Intelligenter Umgang mit der Ressource Energie

Eine der herausragenden Veränderung in der Planung und Realisierung von modernen Gebäuden ist die zunehmende Vernetzung der Gebäudetechnik. Möglich wird dies durch den Einsatz von verteilter Intelligenz in Mikroelektronik und Bussystemen zur Vernetzung der verschiedenen Disziplinen zu einem umfassenden Gesamtsystem. Wenn optimierte Mess-, Steuer- und Regelungstechnik von Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen bedarfsgerecht mit Beleuchtungssystemen, Jalousien und Warmwasseranlagen zusammenspielen, kann man die Energieeffizienz in Gebäuden um weitere 30% steigern.

Noch weiter gehen die Visionen: Unter dem Begriff «Pervasive Computing» verstehen die Forscher hochgradig vernetzte und verteilte intelligente IT-Systeme in Alltagsgegenständen, die die Bedürfnisse der Nutzer erkennen, ihnen Entscheidungen abnehmen und sich selbst steuern können. Wie umfangreich das Forschungsthema ist, wird deutlich, wenn ein solches Gebäude zum Teil eines grösseren Verbundes oder gar einer Stadt wird. In der Zukunft gäbe es dann in den Städten unzählige autonom und intelligent agierende Systeme, die über die Gewohnheiten der Benutzer bestens Bescheid wissen, ihre Energieverbräuche kennen und sie optimal versorgen !

Optimale Lösungen entstehen im Dialog

Optimale Lösungen entstehen im Dialog der verschiedenen Akteure und Disziplinen. Planen, Bauen und Bewirtschaften muss als ganzheitlicher Prozess verstanden werden. Diese hohen Anforderungen und Zielsetzungen erfordern ein zunehmend komplexes Systemdenken. Systemdenken heisst, etwas in den Zusammenhang eines grösseren Ganzen zu stellen bzw. die Gesamtbetrachtung über die Betrachtung von Einzelthemen zu stellen. Dies verdeutlicht, dass das Bauen - wie auch industrielle Prozesse - für ei-en einzelnen Menschen nicht mehr zu überblicken, zu steuern oder zu kontrollieren sind. Entsprechend wurden neue Managementmethoden, zum Beispiel die integrale Planung und die computerunterstützten Planungswerkzeuge entwickelt. Das Ziel dieser neuen Methoden ist, die diametral auseinander strebende Spezialisierung und die inflationäre Vermehrung von Wissen und Erfahrung zu koordinieren und im Hinblick auf eine optimale Gesamtlösung zu polarisieren.

Das Gebäude als Gesamtsystem

Der Energieverbrauch wie auch die damit verbundenen Emissionen von Treibhausgasen und weiteren Schadstoffen müssen, gleich wie andere Kriterien, bei der Beurteilung eines Projektes in Planung, Bau, Betrieb und Rückbau, also über den ganzen Lebenszyklus, mit einbezogen werden. Zielwerte orientieren sich an den Anforderungen der 2000-Watt-Gesellschaft beziehungsweise dem SIA-Effizienzpfad Energie. Ein Gebäude muss als Gesamtsystem und in allen seinen Teilen konsequent auf dieses Ziel hin geplant, gebaut und im Betrieb optimiert sein !

Nicht nur isolieren - auch vernetzen

Es ist eine Binsenwahrheit - in den Gebäuden setzen wir in der Schweiz fast die Hälfte der Gesamtenergie um. Die Gebäuderelevanten Anteile wie Raumwärme, Warmwasser, Beleuchtung, HLK und I&K benötigen gut 48 % des Gesamtenergieverbrauchs. Betrachtet man den gebäudelastigen Elektrizitätsverbrauch allein, so betragen die Anteile für Raumwärme, Warmwasser, Beleuchtung, HLK und I&K rund 42 %, was immerhin rund 25 Mia. kWh ausmacht. Innerhalb dieser Gruppe fällt vor allem die Beleuchtung mit einem Anteil von 13 % auf. In Zweckbauten sind es sogar 24%. Es lohnt sich daher, speziell auch die Beleuchtung energetisch zu betrachten.

Was man in der elektrischen Gebäudeausrüstung tun sollte

Fachmessen, wie die Ineltec sind die Gradmesser der technischen Standards. Gerade in der (elektro)technischen Gebäudeausrüstung ist Dank der Digitaltechnik einiges aufgegleist. Die Geräte und Systeme sind vorhanden. Man muss sie richtig einsetzen, das heisst vernetzen. Und vernetzen heisst die notwendigen Vorgänge so intelligent miteinander zuverweben, dass ein sinnvoller Ablauf entsteht. Dies lässt sich auch in einem einzelnen Raum realisieren. So unterscheidet man gemäss SN EN 15232 = SIA 386/110 bezüglich des Raumklimas raumbezogene GA-Funktionen, die

• elektrische Energie für die Beleuchtung Reduzieren
  
• den Energiebedarf zum Heizen und Kühlen verringern
  

Die grösste Einsparung elektrischer Energie ergibt sich vor allem in Räumen mit guter Tageslichtversorgung beim Zusammenspiel von Konstantlichtregulierung + Lammellennachführung des Sonnenschutzes + Präsenzerfassung anwesender Personen. In Tabelle 1 sind die Einsparungen zusammengestellt, die bis >50% erreichen können. Aber auch Heiz- und Kühlenergie kann eingespart werden, wenn der Raum nicht belegt ist, die Fenster geöffnet sind und gleichzeitig die Heizung abgestellt bzw. reduziert wird, im Heizbetrieb die Temperatur abgesenkt bzw. im Kühlbetrieb eine Erhöhung akzeptiert wird. Es sind Energieersparnisse bis 10% möglich.

Integrierte Raumautomation

Realisiert der Planer eine gewerkeübergreifende Automationslösungen, spricht man von integrierter Raumautomation. So lassen sich zum Beispiel die Signale von Bewegungs und Präsenzmeldern für die Beleuchtung, Sicherheit, HLK usw. mehrfach nutzen. Damit ist ein Funktionsmehrwert der Anlage gegeben und es ist zum Beispiel ein übergreifendes Energiemanagement möglich, bei geringerem Verkabelungsaufwand. Ideen und Denkanstösse gibt es an der Ineltec zur Genüge. Fachmessen sind der Ideen- und Kommunikationsmarktplatz, der allen Besuchern offen steht. Sie werden aber kaum «alles» sehen wollen. Schwerpunkte sind daher zwingend. Sie stehen allen zur Nutzung offen.

Tabelle 1: Einsparung von Beleuchtungsenergie bei verschiedenen Raumautomationsfunktionen
gegenüber einem Referenzgebäude gemäss SN EN 15232 (Quelle LonTech)