Gebäudeautomation spart Energie

Transkript

1 Gebäudeautomation spart Energie Hans R. Ris Präsident GNI 8413 Neftenbach Energiemix Gebäudeautomation Normung Planung - Einsparpotenziale 1

2 Gebäudeautomation senkt Energieverbrauch Brennstoff 1 kg Spez.Heizwert MJ/kg kwh/kg Verbr. Luft Produktion CO 2 kg m 3 kg Erdgas 42 11,6 17,4 21,7 2,7 Erdöl 43 11,9 15,2 19,0 3,0 Benzin 46 12,8 14,8 18,5 3,0 Verbrennungsdaten - gerundete Werte Zürich morgens um 0800 bei - 12 C Gebäudeautomation ist keine Technologie stellt Funktionen für das Gebäude bereit. ist eine Methode zur Erreichung bestimmter Ziele (Energieeffizienz, Wirtschaftlichkeit, Komfort, Sicherheit ) Quelle: TA 2

3 GA verhindert unnötigen Energieverbrauch n Klimawandel n Energie-Effizienz n Minergie n 2000 Watt Gesellschaft n 1 Tonne CO 2 pro Person n Cleantech n Erneuerbare Energie n... 3

4 Gesamtenergie-Endverbrauch CH ,2 Mia. kwh (+ 4,4%), davon 48% in Gebäuden (Quelle: BFE) 4

5 Stromverbrauch CH ,8 Mia. kwh (+4%) davon 42,4% für Gebäudetechnik (Quelle BFE) 5

6 Die Nacht ist hell! Lichtanteil am Stromverbrauch: Weltweit 20% = 3200 Mia. kwh = 355mal Gösgen Europa 12% = 300 Mia. kwh = 33mal Gösgen Schweiz 15% = 8,7 Mia. kwh = 1mal Gösgen davon 9% Dienstl., Industrie, Gew. 4,5% Haushalt 1,5% Öffentliche Bel. Energieeinsparung: bis >> 50% problemlos möglich! 6

7 Sanierungsbedürftiger Gebäudebestand 2400 Mia. CHF Wiederbeschaffungswert "Bauwerk Schweiz" (Infrastrukturen und Wohnbauten) davon Mia. CHF für technische Infrastruktur und Mia. CHF für Wohnbauten 7

8 Bei der Planung beginnts 8

9 Gebäudeeffizienz erfordert 4 Kerndisziplinen Intelligente Gebäude- und Haustechnik, und eine funktionsstarke Gebäudeautomatisation Energieverbrauchs- Controlling während der gesamten Betriebsphase Betriebsoptimierung über die ersten 1 bis 2 Jahre 9

10 Detaillierte Messtechnik Mit Smart Metering hat der Kunde Zugriff auf alle relevanten persönlichen Energiedaten in seiner Liegenschaft. (Landis+Gyr) 10

