Gebäudemanagement: Workshop Energiemanagement. Einleitung an der Medizinischen Hochschule Hannover

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1 Universität Ulm, R. Bopp Gebäudemanagement: an der Medizinischen Hochschule Hannover Beitrag der Universität Ulm: Wärme und Kälte HIS Praxisseminar Energiecontrolling u. Energieeffiziens in Hochschulen R. Bopp Seite 1 Einleitung Gebäudemanagement / Technik Seite: 1

2 Universität Ulm, R. Bopp Die Verfügbarkeit von Daten ist für ein Gebäude Management eine Voraussetzung für den kosteneffizienten Betrieb von Gebäuden und Anlagen. Einen wesentlichen Anteil an den Betriebskosten einer Universität stellen unter Anderem auch die Belastungen der benötigten Wärme- und Kältemengen für die Beheizung und Kühlung (Klimatisierung) der Hochschulgebäude dar. Insbesondere mit den in den letzten Jahren (und vor allem in den letzten Monaten) permanent steigenden Energiepreisen ist die zu den in einzelnen Gebäuden benötigtem Wärmeverbrauch und dem zu Kühlzwecken erforderlichem Kälteverbrauch zwingend erforderlich. Bedingt durch den täglichen, monatlichen aber auch jährlich wechselnden Wärme- und Kälteverbrauche in Folge der jahreszeitlichen Außentemperatur ist die dieser beiden Verbrauchsmedien erheblich aufwendiger. Auch ein Nachweis von Energieeinsparungen bei Wärme und Kälte ist hierzu viel schwieriger zu führen. Es ist deshalb neben einer geeigneten oftmals auch eine praktikable Nachweisführung zu einer durchgeführten Energieeinsparmaßnahme zu erstellen. Im Heizenergiebereich ist diese Problematik seit Jahrzehnten bekannt und man bedient sich hierbei der Korrektur mit Hilfe der Gradtagzahlen. Die Bereinigung der Wärmemengen - Verbräuche sowie einem zu Kühlzwecken erforderlichen Kälteverbrauch ermöglicht den Vergleich auf einheitlicher Basis. Durch die Korrektur werden klimatische Bedingungen bereinigt. Erst mit dieser durchzuführenden Maßnahme, der Bereinigung der Verbräuche um klimatische Einflussfaktoren kann eine systematische erst erfolgen. Gebäudemanagement / Technik Seite: 2

3 Universität Ulm, R. Bopp Ziele Am Ende meines Vortrages anlässlich des an der Medizinischen Hochschule Hannover soll jeder Teilnehmer in der Lage sein, den Wärme- u. Kälteverbrauch seiner Hochschule anhand der Gradtagzahlen oder der Monatsmitteltemperatur bereinigen zu können. Es werden die Grundlagen hierzu dargestellt und Quellenangaben genannt, wie die einzelnen Hochschulstandorte in der BRD sich in die Lage versetzen können, die hierzu vom Deutschen Wetterdienst (DWD) benötigten Basisdaten zur Bereinigung ihrer mit einzubinden. Des Weiteren wird eine Methode dargestellt, wie an Hand der Monatsmitteltemperatur eine mit hoher Präzision erstellte Verbrauchsbereinigung erfolgen kann, ohne auf die vom Deutschen Wetterdienst berechnete Gradtagzahlen angewiesen zu sein. Um das dargestellte Ziel zu erreichen sind die Folien des Vortrages und dieses Kurz- Manuskript (Handout) erforderlich. Weitergehende Literatur zu dieser Thematik ist u. A. auch aus der beigefügten Literatur- und Internet-Adressenangabe ersichtlich. Heizgradtage, Gradtagzahl Um einen Wärmeverbrauch bzw. einen Kälteverbrauch in einer Heizperiode / Kühlperiode zu ermitteln, zu kontrollieren und zu vergleichen, wurde insbesondere von der Heizungstechnik ausgehend, der Begriff der Gradtagzahl eingeführt. Dieses ist das Produkt aus der Zahl der Heiztage und dem Unterschied zwischen der mittleren Raumtemperatur und der mittleren Außentemperatur. Die mittlere Raumtemperatur t i ist vom Anwender einer Vergleichsberechnung mit Gradtagzahlen ggf. selbst festzulegen. Heute gelten hier zumeist 20 C, dies kann wie z. Bsp. für Krankenhäuser aber auch bei 22 C liegen. Gebäudemanagement / Technik Seite: 3

