch eine Testmessung vor und nach dem Umbau in der Damen Toilette im 1.OG wurde deutlich, dass hier sehr viel Einsparpotenzial ist. Nach dem Umbau wird 2kWh am Tag weniger verbraucht. Da in dieser Toilette nur 3 LSR sind kann man davon ausgehen, dass in Toiletten mit 4 LSR noch mehr gespart werden kann. Daraus ergibt sich folgendes Einsparpotential: Investitionskosten [ ] Energiekosten LSR [ ] Energiekosten LED [ ] Einsparung [ ] Einsparung [%] Amortisationszeit [a] 1.716, ,01 208,24 889,76 81% 1,93 25

26 2.4.3 Lichtsteuerung eines Raumes Die Beleuchtung sollte so geregelt werden, dass das Ein- und Ausschalten automatisch über einen Lichtsensor erfolgt. Durch diese Verbesserungsmaßnahme soll gewährleistet werden, dass die Beleuchtung nicht unnötig an ist und damit Strom verbraucht. Durch die Optimierung soll das Tageslicht optimal ausgenutzt werden und Einschalten der Lampen nur bei Unterschreitung einer definierten Beleuchtungsstärke garantieren. Technische Ausführung: Die direkt an den Fenstern angrenzenden Lichtleisten werden mit 58W Leuchtstoffröhren betrieben (3x58W T8 LSR). Um eine günstige Lösung für das automatische Ein- oder Ausschalten zu ermöglichen werden eine Zeitschaltuhr, ein Dämmerungsschalter und ein Lichtsensor in die bestehende Schaltung integriert. In Abbildung 1 wird verdeutlicht, wie die Bauteile verschaltet sind. Die Relais werden in Reihe mit der Lampenzuleitung geschaltet. Damit die Zeitschaltuhr auch bei Ausgeschaltetem Schalter funktioniert, muss von einem anderen Stromkreis eine Versorgungsspannung zur Verfügung gestellt werden. Investitionskosten: Arbeitszeit für Installation Abbildung 15 Lichtsteuerung Investitionen Bruttokosten in [ ] Kosten Elektrofachkraft 50[ /h] 100 Zeitschaltuhr 40 Dämmerungsschalter 60 Gehäuse für Relais 10 NYM-I 3x1,5 10m 9,20 Sensorleitung 5m 5 Summe: 224,20 2h 26

27 Einsparung: Um eine genaue Abschätzung machen zu können, wie lange es an einem Tag hell genug ist, um das Licht auszulassen, sind Sonnenscheindauer und die daraus resultierende Beleuchtungsstärke ausschlaggebend. Für eine grobe Abschätzung wurde der Mittelwert der gesamten Sonnenstunden pro Monat von 2012 gebildet, um daraus einen realistischen Verbrauch zu berechnen. Amortisationszeit: Ergebnis: Abbildung 16 Energiekosteneinsparung Lichtsteuerung In dieser Graphik wird deutlich, dass sich solch ein Umbau erst ab einer Lichtsteuerung von mindestens 10 Leuchtstoffröhren wirtschaftlich lohnt. Im Göde-Gebäude würden dann für solch einen Umbau nur die beiden Lager in Frage kommen. 27

28 2.4.4 Lichtsteuerung einer kompletten Fassade Die Amortisationszeit verkürzt sich, je mehr Lampen an einer Lichtsteuerung angeschlossen sind. Daher liegt es nahe, die Schaltung der Fensterlichtreihen einer kompletten Fassade zu steuern. Dabei nehmen wir folgende Werte an Anzahl Büroräume: 9 Anzahl der Lampen: 27 Investitionskosten 300,00 Gesamtleistung der Lampen: P = 58 W * 27 = 1566W Vor dem Umbau: Nach dem Umbau: h d kwh E = P * t = 1,566kW * 4,5 * 240 = 1691, 28 d a a Einzusparende Stromkosten im Jahr: kwh Kosten = 1691,28 * 0,16 = 270,60 a kwh a Amortisationszeit: 300 m = = 1, 11a 270,60 a Daraus ergibt sich folgendes Einsparpotential: Investitionskosten [ ] Energiekosten vor dem Umbau [ ] Energiekosten nach dem Umbau [ ] Einsparung [ ] Einsparung [%] Amortisationszeit [a] ,08 270,60 210,48 44% 1,11 28

