Energieeffizienz durch Gebäudeautomation?

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1 Energieeffizienz durch Gebäudeautomation? Chancen und Grenzen des automatisierten Betriebs in Gebäuden 04. Oktober 2012 Hochschule Rosenheim

2 Agenda Gebäudeautomation Warum & Wozu? Technologien & Systeme Normen & Bewertung 2

3 Quelle: VDI Nachrichten, 6. Januar

4 Energieeffizienz durch Automation Integrale Energieeffizienz Kombination von Maßnahmen! Verschärfung der Anforderungen durch den Gesetzgeber Gestaltungsfreiheit der Kombinationen durch Sie! 4

5 Energieeffizienz Optimierung von Ein- und Ausschaltzeitpunkten der TGA (z.b. Bedarf, thermisches Gebäudeverhalten) CO2-basierte Regelung der Raumluftqualität Vermeidung des gleichzeitigen Betriebes von Heizung und Klimatisierung Prioritätenregelungen bei mehreren Wärme- oder Kälteerzeugern Beleuchtungsregelung in Abhängigkeit von Tageslichteinfall und Präsenz Sonnenstandabhängiges Stellen/Fahren von Verschattungseinrichtungen Nachtlüftung Energiemonitoring (periodisches Erfassen von Verbrauchsdaten) sowie automatisiertes Energiecontrolling (Bildung und Überwachung von KPI s) 5

6 Energieeffizienz Bandbreite der Energieeinsparungen durch moderne Elektroinstallation (Quelle: Prof. Dr. Becker, Hochschule Biberach) 6

7 Sicherheit Außenhautüberwachung (Tür-/Fensterkontakte, Glasbruchmelder, Präsenzmelder, etc.) Innenraumüberwachung (Präsenz) / Zutrittskontrolle Anwesenheitssimulation (Rollläden/ Jalousien, Licht, Musik/Geräusche, etc.) Überwachung von Rauch-/Brandmeldern Überwachung von Regensensoren sowie Sturmmeldern Zustands- und Betriebsüberwachung (Störungen oder Schäden durch Haustechnik, automatische Abschaltung von Verbrauchern, etc.) Alarmierung von Notsituationen von Kindern oder pflegebedürftigen Personen (z.b. Sturzerkennung, Überwachung von Bewegungsprofilen, etc.) 7

8 Komfort Gewährleistung einer optimalen Raumlufttemperatur und Luftfeuchtigkeit; Gewährleistung einer optimalen Luftqualität (d.h. CO2- oder präsenzbasierte Lüftung) Automatisches Fahren/Stellen von Jalousien und Rollläden; Automatisches Öffnen/Schließen von Fenstern und Türen Lichtszenen sowie präsenz- und tageslichtabhängige Beleuchtung Zentralfunktionen und Fernzugriff Automatische Überwachung von Energieverbrauch sowie Gewährleistung eines bedarfsgeführten Betriebs 8

9 Amortisation Aufwand für GA: ca. 1,0 % 1,5% der Gebäudeerstellungskosten (GEK) Betriebskosten eines Gebäudes ohne GA: ca. 2,0% 4,0% der GEK Einsparpotential durch GA: ca. 10% der Betriebskosten, (d.h. ca. 0,2% 0,4% der GEK) Beispiel Bürokomplex, 50 Mio. Gebäudeerstellungskosten Investitions Kosten von/bis Einsparungen von/bis Amortisationszeit von/bis Jahre *: Quelle: Gebäudeautomation, Merz/Hansemann/Hübner, Hanser Verlag 2008

10 Akzeptanz Die Gebäudeautomation ist so zu planen und installieren, dass: die Bedienung intuitiv möglich ist (ohne jegliche Einweisung oder Anleitung) der Mensch die Erleichterung spürt und den Nutzen erkennt Zielgruppe 10