4 Universität Ulm, R. Bopp Als Grenztemperatur für Beginn und Ende der Heizung t am werden in der Regel heute 15 C angenommen (früher 12 C). Bei neuen Gebäuden mit Vollwärmeschutz wird sich die Tendenz wieder umkehren. Die Heizgrenze kann bei einer spezifischen Betrachtung niedriger, aber auch höher als mit 15 C festgelegt werden. Die Jahresheizgradtage, 100% sind dann mit dem zu Heizzwecken aufgebrachten Referenz-Jahresenergieverbrauch gleichzusetzen. (siehe Folie Seite 25) 100 % des Referenz-Jahresenergieverbrauches entsprechen somit 100% der Heizgradtage für dieses Kalenderjahr. Bezug / Quelle der Zahlenwerte zu Heizgradtage in Abhängigkeit zum Standort: Sofern bei einer Anwendung zur Berechnung des Wärmeverbrauches in Korrelation mit den Heizgradtagen kein Abonnement mit dem DWD zum Abruf der Heizgradtage besteht, können wie im Vortrag an Hand Folie Seite 21 aufgeführt, die Heizgradtage für 28 Orte in Deutschland kostenlos im Internet unter abgerufen werden. Zuvor muss jedoch noch eine Zuordnung des Standortes zur nächsten geeigneten Wetterstation erfolgen. Hierbei kann auch die Zonenkarte der DIN 4710 Bild 1 hilfreich sein. (siehe Folie Seite 24) Eine Zuordnung kann ggf. analog wie bei Energieausweisen entsprechend der nachstehend aufgeführten Verordnung des Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung erfolgen: Bekanntmachung der Regeln für Energieverbrauchskennwerte im Wohngebäudebestand, gültig vom 26. Juli 2007 In dieser Verordnung sind Zuordnungen der Wetterstationen des DWD zu Orten in ganz Deutschland nach Postleitzahlen dargestellt. (Hier ist nur ein Auszug aus Tabelle 2 zu dieser Verordnung wiedergegeben) Tabelle 2: Zuordnung der Postleitzahlen zu Wetterstationen PLZ_von PLZ_bis Stationsname Dresden Görlitz Lindenberg Leipzig nicht vergeben Leipzig Meiningen Erfurt Meiningen Erfurt Hannover Gebäudemanagement / Technik Seite: 4

5 Universität Ulm, R. Bopp Diese Verordnung kann auch als PDF-Datei im Internet herunter geladen werden: klima_umwelt_klimadaten_deutschland&t gsbdocumentpath=navigation %2FOeffentlichkeit%2FKlima Umwelt%2FKlimadaten%2Fspezialdaten%2FGTZ WESTEGTZ node.html nnn%3dtrue Kühlgradstunden G K Für Zwecke der Klimatisierung und Kühlung von Räumen, Laboren etc. muss bei höheren Außentemperaturen (z. Bsp. t am > 18 C) mittels Kühlregister der Klimaanlage, Umluftkühlgerät oder Kühldecken o.ä. die Raumtemperatur auf einer bestimmten Temperatur gehalten werden. Es wird deshalb bei höheren Außentemperaturen wie 18 C so genannte Kühlgradstunden G K berechnet, oftmals auch mit Kühlgradtage benannt. Unter Kühlgradstunden (Kühlgradtagen) G K versteht man das Produkt aus der Zahl der Kühlstunden und der Temperaturdifferenz zwischen der mittleren Außentemperatur und einer bestimmten Zuluft - Temperatur. (dto. wie bei Heizgradtage) Bei einer Ermittlung der Kühlgradstunden für einen bestimmten Ort durch den Deutschen Wetterdienst (DWD) ist der Grenzwert der Zuluft - Temperatur, ab dem der Kühlfall eintritt, zuvor festzulegen. Zumeist werden hier 18, 20 oder 22 Grad C angesetzt. In Folge der durch DWD ermittelten stündlichen mittleren Außentemperatur können dann die täglichen Kühlgradtage berechnet werden. Die Jahreskühlgradtage, 100% sind dann mit dem zu Kühlzwecken aufgebrachten Referenz-Jahresenergieverbrauch gleichzusetzen. (siehe Folie Seite 26) Die Berechnung der Kühlgradtage wird beim DWD nur auf entsprechenden Antrag für einen einzelnen Ort ausgeführt. Im Bereich Baden-Württemberg wird dies derzeit, in Folge Erfordernis Berechnung Energieeinsparung an der Universität Ulm bedingt durch Energie - Contracting und klimatischer Bereinigung der eingesparten Energie auf einheitliche Verbrauchswerte, beim regionalen Wetterdienst Stuttgart ausgeführt. Ersatzweise Berechnung der Gradtagzahl aus der Tagesmitteltemperatur Bedingt durch die mathematischen Zusammenhänge zur Ermittlung von Heizgradtagen oder Kühlgradtagen unter der Erfordernis, dass zur Ermittlung von Heizgradtagen ab einer Grenztemperatur, der mittleren Außentemperatur wie z.bsp. 18 C keine Gradtagzahlen mehr berechnet werden, Gebäudemanagement / Technik Seite: 5