29 2.4.5 Geräte mit hoher Bereitschaftsleistung mit Wochenzeitschaltuhr ausstatten Durch eine Wochenzeitschaltuhr werden die Standby-Verluste vermieden. Alle Geräte die bestimmte Zeitspannen unnötig in Betrieb sind sollten mit Wochenzeitschaltuhren ausgestattet sein. Die Berechnungen beziehen sich nur auf die Drucker, da sie durchgehend eine hohe Bereitschaftsleistung haben. Mit der Zeitschaltuhr werden die Drucker nachts und am Wochenende vom Netz genommen. Zentraldrucker Konica Minolta Anzahl Bereitschaftsleistung [kw] Werktag [kwh] Wochenendtag [kwh] Woche [kwh] Jahr [kwh] mögliche Einsparung in [ ] 11 0,085 13,09 22,44 110, ,16 917,95 Zusätzlich kann gespart werden, wenn die Energiespartaste nach dem Benutzen gedrückt wird. Das gilt natürlich auch für alle anderen elektrischen Geräte mit solch einer Funktion. Angenommen wurde nur 4h an einem Werktag in der sich der Drucker im Energiesparmodus befindet. Zentraldrucker Konica Minolta Anzahl Einsparung Energie Spartaste[kW] Werktag [kwh] Woche [kwh] Jahr [kwh] mögliche Einsparung in [ ] 11 0,075 3,3 16, ,28 Investitonskosten: Eine geeignet Digitale Wochenzeitschaltuhr von Brennenstuhl kostet 12,95. Damit belaufen sich die Investitionskosten auf ungefähr 150. Daraus ergibt sich folgendes Einsparpotential: Investitionskosten [ ] Einsparung [ ] Amortisationszeit [a] ,95 0,16 29

30 2.4.6 Standby, Leerlauf und Schein-Aus durch abschaltbare Steckdosenleisten vermeiden Eine praktische Stromsparlösung sind abschaltbare Steckdosenleisten. Geräte ganz ausschalten spart Strom und bares Geld. Aber wer bückt sich schon gerne ständig unter den Schreibtisch oder tastet auf der Rückseite von Geräten nach Schaltern. Es gibt Steckdosenleisten mit separater Verbindungsleitung zwischen Schalter und Steckdosenleiste. Diesen Schalter könnte man dann auf dem Schreibtisch platzieren. Die Berechnungen beziehen sich nur auf alle Rechner und Monitore. Die Einsparungen können durchaus höher sein, je nachdem welche Geräte noch zusätzlich am Arbeitsplatz sind. Anzahl Schein-Aus Verbrauch [kw] Werktag [kwh] Wochenende [kwh] Woche [kwh] Jahr [kwh] mögliche Einsparung [ ] Rechner 300 0,004 16,8 28,8 141,6 7363, ,11 Monitor 300 0,001 4,2 7,2 35,4 1840,8 294,53 Gesamte Einsparung [ ] 1.472,64 In der Frühstückspause und in der Mittagspause sind der Monitor und der Rechner unnötig im Standby-Zustand. Fährt man den Rechner in den Pausen in den Ruhezustand und schaltet den Monitor aus, können ebenfalls Einsparungen getroffen werden. Anzahl Einsparung Ruhezustand in [kw] Werktag [kwh] Woche [kwh] Jahr [kwh] mögliche Einsparung [ ] Rechner 300 0,03 4,50 22, ,00 187,20 Monitor 300 0,02 1,00 5,00 260,00 41,60 Gesamte Einsparung [ ] 228,80 Investitonskosten: Eine geeignet Steckdosenleiste mit komfortablem, externem Schalter, vier Steckdosenanschlüssen und einer Permanent-Steckdose von Brennenstuhl kostet 9,95. Damit belaufen sich die Investitionskosten auf ungefähr An der Permanent-Steckdose können Geräte angeschlossen werden die durchgehend im Betrieb sein müssen oder Drucker die sonst täglich eine Druckerkopfreinigung durchführen. Daraus ergibt sich folgendes Einsparpotential: Investitionskosten [ ] Einsparung [ ] Amortisationszeit [a] ,64 2,04 30