11 Benchmarks: Vergleichbarkeit der Objekte Elektrizitätsverbrauch spezifisch '600 1'400 1'200 1'000 kwh/m² a ZH BLU Bellaria (150402) ZH M Pünt (150122) ZH M Albisriederplat (150327) ZH M BUELACH SUED (150196) ZH M Bassersdorf (150162) ZH M Birmensdorf (150189) ZH M Dielsdorf (150152) ZH M Dietlikon-Brunn (150169) ZH M EGLISAU (150192) ZH M Ebmatingen (150170) ZH M Enge (150303) ZH M Erlenbach (150185) ZH M Eschenbach (150160) ZH M FORCH-BURGWIES (150117) ZH M Faellanden (150153) ZH M Fuchsberg (150186) ZH M Glattbrugg (150056) ZH M Gossau (150182) ZH M Greifensee (150156) ZH M Grünau (150195) ZH M Hauptbahnhof (150184) ZH M Herdern (150013) ZH M Hirzenbach (150103) ZH M Hoengg (150002) ZH M Hoeschgasse (150116) ZH M Hombrechtikon (150181) ZH M In der Ey (150104) ZH M Jona (150178) ZH M Kiosk Park i G (150355) ZH M Kuesnacht (150157) ZH M Langnau a A (150168) ZH M Leimbach (150114) ZH M Maennedorf (150167) ZH M NIEDERDORF (150119) ZH M Naefels (150172) ZH M Niederhasli (150180) ZH M Niederurnen (150187) ZH M Oberengstringen (150161) ZH M PULS 5 (150118) ZH M Paradies (150313) ZH M Richterswil (150158) ZH M Rigiplatz (150115) ZH M Ruemlang (150171) ZH M Rueschlikon (150159) ZH M SCHMIEDE-WIEDIK (150120) ZH M STADELHOFEN (150007) ZH M Schaffhauserpla (150312) ZH M Schlieren-Gemei (150176) ZH M Schlieren-Kessl (150053) ZH M Siebnen (150199) ZH M Stockerstrasse (150111) ZH M Toblerplatz (150319) ZH M USTER WEST (150194) ZH M Urdorf (150151) ZH M Waffenplatz (150322) ZH M Wallisellen (150163) ZH M Wipkingen (150325) ZH M Wollerau (150191) ZH M Wollishofen (150008) ZH M ZURICH AIRPORT (150193) ZH M Zollikon-Dorf (150177) ZH M Zumikon (150190) ZH MEX Rapperswil (150188) ZH MM Adliswil (150062) ZH MM Affoltern a A (150070) ZH MM Brunaupark (150019) ZH MM Buelach (150059) ZH MM Dietikon (150065) Quelle: Migros 11

12 GA Gebäudeautomation und Normung GA-Effizienzklassen A B C GA-System-Effizienz Hochenergieeffizientes GA-System und TGM Höherwertiges GA-System und TGM Standard GA-System (Standardwert) D Nicht energieeffizientes GA-System oder nicht vorhanden GA-Effizienzklassen gemäss SN EN = SIA 386/110 12

13 GA Gebäudeautomation und Normung Thermische Energie Elektrische Energie GA-Effizienzklasse D C B A D C B A Büro 1,51 1 0,80 0,70 1,10 1 0,93 0,87 Vortragssaal 1,24 1 0,75 0,50 1,06 1 0,94 0,89 Schulen 1,20 1 0,88 0,80 1,07 1 0,93 0,86 Spitäler 1,31 1 0,91 0,86 1,05 1 0,98 0,96 Hotels 1,31 1 0,85 0,68 1,07 1 0,95 0,90 Restaurants 1,23 1 0,77 0,68 1,04 1 0,96 0,92 Handel und Verwaltung 1,56 1 0,73 0,60 1,08 1 0,95 0,91 Wohngebäude 1,10 1 0,88 0,81 1,08 1 0,93 0,92 Beispiele für GA-Effizienzfaktoren gemäss EN (Quelle Siemens) 13

14 GA Gebäudeautomation und Normung Beispiel Regelung der Beleuchtung Regelung entsprechend der Belegung 0 Manuell zu betätigender Ein-/Aus-Schalter GA-Effizienzklassen Wohngebäude Nicht-Wohngebäude D C B A D C B A 1 Manuell zu betätigender Ein-/Aus-Schalter + zusätzliches automatisches Ausschaltsignal 2 Automatisches Einschalten/Dimmen 3 Automatisches Einschalten/automatisches Ausschalten 4 Automatische Feststellung; manuelles Einschalten/manuelles Dimmen 5 Automatische Feststellung; manuelles Einschalten/automatisches Ausschalten Regelung des Tageslichteinfalles 0 Manuell 1 Automatisch GA-Effizienzklassen für Automatische Steuerungen und Regelung (Beispiel Beleuchtung) 14