6 Universität Ulm, R. Bopp bei Kühlgradtagen ab der Grenztemperatur wie z. Bsp. < 18 C kein Kühlfall mehr ansteht, ergeben sich dadurch geringe Abweichungen, sofern zur Berechnung stets nur die Tagesmitteltemperaturen eines Monates heran gezogen werden. Für eine Betrachtung / Kontrolle des Energieverbrauches für eigene Zwecke ist die Abweichung zu der offiziellen Berechnung des DWD aber tolerabel und ausreichend. Sofern Einsparungen von im Rahmen eines Energie-Contracting berechnet werden, sollte jedoch stets auf die exakten Berechnungen mittels Gradtagen des DWD zurückgegriffen werden. Tagesmitteltemperatur / Monatsmitteltemperatur / Jahresmitteltemperatur Die Berechnung der genauen, einzelnen Tagesmitteltemperatur durch den DWD ist etwas komplex und soll hier nicht näher ausgeführt werden, da der DWD nicht die genauen Stundenwerte des Tages sondern den Ableszeitpunkt stündlich zu exakten Sonnenstandszeiten vornimmt. (= (Weltzeit, Universal Time) Ersatzweise kann aber mit einem GLT System auch die Zuluft -Temperatur einer Klimaanlage einer ganztags im Schatten liegenden Außenluftansaugung, bzw. der Mittelwert einer Temperaturmessung an einem Gebäude auf der West und auf der Ost Seite herangezogen werden. Es ist 24-mal pro Tag, stündlich die Lufttemperatur abzufragen und daraus der Mittelwert zu bilden. Der Mittelwert stellt für diesen Tag die sogenannte Tagesmitteltemperatur dar. Die Summe aller Tagesmitteltemperaturen im Monat, dividiert durch die Anzahl der Kalendertage im Monat, ergeben die Monatsmitteltemperatur. Die Summe aller Monatsmitteltemperaturen im Jahr, dividiert durch die 12 Monate, ergeben die Jahresmitteltemperatur. (Eine Monatsmitteltemperatur für einen bestimmten Ort in der BRD kann gegen geringes Entgelt auch beim DWD bereits wenige Stunden zu einem neuen Monatsanfang abverlangt werden. Als neueste Serviceleistung bietet der DWD ab 2008 Gradtagzahlen und Gradtage auch online als sog. WESTE-Gradtagzahlen im Internet an unter: Die Kosten je WESTE-Auswertung (1 Station, 1 Monat mit täglichen Werten einer heiz-technischen Kenngröße bzw. 1 Jahr mit monatlichen Werten einer heiztechnischen Kenngröße) betragen dabei 14,28 EUR (inkl. gesetzlicher MWSt, Stand Jan. 2008) Gebäudemanagement / Technik Seite: 6

