Energieeffizienz im Gebäude

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Themen-Schwerpunkt Smart HomeCleantech & Gebäude Hintergrund / Mannheim, Frankfurt. Knapper werdende Ressourcen und steigende Energiepreise sind große Herausforderungen unserer Zeit. Eine effiziente Energienutzung ist deshalb dringend notwendig. Die ABB i-bus KNX-Lösung trägt dazu bei, den Verbrauch in Gebäuden nachhaltig zu senken.

Noch vor Verkehr und Industrie sind Gebäude die größten Verbraucher mit einem Anteil von 40 Prozent an der insgesamt verbrauchten Energie. Bei den Maßnahmen zur Erhöhung der Energieeffizienz in Gebäuden ermöglicht die Sanierung der Gebäudehülle die größten Einsparungen. Dafür liegen die Amortisationszeiten im Bereich von zehn bis 40 Jahren. Der Ersatz veralteter Heizungs- und Klimaanlagen erlaubt Einsparungen im mittleren Bereich bei typischen Amortisationszeiten von fünf bis 15 Jahren. Durch den Einsatz einer intelligenten und vernetzten Raum- und Gebäudeautomatisierung, wie sie der ABB i-bus KNX unterstützt, sind Einsparungen im zweistelligen Prozentbereich möglich. Und das bei kurzen Amortisationszeiten zwischen einem und fünf Jahren.
Effiziente Beleuchtungssteuerung

Im Bereich der Beleuchtung bringt eine Konstantlichtregelung eine deutliche Reduzierung des Energieverbrauchs: Ein Helligkeitssensor misst die aktuelle Beleuchtungsstärke. Diesen Wert vergleicht ein Lichtregler daraufhin mit dem gewünschten Helligkeitswert im Raum und berechnet aus der Differenz die erforderliche Ansteuerung der Leuchtmittel. Somit wird nur die Beleuchtungsenergie verbraucht, die zusätzlich zum natürlichen Tageslicht notwendig ist.

Eine präsenzabhängige Steuerung der Beleuchtung bringt nochmals einen zusätzlichen Einspareffekt. Die erzielbaren Einsparungen durch eine präsenzabhängige Konstantlichtregelung liegen erfahrungsgemäß im Bereich von 30 bis 40 Prozent gegenüber einer manuellen Lichtsteuerung. Da die Beleuchtung in Zweckgebäuden laut Studien sowohl des Joint Research Centre, das Institute for Energy and Transport der EU Kommission, wie auch der amerikanischen Energy Information Administration den größten elektrischen Verbraucher darstellt, haben Einsparungen in dieser Größenordnung einen entscheidenden Einfluss auf einen wirtschaftlichen Gebäudebetrieb.

Kühlenergie einsparen durch intelligente Jalousiesteuerung

Energiemodul vom Cleantech-Unternehmen ABB

Energiemodul vom Cleantech-Unternehmen ABB

Studien haben ergeben, dass durch eine intelligente Jalousiesteuerung bis zu 40 Prozent der Kühlenergie eingespart werden können. Das geschieht dadurch, dass im Sommer, solange niemand im Raum ist, die Jalousien automatisch geschlossen werden. So wird ein unnötiges Aufheizen der Räume verhindert. Sobald jemand den Raum betritt, wird die Jalousiesteuerung auf Anwesenheitsmodus umgeschaltet. Dabei wird die intelligente Beleuchtungssteuerung unterstützt, indem die Lamellenwinkel abhängig vom Sonnenstand gerade so weit geöffnet werden, dass möglichst viel Tageslicht in den Raum kommt, eine direkte Blendung aber ausgeschlossen wird.

Umgekehrt kann es im Winter sinnvoll sein, möglichst viel Sonnenwärme in den Raum zu bringen. Scheint die Sonne und ist niemand im Raum, werden die Jalousien entsprechend komplett geöffnet.

Raumklimasteuerung mit großen Effizienzpotentialen

Für die Regelung der Raumtemperatur und des Raumklimas wird anteilsmäßig die größte Energiemenge im Gebäudebetrieb verbraucht. Dementsprechend lassen sich hier auch die größten Einsparungen erzielen.

Ein Präsenzmelder, der zur Steuerung der Beleuchtung eingesetzt wird, kann gleichzeitig auch den Raumtemperaturregler auf Abwesenheitsmodus schalten, sobald längere Zeit niemand mehr im Raum ist. Die praktische Erfahrung zeigt, dass durch die Verringerung der Raumtemperatur um ein Grad Celsius der Heizenergieverbrauch um sechs Prozent reduziert werden kann. Elektrisch gesteuerte Ventile dienen als Stellglieder zur automatischen Anpassung der Raumtemperatur auf das gewünschte Temperaturniveau.

In Gebläsekonvektoren wird so entweder der Kühlkreislauf zur Kühlung der Raumluft aktiviert oder alternativ der Heizkreislauf zur Erwärmung der Raumluft. Solange ein Fenster zum Lüften geöffnet ist, können die Stellventile automatisch geschlossen werden. In Warmwasserheizsystemen kann aus der Stellung der Heizkörperventile der Energiebedarf berechnet und die Vorlauftemperatur abhängig vom tatsächlichen Energiebedarf gesteuert werden.

Energieeffizienz durch Energietransparenz

Energieaktor vom Cleantech-Unternehmen ABB

Energieaktor vom Cleantech-Unternehmen ABB

Nur wer weiß, wie viel Energie er verbraucht, kann sinnvolle Optimierungsmaßnahmen ergreifen. Der Aspekt des Energiemonitorings gewinnt zunehmend an Bedeutung, um die Energieflüsse im Gebäude transparent zu machen und zu bewerten. Auch in diesem Anwendungsbereich ist KNX die geeignete Technologie.

Zur Messung des Stromverbrauchs stellt ABB ein innovatives Produktangebot von Energieverbrauchszählern zur Verfügung. Über eine KNX-Schnittstelle können die Zählerwerte in das KNX-Netzwerk des Gebäudes eingebunden werden. Eine noch detailliertere Messung erlauben der ABB i-bus KNX Energieaktor SE/S 3.16.1 und das neue Energiemodul EM/S 3.16.1. Diese Geräte können die elektrischen Kennwerte und den Energieverbrauch jedes einzelnen Verbrauchers erfassen. Diese Messwerte werden dem KNX-System zur weiteren Auswertung zur Verfügung gestellt.

Energieeffizienz wissenschaftlich und normativ nachgewiesen

Um den Kunden bei den Gesprächen mit Betreibern und Investoren belastbare Argumente an die Hand zu geben, hat ABB in Zusammenarbeit mit der Hochschule Biberach ein Softwaretool entwickelt, mit dem für ein Referenzgebäude mögliche Einsparungen ermittelt werden können. Für ein Hotelzimmer, ein Klassenzimmer oder ein Einzelbüro können abhängig von den eingesetzten Funktionen im Bereich Beleuchtungs- und Jalousiesteuerung die Einsparungen gegenüber einer konventionellen Installation berechnet werden.

Für Planer bietet die Norm DIN EN 15232, Energieeffizienz von Gebäuden – Einfluss von Gebäudeautomation und Gebäudemanagement, einen guten Überblick der Funktionen und Einsparungen durch eine automatische Gebäudesteuerung. Die Angaben dieser Norm bilden nun auch die Grundlage des neuen Teils 11 „Gebäudeautomation“ der DIN V 18599, der deutschen Grundlage zur Erstellung von Gebäude-Energieausweisen.

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