31 2.4.7 Austausch der Kühl- und Klimageräte Durch die Analyse aller Kühl- und Klimageräte konnten wir folgende Erfahrungen dazugewinnen. Die Betrachtung der Typenschilder an den Klimageräten hat uns einen guten Überblick über die benötigte elektrische Leistung, sowie die erzeugte Kühlleistung verschafft. Ein möglicher Austausch von alten Klimageräten durch neue, bringt nicht die erhoffte Stromeinsparung, da selbst neue Geräte mit derselben elektrischen Leistung arbeiten. Dies wurde uns von der Firma Wieland bestätigt. Allerdings kann man durch den Austausch des Kühlmittels eine höhere Kühlleistung erzielen. Dies hätte wiederrum einen indirekten Einspareffekt zur Folge. Die Kühlgeräte in der Küche, sind zum größten Teil erst neu beschafft worden und entsprechen den neuestem Standard. Einsparungen von bis zu 50% können bei den alten Geräten wie dem Coca-Cola- Kühlschrank erzielt werden. Auch die alte Kühltheke muss erneuert oder ausgetauscht werden. 3. Wärmetechnische Untersuchungen 3.1 Wärmeverluste und gewinne Der Heizenergiebedarf (Q H ) ist die Energiemenge, die für die Heizung eines Gebäudes notwendig ist und setzt sich folgendermaßen zusammen: Mit: QT: Transmissionswärmeverluste Qv: Lüftungswärmeverlust Qi: Interne Gewinne Qs: Solare Gewinne Ausnutzungsgrad der Wärmegewinne (0,95) Transmissionswärmeverluste Darunter versteht man den Wärmeverlust über Gebäudeteile wie Außenwand, Kellerdecke, Dach usw. Um Transmissionswärmeverluste zu vermeiden, sollte die thermische Hülle des Gebäudes möglichst intakt sein, also wenig Wärmebrücken durch ungedämmte oder nicht ausreichend gedämmte Bauteile haben. In diesem Gebäude ist sowohl das Dach gedämmt als auch die Außenwände. Ob und wie die Wände gegen das Erdreich und die Kellerdecke, die in dieser Bilanz ebenso wichtig sind, gedämmt sind ist nicht bekannt. Gegebenenfalls müsste dies überprüft werden. Entsprechend sollten auch schwierige Stellen in der Gebäudehaut überprüft werden um mögliche Wärmebrücken zu vermeiden wie etwa Anschlusspunkte an der Attika, zwischen Außenwand und Fenster etc. Abbildung 17: Vereinfachte Darstellung der Thermischen Hülle 31

32 Lüftungswärmeverluste Lüftungswärmeverluste sind Wärmeverluste durch falsche oder unbewusste Lüftung. Um diese zu vermeiden, sollte ein Gebäude möglichst luftdicht sein. Messen lässt sich die Luftdichtigkeit mit einem Differenzdruckverfahren wie zum Beispiel dem Blower- Door- Test. So stellt man beispielsweise fest ob undichte Fenster und Türen warme Luft entweichen lassen, oder Kälte eindringen lässt, ob es ungewollten Luftaustausch über Schornstein, Kamine, Abluftanlagen und ähnliches gibt. Undichtigkeiten können bis zu 50kWh/m² pro Jahr an Wärmeverlusten ausmachen. Anlagenverlust Dies sind Verluste durch ineffektive Heizungs-und Lüftungsanlagen. Heizungen die mehr als 20 Jahre alt sind gelten, in der Regel, als veraltet. Regelung, Wirkungsgrad der Heizung und Pumpen sind nicht mehr zeitgemäß und können erhebliche Verluste verursachen. Eine neue Heizung kann eine gute Alternative zur alten sein. Höhere Energieausbeute bedeutet eine höhere Effizienz. Durch einen hydraulischen Abgleich, auch bei bereits installierten Heizungsanlagen, werden Regelung, und die Wärmeverteilung optimiert und es wird für eine gute Energieausbeute gesorgt. Einsparungen von 5-10% sind möglich. Nutzerverhalten Durch sorgsame Nutzung können bis zu 15% der Energiekosten eingespart werden. Die Nutzer sollten in das Energiekonzept des Gebäudes integriert werden, nur so lässt sich ein optimaler energieeffizienter Gebrauch sicherstellen. Die Sensibilisierung der Mitarbeiter kann beispielsweise durch Schulungen oder Rundmails realisiert werden. Interne / solare Gewinne Die solaren Gewinne, durch Fenster und Öffnungen, lassen sich vorerst nicht erhöhen. Interne Gewinne können erhöht werden, indem die Abwärme aus den Büros genutzt wird. Ebenso kann die Wärme der Abluft über einen Wärmetauscher zurückgewonnen werden. Theoretisch ist die Wärmerückgewinnung auch über das Abwasser möglich, lohnenswert ist das aber erst bei großen Wassermengen, wie etwa einem Schwimmbad und in diesem Gebäude vermutlich nicht rentabel. 32

