Smart Home: Aktuelle Trends, Entwicklungen und Projektergebnisse Prof. Dr.-Ing. Viktor Grinewitschus Hochschule Ruhr West und EBZ Business School

Transkript

1 Energietage Berlin Smart Home: Aktuelle Trends, Entwicklungen und Projektergebnisse Prof. Dr.-Ing. Viktor Grinewitschus Hochschule Ruhr West und EBZ Business School Prof. Dr. Volker Eichener

2 Gliederung Möglichkeiten zur effizienten Senkung des Energieverbrauches in Wohngebäuden senken? Bauphysik Anlagentechnik Nutzerverhalten Rolle der Smart Home Technologie bei der Energieeffizienz Ergebnisse aus der Praxis Fazit V. Grinewitschus,

3 Energiewende auch in der Innovation City Bottrop V. Grinewitschus,

4 Entwicklung Energieverbrauch im privaten Haushalt 900 Energieverbrauch Haushalte [Mrd kwh/a] Energieverbrauch 400 hat sich in den letzten 20 Jahren kaum geändert Gebraucht werden Maßnahmen mit 300 großem Potential 200 schneller Umsetzbarkeit 100 großer Wirtschaftlichkeit 0 Energieverbrauch 10 Periode gleit. Mittelw. (Energieverbrauch) Quelle: destatis V. Grinewitschus,

5 Gebäudebestand: Energetischer Standard Quelle: Techem Energiekennwerte 2012 V. Grinewitschus,

6 Alter der Heizungsanlagen im Bestand V. Grinewitschus,

7 Kesselnutzungsgrade im Bestand Quelle: Techem Energiekennwerte 2012 V. Grinewitschus,

8 Abhängigkeit des Energieverbrauches vom Nutzerverhalten Energieverbrauch unsanierter Altbau in Bottrop Durchschnittlicher Energieverbrauch: 171 kwh/(m2*a) Mieter Heizfläche [m2] Energieverbrauch Mieter [kwh/(m2*a)] Abweichung Verbrauch vom Durchschnitt Mieter 1 61,04 117,50-31,42 Mieter 4 61,04 211,07 23,20 Energieverbrauch sanierter Altbau in Bottrop Durchschnittlicher Energieverbrauch Heizung 90,9 kwh/[m2*a] Mieter 1 91,44 78,56-22,64 Mieter 3 67,40 135,62 49,20 Neubau in Bottrop Durchschnittlicher Energieverbrauch 82,3 kwh/(m2*a) Mieter 2 92,15 46,09-44,02 Mieter 6 52,06 139,54 69,49 V. Grinewitschus,

9 Senkung des Energieverbrauches in Gebäuden 275 /m2-420 /m2 20 /m2-50 /m2 2 /m2-15 /m2 2 /m2-20 /m2? Energetische Gebäudesanierung Erneuerung der Anlagentechnik Optimierung der Betriebsführung Nutzerassistenz V. Grinewitschus,

10 Zwischenfazit Großes Potenzial in den genannten Bereichen Kosten: Energetische Gebäudesanierung (275 /m2-420 /m2) Erneuerung der Anlagentechnik (20 /m2-50 /m2) Optimierung der Betriebsführung (2 /m2 15 /m2) Assistenz des Nutzers ( 2 /m2-20 /m2) V. Grinewitschus, Quelle. Dena, eigene Recherche

11 Das Pareto-Prinzip V. Grinewitschus,

12 Steigende Anforderungen an die Energieeffizeinz von Gebäuden V. Grinewitschus,

13 Reduzierung der CO2-Emissionen um 80 % bis 2050 Notwendige Investitionen für die energetische Gebäudesanierung 2013 V. Grinewitschus,

14 V. Grinewitschus,

15 Energetische Gebäudesanierung Betrachtung eines Drei-Familienhauses V. Grinewitschus,

16 Berechnung der Amortisationszeiten Jahre V. Grinewitschus,

17 Tatsächliche und prognostizierte Einsparung nach Dämmung in einem Dreifamilienhaus Abhängigkeit der Abschätzungen von der gewählten Software: Real gemessen [kwh/jahr] Software Casanova [kwh/jahr] Software Bedarfsausweis ArchiNea [kwh/jahr] Vor Dämmung Nach Dämmung Einsparung durch Dämmung Quelle: Stens 2013 V. Grinewitschus,

18 Untersuchungen in den Niederlanden Quelle: Majcen, Itard, Visser, 2013 V. Grinewitschus,

19 Deutliche Abweichungen vom berechneten Bedarf und dem realen Verbrauch Quelle: Techem Energiekennwerte 2012 V. Grinewitschus,

20 Prebound- und Rebound Effekt Quelle: Sunnika-Blank / Galvin 2012 V. Grinewitschus,

21 Effizienzpotenzial und Effizienz V. Grinewitschus,

22 SusLabNWE - Infrastruktur für nutzerintegrierte Nachhaltigkeitsinnovationen - Projektdaten Eckdaten Laufzeit: 01/ /2015 Volumen: 5.12 Mio. (FG4: ) Auftraggeber: INTERREG IVB (49% Finanzierung), Kofinanzierung Deutschland Ministerium für Innovation, Wissenschaft und Forschung des Landes NRW Beteiligte Partner: TU Delft (Lead), Imperial College London u.a.; Deutschland: WI (FG4), Hochschule Ruhr West, InnovationCity Ruhr Kurzbeschreibung Implementierung und Pilotierung einer Europäischen Forschungsinfrastruktur für nutzerintegrierte Entwicklung von nachhaltigen Produkt-Dienstleistungssystemen (Fokus: Sustainable Homes) Ziel ist es, an 4 Standorten in Europa (Rotterdam (NL), Ruhrgebiet (DE), London (UK), Göteborg (SE)) eine Infrastruktur zur transdisziplinären Erforschung von Nutzer-Technologie zu errichten. Impact Führendes Wissensnetzwerk für nachhaltigkeitsorientierte LivingLabs mit einer neuen Testinfrastruktur für Unternehmen (Großunternehmen und KMU), Forschungsinstitute und politische Entscheidungsträger Gemeinsame Pilotanwendung im Bereich Heizung/Raumwärme: Optimierung des Systems Fachpublikationen, Vorstellung auf wissenschaftlichen Konferenzen V. Grinewitschus,