7 Universität Ulm, R. Bopp Sofern gewünscht kann jetzt täglich, zweckmäßig zumindest aber einmal im Monat eine Kontrolle der Wärmemengen- Verbräuche bzw. auch der zu Kühlzwecken erforderlichen Kältemenge mittels Monatsmitteltemperatur bewerkstelligt werden. Wie bei Verwendung von Gradtagszahlen ist jedoch die feste Vorgabe eines auf echten Verbrauchsdaten ermittelten Darfverbrauches = Referenzverbrauch erforderlich. Dieser Darfverbrauch im Contracting zumeist auch Baseline oder Referenzverbrauch genannt, stellt den so genannten 100% Verbrauch dar. Werden anschließend in einem Koordinatensystem die Monatsmittelwerte als Abszisse (X-Achse) sowie der monatliche Referenzverbräuch (Wärmeverbrauch oder Kälteverbrauch) als Ordinatenwerte (Y-Achse) eingezeichnet, erhält man daraus eine Punkteschar. (siehe hierzu Folie Seite 30) Mit der statistischen Methode der kleinsten Fehlerquadrate lässt sich eine Regressionsberechnung durchführen, die Funktion einer Gleichung 2. ter Ordnung (Parabel) oder eine Expotentialfunktion berechnen. Korrekter Weise wäre eine Hyperbel aus mathematischer Sicht betrachtet, die richtigere Funktion. Für den zu betrachtenden Teilbereich der anfallenden Monatsmittelwerte stellt eine Parabel oftmals aber eine zweckmäßigere Variante dar. Mit Hilfe des allg. gängigen PC-Programmes Excel der Fa. Microsoft und der darin enthaltenen Diagrammfunktionen sowie der Möglichkeit, ohne große mathematische Kenntnisse mit Hilfe von Excel in einem XY- Diagramm eine Trendlinie einzeichnen zu lassen, ist die Regressions-Berechnung sehr einfach auszuführen. Excel ist auch in der Lage, die Gleichung der Trendlinie auszugeben. (1.Trendlinie formatieren, 2.Optionen: 3. auswählen: Gleichung im Diagramm anzeigen) Somit kann jeder Anwender in einer Vergleichsberechnung auf der Basis der Monatsmitteltemperatur seine aktuellen Monatsverbräuche mit seinem Referenzverbrauch auf Basis der Trendlinie vergleichen. Dies kann direkt im Energie-Verbrauch / Monatsmitteltemperatur Koordinatensystem (XY-Diagramm) erfolgen (siehe Folien Seite 31 und 32) oder aber mit Hilfe von Excel, den ausgegebenen Parametern der Trendlinie in ein eigenständiges Monatsübersichts-Verbrauchsdiagramm eingebettet werden. (siehe Folie S ) Gebäudemanagement / Technik Seite: 7

8 Universität Ulm, R. Bopp Die Folie der Seite 35 zeigt die % Abweichungen der Vergleichsmethoden je Kalendermonat im Jahr 2004 auf: - mittels Gradtagberechnung zu Heizgradtage - mittels Methode Trendlinie aus Monatsmitteltemperatur Sofern ein GLT-System zur Vergleichsberechnung herangezogen wird, lassen sich auch die einzelnen Heizgradtage oder Kühlgradtage berechnen. An der Universität Ulm wurden hierbei bedingt durch die unterschiedlichen Messorte der Lufttemperatur, durchgeführt vom DWD und am Standort der Universität in Ulm, allerdings Abweichungen von bis zu einem Grad Celsius pro Kalendertag festgestellt. In der Monatsmitteltemperatur gleichen sich die Abweichungen zumeist bis auf wenig zehntel Grad Celsius aus. Viel Erfolg bei der künftigen Anwendung Roland Bopp Universität Ulm Dezernat V, Gebäudemanagement aufgestellt im Mai 2006, aktualisiert im März 2008 Gebäudemanagement / Technik Seite: 8

9 an der med. Hochschule Hannover Dez. V, Gebäudemanagement Seite 1

10 Herzlich Willkommen Zu meinem Vortrag Wärme und Kälte an der med. Hochschule Hannover Dez. V, Gebäudemanagement Seite 2

11 Den Mehrverbrauch und letztlich die Ursachen erkennen an der med. Hochschule Hannover Dez. V, Gebäudemanagement Seite 3

12 Den Verbrauch richtig berechnen können Wärmeverbrauch Kälteverbrauch überwachen Zum Energiemanagement gehört die in Abhängigkeit von der jeweiligen Außentemperatur an der med. Hochschule Hannover Dez. V, Gebäudemanagement Seite 4