33 3.2 Thermografische Untersuchungen der Gebäudehülle Die Thermografie ist eine bildgebende, objektive und zuverlässige Messmethode, um Oberflächentemperaturen berührungslos zu ermitteln. Mit ihr können an Gebäuden energetische Schwachstellen in kürzester Zeit erfasst werden. Das hierbei eingesetzte Messgerät nimmt für das menschliche Auge unsichtbare Wärmestrahlung auf und wandelt diese in sichtbare Wärmebilder um. Wärmeverluste oder Wärmebrücken werden durch die Thermografie sichtbar. Anhand der Infrarotaufnahmen können Maßnahmen zur Energieeinsparung effektiv geplant werden. Fachlich unsaubere Bauausführungen werden schnell und einfach dokumentiert. Verwendete Messtechnik: Wärmebildkamera Flir i 5 Auflösung 100x100 Pixel Empfindlichkeit 0,10 C Reflexionsgrad ρ 0,95 Außentemperatur -1 C Wärmebildaufnahmen der Außenhülle Logistik Logistik hinten Logistik Hintereingang Eingang Glasfassade Kantine Glasfassade Nebeneingang Abbildung 18 Wärmebildaufnahmen1 33

34 Pavillon EDV- Pavillon Ecke Pavillon EDV Pavillon Zufahrt Logistik-Pavillon Tec Pavillon Tec Pavillon Tec Innenhof Innenhof Unterkante Innenhof Unterkante Innenhof Innenraum Tec Innenraum Tec Abbildung 19 Wärmebildaufnahmen2 34

35 3.2.2 Auswertung der Aufnahmen: Bei einer Außentemperatur von -1 C konnten folgende Schwachstellen der Gebäudehülle anhand der Wärmebilder lokalisiert werden. Die größten Wärmeverluste treten an den Fenstern und Türen auf Weitere Schwachstellen zeigen sich an den oberen Abschlüssen der Außenwände, insbesondere des Versand- und Lagerbaus, sowie an den Anschlüssen Außenwand-Dach und Außenwand-Boden. 3.3 Vorschläge zur Energetischen Sanierung des Gebäudes Allgemeine Vorteile einer energetischen Sanierung Einsparung der Energiekosten Überschaubare Heizkosten Höhere Oberflächentemperaturen und bessere Temperaturverteilung im Raum Kostensicherheit durch geringe Abhängigkeit von Energiepreisschwankungen Um den Heizenergieverbrauch in einem Gebäude zu reduzieren, sollte folgendes beachtet werden: Gebäude auf Geschlossenheit der Dämmschicht überprüfen. Bei Bedarf, ergänzen bzw. verbessern (Dach, Wände, Kellerdecke, Fundament, Anschlusspunkte) Wärmedurchgangseigenschaften der Fenster überprüfen. Bei zu schlechtem U-Wert, einen Austausch in Betracht ziehen Wärmebrücken ausfindig machen und möglichst ausmerzen Undichtigkeiten in der Gebäudehülle finden, beheben (Fensterdichtungen, ungewollter Luftaustausch über Kamine und ähnliches) Heizungsanlage hydraulisch abgleichen, damit an jedem Heizkörper dieselbe Wärmemenge zur Verfügung steht. Effizienz der vorhandenen Klimageräte überprüfen (Klimatruhe, Abluftanlage auf dem Dach) Heizkörper sollten nicht durch Möbel und Vorhänge zugestellt und zugebaut sein. Heizungsluft sollte möglichst frei zirkulieren können Reflexionsfolie hinter den Heizkörpern sorgt für die Reflexion der Wärme in den Raum Türen zu kälteren Bereichen sollten stets geschlossen werden Türen und Fenster abdichten um kalte Zugluft zu vermeiden Nachts Rollläden und Vorhänge schließen Raumtemperatur auf ca. 20 C einstellen. Jedes Grad mehr bewirkt Mehrkosten durch Heizenergie von ca. 6% Stoßlüften anstatt Fenster in Kippstellung zu belassen Wenig frequentierte Räume sollten nur bei Bedarf beheizt werden 35