23 Anschreiben an die Teilnehmer der Energieberatung V. Grinewitschus,

24 Energieverbrauch und Datenschutz V. Grinewitschus,

25 Wärmeverbrauch der untersuchten Liegenschaften Spezifischer Wärmeenergieverbrauch [kwh/m²a] MFH Heizung (Gas) MFH Heizung und WW (Gas) MFH Heizung (Öl) MFH Heizung und WW (Öl) MFH Heizung Fernwärme MFH Heizung (WP Wasser) MFH Heizung und WW (WP Wasser) EFH Heizung und WW (Luft) EFH Heizung und WW (WP Wasser) EFH Heizung (Gas) EFH Heizung und Warmwasser (Gas) EFH Heizung und WW (Öl) Baujahr der Wohneinheit V. Grinewitschus,

26 Kalkulierter Jahresenergieverbrauch der Probanden V. Grinewitschus,

27 Mittlere Temperatur in Wohnzimmern Mittlere Temp. Morgen Mittlere Temp. Abend Mittlere Temp. Tag Mittlere Temp. Nacht Mittlere Raumlufttemperatur [ C] Proband -ID V. Grinewitschus,

28 Energieverbrauch in Abh. der Raumtemperatur V. Grinewitschus,

29 CO2-Konzentration und Temperatur (Proband mit überdurchschnittlichem Verbrauch) CO2 [ppm] T [Grad C] 23 V. Grinewitschus,

30 CO2-Konzentration und Temperatur (Proband mit durchschnittlichem Verbrauch) V. Grinewitschus,

31 Wie heben wir das Effizienzpotenzial? V. Grinewitschus,

32 Energieeffizienz im Smart Home. Remote- Navigation (Access & Messaging) Security Effizienzsteigerung durch Hausautomatisierung Home-Navigation Feedback an den Nutzer geben Wärmeerzeugung und Wärmebedarf abstimmen Einfache Zeitsteuerung des Raumklimas ermöglichen Funk Unterstützung bei der Wohnraumlüftung Service geben Last Mile Gateway Systematische Auswertung der Effekte Sicherheits- Leitstellen Gerätewartung SmartHome- Plattform ISDN POTS XDSL PLC GSM UMTS Control & Maintainance Homebus,, Funk, Powerline Metering Businessmodelle: Dienstleistungen Plattform Zugang Gateway User-Interface Netzwerke Geräte V. Grinewitschus,

33 Smart Home Lab an der HRW in Bottrop Detaillierte Erfassung des Raumklimas und Vermessung der Energieflüsse Simulationsmodell für Energieverbrauch und Raumklima Test der Wirkung von Assistenzfunktionen mit den Probanden aus den Messungen Erprobung der Lösungen in der kommenden Heizperiode im Feld Ermittlung der Effizienzsteigerung V. Grinewitschus,

34 Besipiel: IBA Waterhouses, Hamburg Ausstattung der Gebäude mit innovative Haus- und Gebäudetechnik Realisierung von Komfortfunktionen (Bedienung und Parametrierung über ipad) und Energieeffizienzfunktionen, Beispiele - Visualisierung des Energieverbrauches - Energiespartipps V. Grinewitschus,

35 RWE Zukunftshaus Bottrop V. Grinewitschus,

36 Fazit 1. Für eine wirtschaftliche Senkung des Energieverbrauchs in Wohngebäuden müssen Bauphysik, Anlagentechnik und Nutzerverhalten gleichermaßen betrachtet werden 2. Das Effizienzpotenzial durch optimalen Anlagenbetrieb und Assistenz des Nutzers ist enorm 3. Zukünftig werden sich Energie-Assistenzsysteme in hocheffizienten Gebäuden etablieren 4. Die Smart-Home Technologie wird dabei eine wesentliche Rolle spielen 5. Wir brauchen einen fairen Wettbewerb der Lösungen (Pareto-Prinzip) 6. Keine Maßnahmen ohne Erfolgskontrolle! V. Grinewitschus,

37 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. V. Grinewitschus,

38 Ein Vortrag im Rahmen der Die Leitveranstaltung für Energieeffizienz in Deutschland fand in diesem Jahr vom 15. bis zum 17. Mai 2013 im Ludwig Erhard Haus in Berlin statt. Weitere Informationen und alle Vortragsunterlagen zu über 200 Vorträgen aus 46 Veranstaltungen im Rahmen der Berliner Energietage 2013 finden Sie unter Eine kommerzielle Weiterverbreitung darf nur nach schriftlicher Genehmigung der Rechteinhaberin erfolgen Referent(in) / ARGE Berliner ImpulsE Diese Seite darf nicht entfernt werden. Für die in diesen Unterlagen bereit gestellten Informationen kann keine Haftung übernommen werden.