13 Ziele der Die muss ein unerwartetes, geändertes Nutzerverhalten aufzeigen und bewerten helfen. Die muss Steigerungen im Verbrauch in Folge technischer Umbauten ausweisen. Die muss Störungen in der Erfassung selber sichtbar darstellen. Der Aufwand der Verbrauchserfassung und der Ertrag müssen in sinnvollem Verhältnis zueinander stehen. Bedingt durch jahreszeitliche Zu- / Abnahme im Wärme und Kälteverbrauch muss die jahreszeitliche Veränderung nach Sollvorgaben berechenbar sein. Die Bereinigung der Verbräuche ermöglicht den Vergleich auf einheitlicher Basis an der med. Hochschule Hannover Dez. V, Gebäudemanagement Seite 5

14 Normen zu Eine Richtschnur der witterungsabhängigen der Heiz- und Kälteenergie für unterschiedlichste Gebäude ist die Berechnung mittels Gradtagzahl, sogenannte Heiz- und Kühlgradtage. VDI 2067 Blatt 1 Technische Regel, Wirtschaftlichkeit gebäudetechnischer Anlagen Grundlagen und Kostenberechnung- VDI 3807 Blatt 1 Technische Regel, Energieverbrauchskennwerte für Gebäude; Grundlagen VDI 3807 Blatt 1 Entwurf Technische Regel, Entwurf, Energie- und Wasserverbrauchskennwerte für Gebäude - Grundlagen VDI 3807 Blatt 2 Technische Regel, Energieverbrauchskennwerte für Gebäude - Heizenergie- und Stromverbrauchskennwerte VDI 4710 Technische Regel, Statistiken meteorologischer Daten zur Berechnung von heiz- und raumlufttechnischen Anlagen in Deutschland VDI 4710 Blatt 2 Technische Regel, Entwurf, Meteorologische Daten in der technischen Gebäudeausrüstung - Gradtage an der med. Hochschule Hannover Dez. V, Gebäudemanagement Seite 6

15 Durchführung der Als eine mögliche Lösung der Problematik wird an der Universität Ulm derzeit regelmäßig der tatsächliche, gebäudeabhängige Verbrauch ermittelt und mit dem wetterabhängigen Referenz-Verbrauch verglichen. Die Zählerstände werden manuell 1 mal monatlich bei einem Anlagenkontrollgang erfasst. Die Daten werden in entsprechende Excel-Dateien eingetragen. Die Daten werden in weiteren Excel-Dateien automatisch übernommen und Berechnungen werden von Excel selbständig ausgeführt. Abweichungen / Störungen im Verbrauch werden jeweils monatlich zum Monatsanfang in den einzelnen Diagrammen erkannt. Ursachen werden umgehend ergründet und die Begründungen in den Diagrammen bei den Abweichungen notiert. an der med. Hochschule Hannover Dez. V, Gebäudemanagement Seite 7

16 Der Campus der Uni Ulm: B C O27 O28 A Uni West 2. BA Uni West 1. BA Bibliothek an der med. Hochschule Hannover Dez. V, Gebäudemanagement Seite 8

17 Zählerstruktur in Schematas darstellen: an der med. Hochschule Hannover Dez. V, Gebäudemanagement Seite 9

18 Zweckmäßige Zählerinfrastruktur Energiecontrolling bei kostenintensiven Verbrauchern Mindestens 90 % aller Verbräuche per Zählung erfassen > m² NGF oder Jahresverbrauch > 500 MWh >> Gebäude / Verbräuche differenzierte Verbrauchserfassung an der med. Hochschule Hannover Dez. V, Gebäudemanagement Seite 10

19 Verbrauchsaufzeichnung: am Anfang steht die Zahl Die monatliche Ablesung, Erfassung der Zählerstände steht am Anfang der Verbrauchsüberfassung Es folgt die Differenzbildung, die Verbrauchsberechnung für den laufenden Monat Anschließend folgt die grafische Darstellung der monatlichen Verbräuche an der med. Hochschule Hannover Dez. V, Gebäudemanagement Seite 11

20 Verbrauchsaufzeichnung einzelne Monate MWh 700 Monatsverbrauch Heizenergie Jahr Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez an der med. Hochschule Hannover Dez. V, Gebäudemanagement Seite 12