36 3.3.2 Sanierungsvorschläge Problemzone Versand Das momentane Heizsystem in den Versand- und Lagerräumen besteht aus Wandheizkörpern, Deckenheizkörpern und Lufterhitzern. Für die Größe der Halle und ihre Nutzung ist das wenig geeignet. Heizverluste über die Tore sowie das Hochregallager lassen den Schluss zu, dass dort Verbesserungsbedarf herrscht. Um die Situation zu verbessern, müsste man zum einen die Situation an den Öffnungen verbessern, sie öfter schließen und den Lamellenvorhang am Torschließbereich gegen etwas praktikableres austauschen, ein Tor mit Durchgang oder ähnliches. ( Vorschlag Hr. Pecher). Zum anderen empfiehlt sich, über eine andere Heizkörperart nachzudenken. Heizen durch Konvektion, also über das Medium Luft ist nicht sinnvoll für eine Halle, die große Verluste durch Lüftung hat. Strahlungswärme, wie sie etwa von Infrarotheizstrahlern ausgeht, wäre in diesem Fall wesentlich praktikabler. Wie bei der Sonne erwärmen die Strahlen nicht die Luft, sondern wandeln sich erst in Wärme um, wenn sie auf Gegenstände und Menschen stoßen. Abbildung 20 Prinzip Infrarotheizstrahler Bei einem Austausch oder einer Ergänzung des Heizsystems im Versand durch ein Infrarotstrahlsystem spart man in etwa 40% an Energie. Konkrete Zahlen sind schwierig zu ermitteln, abhängig ist der tatsächliche Energieverbrauch von der Wahl des Systems, Hell-oder Dunkelstrahler, die mit Gas oder Strom betrieben werden, Strahlungsplatten, die mit Warmwasser arbeiten, dem Lüftungsverlust des Raumes und vielem mehr. Fakt ist, dass durch die Verwendung einer Strahlungsheizung, kann die Temperatur um etwa 2 Grad gesenkt werden, was etwa 12% an Energiekosten spart. Ganz grob überschlagen, mit einer angenommenen Einsparung von 100 W/m², spart man etwa 300 kw. 36

37 Ist Zustand Versand Lüftungswärmeverluste Versand -Hochregallager Lufterhitzer Hochregallager Lüftungswärmeverluste Lamellenvorhang Lufterhitzer Torschließbereich Lufterhitzer Deckenheizkörper Abbildung 21 Ist Zustand Versand 37 Wandheizkörper

38 Beispiele für Infrarotstrahler in anderen Betrieben Dunkelstrahler Strahlungsband Abbildung 22 Infrarotstrahler Abwärme als Energiequelle Neben dem Senken des Verbrauchs ist es auch ratsam die Einkünfte zu erhöhen, denn auch betriebsintern ergeben sich Wärmequellen. Server beispielsweise erzeugen viel Wärme die man über einen Wärmetauscher dem Heizkreislauf zuführen kann. So könnte man die Abwärme der EDV nutzen um damit, je nach Höhe der Ausbeute, beispielsweise die Versandräume heizen. Zudem lässt sich Wärme aus der Abluft über einen Wärmetauscher zurückgewinnen und an die Zuluft weitergeben. Abluft Zuluft Heizung Prinzip Wärmerückgewinnung EDV Abwärme der EDV wird über Wärmetauscher dem Heizkreislauf zugeführt Abbildung 23 Wärmerückgewinnung Austausch der Fenster Bei einer Verbesserung des U-Wertes von 0,1W/m²K geht man von einer Einsparung von 1,2l Heizöl aus. Wenn man nun beispielsweise die Fenster austauschen würde, und statt der Fenster mit U-Wert 3,0W/m²K, Fenster mit einem U-Wert von 1,1 w/m²k einsetzt, so spart man etwa 27500m³ Erdgas, 55000kg CO 2 und etwa Bei einem angenommenen Preis von 300 /m², würden sich die Fenster in etwa 16 Jahren amortisieren. 38