15 GA Planung Einsparung von Beleuchtungsenergie bei verschiedenen Raumautomationsfunktionen gegenüber einem Referenzgebäude gemäss EN und DIN V (Quelle LonTech) Raumbezogene GA- Funktionen Konstantlichtregelung - präsenzabhängig - gedimmt Automatiklicht - geschaltet - präsenz-/helligkeitsabh. Einsparung 30 bis >50% 20 bis 45% Erwünschte Situation - gute Tageslichtverhältnisse - hohe Beleuchtungsstärke - hohe Effizienz mit Lamellennachführung - gute Tageslichtverhältnisse - hohe Beleuchtungsstärke Sonnenautomatik 5 bis 8% - gute Tageslichtverhältnisse Lamellennachführung 10 bis 13% - gute Tageslichtverhältnisse - hohe Effizienz mit Konstantlichtregelung Automatiklicht beliebig - geringe Anwesenheit 15

16 Nur die Raumautomation löst das Problem SBT, J. Baumann 16

17 Heizungs- und Regelungs IQ SBT, J. Baumann 17

18 Heizungs- und Regelungs IQ SBT, J. Baumann 18

19 GA Gebäudeautomation und Normung Optimierte Kühlung Lüftung - Heizung GA-Effizienzklasse C: - Anpassung an Belegungszeit - 1 K Temp.-Differenz zwischen Heizen und Kühlen GA-Effizienzklasse A: - Engere Anpassung an Belegungszeit - Kühltemp. Dynamisch - Lüftung belegungsabhängig 19

20 GA Planung HLK Einsparung von Heiz- und Kühlenergie bei verschiedenen Raumautomationsfunktionen gegenüber einem Referenzgebäude gemäss EN und DIN V (Quelle LonTech) Raumbezogene GA- Funktionen Zeitprogramm für Betriebsarten Einsparung Erwünschte Situation 5 bis 10% - lange Betriebszeit der Heizung - Leichtbauweise Präsenzumschaltung 5 bis 10% - längere Abwesenheiten Fensterüberwachung 5 bis 10% - Leichtbauweise Freie Nachtauskühlung beliebig - Durchströmung des Gebäudes Sommerkompensation beliebig - immer möglich Lastoptimierung beliebig - immer möglich Sonnenschutz- Thermoautomatik Zeitprogramm für Sonnenschutz bis 5% beliebig - gute Tageslichtverhältnisse - aussenliegender Sonnenschutz - geringere Auskühlung in den Nachstunden 20

21 Messkampagne Hochschule Biberach (D) Räumliche Anordnung der drei unterschiedlich automatisierten Seminarräume. Basis ist die EN 15232/SIA mit dem Automationsgrad A, B und C. 21

22 Messkampagne Hochschule Biberach (D) Elektrischer Energieverbrauch (Wh/h), bezogen auf die Belegungsstunden der unterschiedlich automatisierten Seminarräume. 22

23 Messkampagne Hochschule Biberach (D) Bereinigter Heizenergieverbrauch für den Monat März im Winter 2009/10 bzw. 2010/11. 23

24 Messkampagne Hochschule Biberach (D) Einsparpotenziale bei unterschiedlichen Lüftungsverhältnissen bei gekippten Fenstern. 100 % entspricht dauernd gekippten Fenstern während der Belegungszeit. 24

25 Das Planungsmuss Sensoren: Optimale Positionierung der Sensoren (Präsenzmelder, Fühler) hat massgeblichen Einfluss auf die Regelung. Komponenten: Auswahl abgestimmter Komponenten ist von grosser Bedeutung, da nur dadurch die Funktionsdefinition gewährleistet werden kann. Beispiel: Ventil und passender Ventilantrieb. Nutzerverhalten: Sämtliche Einspar-Ergebnisse sind sehr stark von dem projektspezifischen Nutzerverhalten abhängig. Automatisierungssystem: Um Veränderungen der Randbedingungen oder unterschiedliche Störgrössen berücksichtigen zu können, ist ein Gewerke übergreifendes Automationssystem für ein kontinuierliches Monitoring und eine permanente Optimierung eine unverzichtbare Basis. 25

26 Allerdings: der IQ ist immer relativ 26

27 zum Schluss.eine Empfehlung und mit dem eingesparten Geld ein. Wellness- Wochenende! ich wünsche mir das von der GNI zertifizierte Minergie-Raummodul recht herzlichen Dank! 27