21 Verbrauchsaufzeichnung aktuelles Jahr und Vorjahr MWh 700 Monatsverbrauch Heizenergie Jahr 2004 Jahr Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez an der med. Hochschule Hannover Dez. V, Gebäudemanagement Seite 13

22 Verbrauchsaufzeichnung mit Gradtagzahlen an der med. Hochschule Hannover Dez. V, Gebäudemanagement Seite 14

23 Verbrauchsaufzeichnung mit Gradtagzahlen an der med. Hochschule Hannover Dez. V, Gebäudemanagement Seite 15

24 Verbrauchsaufzeichnung mit Gradtagzahlen an der med. Hochschule Hannover Dez. V, Gebäudemanagement Seite 16

25 Gradtagzahlen nach Vorgaben des Deutschen Wetterdienstes Die Heizgradtage bzw. auch die Kältegradtage (Gradtagzahlen) gestatten Rückschlüsse auf den Klima bedingten Heizenergie-Verbrauch und dienen der Kontrolle des Wärme- oder des Kälteverbrauchs. Gradtagzahlen sind ab 2008 auch online als sog WESTE-Gradtagzahlen vom DWD zu beziehen an der med. Hochschule Hannover Dez. V, Gebäudemanagement Seite 17

26 Gradtagzahlen nach Vorgaben des Deutschen Wetterdienstes Mathematische Darstellung an der med. Hochschule Hannover Dez. V, Gebäudemanagement Seite 18

27 Gradtagzahlen nach Vorgaben des Deutschen Wetterdienstes an der med. Hochschule Hannover Dez. V, Gebäudemanagement Seite 19

28 Darstellung der Gradtagszahlen-Berechnung DWD ermittelt für eine Vielzahl von Orten in der BRD stündlich Klimadaten und für die Gradtagsberechnung die Lufttemperatur in 2 m Höhe über Erdboden. Alle 24 Messwerte, erfasst von 0 Uhr bis 23 Uhr eines Tages, werden als Mittelwert zum Tagesmittelwert berechnet. Ein Heizgradtag ergibt sich, sofern der Tagesmittelwert weniger als 15 C beträgt. Zumeist wird 15 C als Heizgrenze angesetzt. Die Anzahl der Heizgradtage für den jeweiligen Kalendertag wird aus der Differenz zu Sollraumtemperatur Tagesmittelwert berechnet Aus den Tagesmittelwerten wird die Monatsmitteltemperatur berechnet Tagesmittelwert am : -1,7 C für Soll Raumtemperatur : +20 C Heizgradtage für : 20 C (-1,7 C) = 21 Kelvintage Die Summe aller Kelvintage im Monat ergibt die Heizgradtage für den Kalendermonat und daraus wieder für das Kalenderjahr an der med. Hochschule Hannover Dez. V, Gebäudemanagement Seite 20

29 Gradtagszahlen im Internet Für 28 Orte in Deutschland monatlich Gradtagzahlen kostenlos im Internet: Nachteil: Meist nicht monatsaktuell, sondern erst nach ca. 6 8 Wochen abgebildet. Nur grob für jede Klimazone Gradtagzahlen frei zugänglich veröffentlicht. Kühl-Gradtagzahlen werden nur auf Antrag (Abonnement) berechnet. an der med. Hochschule Hannover Dez. V, Gebäudemanagement Seite 21

30 Gradtagszahlen im Abonnement v. DWD an der med. Hochschule Hannover Dez. V, Gebäudemanagement Seite 22

31 WESTE-Tagesmitteltemperaturen vom DWD online übers Internet an der med. Hochschule Hannover Dez. V, Gebäudemanagement Seite 23

32 Klimazonen der BRD bez. Gradtagzahlenermittlung Auszug aus DIN 4701 Bild 1 Gradtagzahlenkarte des DWD an der med. Hochschule Hannover Dez. V, Gebäudemanagement Seite 24