39 Temperaturabsenkung der Heizungsanlage Da das Göde Gebäude zurzeit über keine Nacht- bzw. Wochenendabsenkung der Heizungsanlage verfügt, ist es zu überlegen, eine Temperaturabsenkung durch eine Regelung zu realisieren. Der Energieaufwand für die Beheizung von Gebäuden an kalten Tagen ist umso höher, je höher die Differenz zwischen Raumtemperatur und Außentemperatur ist. Deswegen kann die nötige Heizenergie reduziert werden, indem man die Raumtemperatur nachts absenkt. Dies führt insbesondere in nachts ungenutzten Büro- oder Fabrikationsgebäuden nicht zu Komforteinbußen, wird aber auch in Wohngebäuden häufig gut akzeptiert. Durch eine Nachtabsenkung kann man auch vermeiden, dass nachts und an Wochenenden unnötigerweise nachgeheizt wird, wenn am folgenden Tag starke Sonneneinstrahlung die Räume ohnehin aufheizt. Für ein schlecht gedämmtes Haus ist eine Nachtabsenkung sinnvoll. Der Brennstoffbedarf lässt sich damit um mehrere Prozentpunkte reduzieren, und unerwünschte Nebenwirkungen werden kaum auftreten. Höchstens könnte bei starker Nachtabsenkung und knapp bemessener Leistung des Heizkessels an kalten Tagen die Raumtemperatur morgens nicht rasch genug ansteigen. 4 Verkauf von LED-Röhren In Zeiten steigender Energiepreise lässt sich mit der Wahl des richtigen Leuchtmittels nicht unbeträchtlich Geld sparen. Die moderne Generation hochwertiger LED-Röhren beeindruckt durch ihre lange Lebensdauer und Wartungsfreiheit. Zwar sind LED Röhren im Allgemeinen teurer in der Anschaffung, zahlen sich aber schon nach kurzer Zeit durch ihren extrem niedrigen Stromverbrauch aus. Eine durchschnittliche Amortisationszeit von 3-5 Jahren macht LED zu einer attraktiven Investition mit einer sehr guten Rendite. Lampenanzahl Leuchtmittelleistung LSR [W] Nach Austausch LED-Röhre [W] Stunden am Tag in Betrieb [h] Tage im Jahr in Betrieb [d] Gesamtleistung alt [kwh/a] Gesamtleistung neu [kwh/a] Strompreis [ ] Stromkosten alt [ /a] Stromkosten neu [ /a] Ersparnis [ /a] , ,8 0, , , ,90 Umrüstung beim externen Kunden Umrüstung Göde Gebäude Preis LED Leuchtmittel VK/EK [ ] 58,00 38,00 Investitionskosten VK/EK [ ] , ,00 Amortisationszeit VK/EK [a]: 5,24 3,44 Stromkostenersparnis vom Stromkostenersparnis vom 5,24.Jahr bis zum 10.Jahr bei gleich 3,44.Jahr bis zum 10.Jahr bei gleich bleibenden Stromkosten bleibenden Stromkosten , ,04 Stromkostneersparnis bei jährlicher Strompreissteigerung von 6% Stromkostneersparnis bei jährlicher Strompreissteigerung von 6% , ,20 39

40 5 Abschließender Kommentar und Ausblick Die in der Projektarbeit erarbeiteten Verbesserungsvorschläge hinsichtlich des elektrischen Verbrauchs, zeigen ein großes Einsparpotenzial auf. Auf Grundlage der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung können im Jahr bis zu an Energiekosten eingespart werden. Bei der Betrachtung der thermischen Aspekte wurden auch viele Schwachstellen ausfindig gemacht, welche aber noch näher untersucht werden müssen um konkrete Zahlenwerte nennen zu können. In Anbetracht der jährlich steigenden Energiepreisen machen energieeffiziente Verbesserungen immer mehr Sinn, da sich die Investitionen dadurch schneller amortisieren. Eine zusätzliche Option wäre ein Vergleich der Stromanbieter durchzuführen, um einen noch günstigeren Tarif auszuhandeln. 40

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