11 Akzeptanz... bewirkt mehr als das Einschalten einer einzelnen Leuchte! Ein einfacher Tastendruck 11

12 Studie zu Ambient Assisted Living uninteressant interessant Quelle: Kay Mattausch, "Einsatz von Gebäudeautomation zur Unterstützung für altersgerechtes Wohnen" 12

13 Agenda Gebäudeautomation Warum & Wozu? Technologien & Systeme Normen & Bewertung 13

14 Systemarchitekturen Dezentrale Gebäudeautomation (z.b. KNX, LON) Integration eines Mikro-Controllers () in jeden Sensor und Aktor Vernetzung aller Sensoren und Aktoren untereinander Management Ebene Feldebene: Aktoren & Sensoren Automations- Ebene GLT Sensoren Internet oder Intranet z.b. Ethernet Gateway Beleuchtung Verschattung 14 Kühlung Wärme- Erzeugung Heizung Lüftung PIR = Passive Infrared (Bewegungsmelder) GLT = Gebäudeleittechnik

15 Systemarchitekturen Zentrale Gebäudeautomation (z.b. SPS, DDC) Anbindung aller Sensoren und Aktoren an einen zentralen Controller Management Ebene Internet oder Intranet z.b. Ethernet GLT Feldebene: Aktoren & Sensoren Zentraler Controller Sensoren z.b. Feldbus Automations- Ebene Beleuchtung Verschattung 15 Kühlung Wärme- Erzeugung Heizung Lüftung PIR = Passive Infrared (Bewegungsmelder) GLT = Gebäudeleittechnik

16 Produktbeispiele Dezentrale Gebäudeautomation (z.b. KNX, LON) Zentrale Gebäudeautomation (z.b. SPS, DDC) Quelle: Merten Quelle: Hager Quelle: Thermokon Aktoren und Sensoren Quelle: Belimo Quelle: Eltako Quelle: Wago Quelle: Siemens Quelle: Belimo 16

17 Agenda Gebäudeautomation Warum & Wozu? Technologien & Systeme Normen & Bewertung 17

18 Energieeffizienz: Normen DIN EN Grundlegende Bewertung vom Einfluss der Gebäudeautomation auf die Energieeffizienz von Gebäuden Checkliste zur systematischen Abfrage Bestimmung von Energieeffizienz- Klassen von Gebäuden (A, B, C, D) Bestimmung von Energieeffizienz- Faktoren von Gebäuden... sowie indirekt auch Ableitung und Bewertung von sinnvollen Maßnahmen 18

19 Schnellbewertungskarten Vereinfachte Kriterien der DIN EN

20 Bierdeckel Abschätzung des Einsparpotenzials in (für Bürogebäude) z.b.: 20

21 Chancen für (Haus-) Hersteller / Bauträger / Architekten, etc. Ja, aber das brauche ich nicht!... das ist nicht bedienbar!... das ist zu teuer! Nicht wenn sinnvolle und einfache Funktionen festgelegt werden.... die Anforderungen an die Bedienung vorher festgelegt werden (auch z.b. Prioritäten zwischen manueller/ automatischer Bedienung).... die passende Technologie für den jeweiligen Anwendungsfall (zentral/dezentral, mit/ohne Feldbussysteme) ausgewählt wird. Tipps/Hinweise Kundenanalyse /-befragung "Just do it" Neutrale Beratung nutzen Vergleichsangebote über unterschiedliche Technologien anfordern (Vorgaben z.b. gemäß "Beratungsund Planungsleitfaden")... im Fehlerfall habe ich ein Problem!... Energieeinsparungen genutzt werden.... Individuallösungen vermieden werden. Chancen durch Standardlösungen DIN EN / Tool "Gebäude-IQ" Ausstattungspakete bilden Effiziente Abwicklung / Support Differenzierung (Marketing) 21

22 Kontakt Energie- und Gebäudetechnologie Prof. Dr.-Ing Michael Krödel Hochschule für angewandte Wissenschaften Fachhochschule Rosenheim Hochschulstraße Rosenheim Telefon Mobil michael.kroedel@fh-rosenheim.de Web 22