33 Gradtagzahlen des DWD und monatlicher Darfverbrauch Heizgradtage ,7% Gradtagszahlen mit monatl. Darfverbrauch ,4% ,6% 327 8,0% 260 6,3% 100 2,4% ,4% 0,9% 139 3,4% 310 7,5% ,4% ,9% Jan 04 Feb 04 Mrz 04 Apr 04 Mai 04 Jun 04 Jul 04 Aug 04 Sep 04 Okt 04 Nov 04 Dez 04 Kalendermonat % Verbrauch zum Jahresverbrauch 20% 19% 18% 17% 16% 15% 14% 13% 12% 11% 10% 9% 8% 7% 6% 5% 4% 3% 2% 1% 0% Kalendermonat Heizgradtage lt. DWD Gradtage entspr. % v. Jahr Januar ,7% Februar ,4% März ,6% April ,0% Mai ,3% Juni ,4% Juli ,4% August ,9% September ,4% Oktober ,5% November ,4% Dezember ,9% Summe ,0% an der med. Hochschule Hannover Dez. V, Gebäudemanagement Seite 25

34 Gradtagzahlen des DWD und monatlicher Darfverbrauch Kühlgradtage 80 Gradtagszahlen mit monatl. Darfverbrauch % Ve r b rau ch zu m Jahresverbrauch 50% Kalendermonat Kühlgradtage lt. DWD ,5% 45% 40% 35% Gradtage entspr. % v. Jahr Januar ,0% Februar ,0% März ,4% 50 28,9% 30% April ,5% Mai ,8% ,0% 20 12,3% ,8% 1,6% 0,4% 1,5% Jan 04 Feb 04 Mrz 04 Apr 04 Mai 04 Jun 04 Jul 04 Aug 04 Sep 04 Okt 04 Nov 04 Dez 04 25% 20% 15% 10% 5% 0% Juni ,0% Juli ,9% August ,5% September ,3% Oktober ,6% November ,0% Dezember ,0% Summe ,0% Kalendermonat an der med. Hochschule Hannover Dez. V, Gebäudemanagement Seite 26

35 Gradtagzahlen des DWD / Jahresmitteltemperatur an der med. Hochschule Hannover Dez. V, Gebäudemanagement Seite 27

36 Gradtagverbrauch - Istverbrauch Für die Festlegung des Referenzverbrauches ist zu berücksichtigen ( = 100 % des Jahres-Verbrauches, Darfverbrauch ) : Bei der Berechnung mit Gradtagzahlen ergibt sich bei einer mittleren Außentemperatur von > 15 C kein Gradtag mehr. Bei Gebäuden mit Lüftungsanlagen ist zumeist die Außenluft mit ϑ > 15 C aber noch zu erwärmen. In den Monaten Mai bis September ist oft trotz abgeschalteter Heizungsanlage ein Grundbedarf, (Wirtschaftswärme) erforderlich. Dies ist für Dampferzeugung, Warmwassererwärmung, Erwärmung abgekühlter Luft für Entfeuchtungszwecke bei Klimaanlagen mit zu berücksichtigen. Diese Fakten sind bei der 100 % Zuscheidung des Jahreswärmebedarfs einzubeziehen. Alternativ ist auch eine Berechnung auf Basis der Monatsmitteltemperatur möglich. Die Berechnungsformeln, die Zuordnung zum Darfverbrauch (in der Art wie für Heizgradtage und Kühlgradtage) sind hier aber nicht genormt. an der med. Hochschule Hannover Dez. V, Gebäudemanagement Seite 28

37 Monatsmitteltemperatur - Istverbrauch Für die Festlegung des Referenzverbrauches (100 % des Jahres-Verbrauches) ist ein Jahr oder besser der Mittelwert mehrer Jahre des zu untersuchenden Gebäudes als Sollvorgabe (Referenz) anzusetzen: Die Monatsverbräuche der Energie für Beheizung oder Kühlung (Klimatisierung) sind in einem Diagramm mit Monatsmittelwerten als Abszisse einzutragen. In diesem Diagramm kann eine Trendlinie eingezeichnet werden, die den so genannten Referenzwert in Abhängigkeit von der Außentemperatur vorgibt. Abweichungen von dieser Trendlinie (Referenzwert) sind Mehr- oder Minder- Verbräuche, die es zu untersuchen gilt. Mit entsprechenden Kenntnissen in MS-Excel lassen sich diese grafische Darstellungen der Abweichungen auch automatisieren. Für jedes zu untersuchende Gebäude ist eine eigene Trendlinie ( = Reverenzverbrauch) zu berechnen. an der med. Hochschule Hannover Dez. V, Gebäudemanagement Seite 29

38 Monatsmitteltemperatur - Istverbrauch an der med. Hochschule Hannover Dez. V, Gebäudemanagement Seite 30

39 Monatsmitteltemperatur - Istverbrauch an der med. Hochschule Hannover Dez. V, Gebäudemanagement Seite 31

40 Monatsmitteltemperatur - Istverbrauch an der med. Hochschule Hannover Dez. V, Gebäudemanagement Seite 32

41 Monatsmitteltemperatur - Istverbrauch an der med. Hochschule Hannover Dez. V, Gebäudemanagement Seite 33

42 Monatsmitteltemperatur - Istverbrauch an der med. Hochschule Hannover Dez. V, Gebäudemanagement Seite 34

43 Vergleich Monatsmitteltemperatur zu Gradtage an der med. Hochschule Hannover Dez. V, Gebäudemanagement Seite 35

44 Thesen zur (Zusammenfassung) Für eine sind die von den Energieversorgungsunternehmen zur Verfügung gestellten Daten nicht ausreichend. Die erfordert eine vorherige Bereinigung der Zählersituation sowie Kenntnisse zum Verhalten der Nutzer. Die ist nur sinnvoll, wenn hieraus Konsequenzen gezogen werden. Die reine Erfassungstätigkeit reicht nicht aus. Aus der resultierende Veränderungen des Nutzerverhaltens sind nur erreichbar, wenn die Verbräuche transparent gemacht werden und ggf. vergleichende Darstellungen mit anderen Objekten erfolgen. Bedingt durch jahreszeitliche Zu- / Abnahme im Wärme und Kälteverbrauch muss eine Korrektur in Korrelation mit den Gradtagen des DWD erfolgen. an der med. Hochschule Hannover Dez. V, Gebäudemanagement Seite 36

45 Datei: 3 Literaturnachweis.xls HIS Praxisseminar Energiecontrolling und Energieeffizienz in Hochschulen Thema: Wärme und Kälte Verfasser: Roland Bopp Universität Ulm im Mai 2006 / März 2008 Verwendetete Literatur und Internetadressen Verfasser Bezeichnung Literatur Verlag ISBN Nummer Recknagel Sprenger Schramek Taschenbuch für Heizung+KlimaTechnik 05/06 Oldenbourg Industrieverlag München ISBN Deutsche Norm DIN 4710 Norm, Statistiken meteorologischer Daten zur Berechnung des Energiebedarfs von heiz- und raumlufttechnischen Anlagen in Deutschland Beuth Verlag Internetadresse Bezeichnung Bemerkung 1. Download 2. Berechnungswerkzeuge Software Gradtagzahlen in Deutschland ( ) MS Excel Anwendung zum Herunterladen Excel Berechnungsblatt zur Bestimmung der tatsächlichen Heizgradtage bzw. der Gradtagszahl für 42 deutsche Wetterstationen (Daten des Deutschen Wetterdienstes) von 1990 bis Dezember 2005 sowie dem Verhältnis zum langjährigen Mittel der Stationen. Berechnung für beliebige Raum- und Heizgrenztemperaturen zur Gradtagszahlkorrektur von gemessenen Heizenergieverbäruchen, MS-Excel Es ist eine jährliche Aktualisierung der Daten immer im Mai geplant. Deutscher Wetterdienst Die Gradtagzahl HEV Statistik Heizgradtage Gradtagzahlen, Heizgradtage Heizgradtage Monatswerte für Vielzahl von Orten in der Schweiz Klimabereinigung des Heizenergieverbrauchs Unterschied Gradtagzahlen und Heizgradtage fachbegriffe/hgt.htm Heizgradtage (HGT, HGT 20/12 ) 1. Suchbegriff "Heizgradtage" 2. gradtagszahlen.html Definitionen zu Heizgradtagen und Heiztagen Die Aachener Heizgradtage Google Suche zu: "Energiebericht" Diverse Energieberichte Deutscher Städte, u.a. für Stadt Bocholt Energiemanagement Stochastik für Informatiker, Regressionsrechnung (Download) : Marktspiegel pdf-dokument (291 KB) zu Software Marktspiegel zu Energiemanagement Software zum Stand Okt Lineare, quadratische und exponententielle Regression

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