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Institut für Gebäude‐ und SolartechnikProf. Dr.‐Ing. M. Norbert Fisch
Mühlenpfordtstraße 23D‐38106 Braunschweigg
www.igs.bau.tu‐bs.de
Der Energie-Navigator- Gebäude energieeffizient betreibenGebäude e e g ee e t bet e beInstitut Wohnen und Umwelt, Darmstadt, 17. November 2011
01.11.2011
Stefan Plesser
Targets - Energie
„Die Bundesregierung hat sich … die Ziele gesetzt,
(den Primärenergieverbrauch gegenüber 2008 )
bis 2020 um 20% undbis 2020 … um 20% und bis 2050 um 50%
zu vermindern “… zu vermindern.
Eckpunkte Energieeffizienz“ Bundesregierung 6 6 2011„Eckpunkte Energieeffizienz Bundesregierung, 6.6.2011
www.igs.bau.tu-bs.de17.11.2011 │ Stefan Plesser │ Der Energie-Navigator – Gebäude energieeffizient betreiben │ Seite 2
Targets – Energieverbrauch in Deutschland: Historie und Ziele
www.igs.bau.tu-bs.de17.11.2011 │ Stefan Plesser │ Der Energie-Navigator – Gebäude energieeffizient betreiben │ Seite 3
Quelle: AGEB 31.03.2011 und BMWi 11.08.2011
Targets - Gebäude
„Wir werden Effizienzstandards für Gebäude ambitioniert erhöhen. I b d i d it d ENEV 2012 bi 2020 i h itt iInsbesondere wird mit der ENEV 2012 bis 2020 eine schrittweise Heranführung des Neubaustandards an den künftigen europaweiten Niedrigstenergiegebäudestandard erreicht …“
Der Bund geht mit gutem Beispiel voran. Wir errichten Neubauten bereits ab dem Jahr 2012 nur noch im Niedrigstenergiestandard.“de Ja 0 u oc ed gs e e g es a da d
„Eckpunkte Energieeffizienz“ Bundesregierung, 6.6.2011
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Targets – Maßnahmen
www.igs.bau.tu-bs.de17.11.2011 │ Stefan Plesser │ Der Energie-Navigator – Gebäude energieeffizient betreiben │ Seite 5
Quelle: Darstellung von EEFA, aus „Energie in Deutschland“, BMWi, August 2010
Targets – Theorie und Praxis Nicht-Wohngebäude
PE: - 8 % PE: - 5 % PE: - 18 %
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Quelle: ages-Studie 1996 und 2005
Topics – Integrale Planung – Energiedesign / Climadesign / Clima- Engineering
Nutzung von Optimierungspotenzialen durch die gemeinsame Betrachtung aller für die P f i G bä d l t A ktPerformance eines Gebäudes relevanten Aspekte
++
TechnikHülleStandort
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Topics – Nachhaltigkeit / Green Buildings
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Topics – Gebäude – Stadt – Land
Quelle: Google
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Time – Umsetzungsgeschwindigkeiten
„Die Bundesregierung hat beschlossen, bis 2050 einen nahezu klimaneutralen Gebäudebestand zu haben; dafür ist die Verdoppelung der energetischen Sanierungsrate für Gebäude von derzeit jährlich etwa 1% auf 2% erforderlich “Sanierungsrate für Gebäude von derzeit jährlich etwa 1% auf 2% erforderlich.
„Eckpunkte Energieeffizienz“ Bundesregierung, 6.6.2011
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Time – Die gute Nachricht
ENERGIEplus-Gebäude
SOLON Headquarters Berlin, Architekten: HSF, BerlinHaus Berghalde, Stuttgart, Architekten: Berschneider+Berschneider
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SMA Solar Academy, Architekten: HHS, Kassel
Time – Multiplikations- und Reboundeffekte
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Quelle: Detail Green Books, in 6. Energieforschungsprogramm der Bundesregierung, 2011
Fazit
• Extrem sportliche Anforderungen
• Vergrößertes Themenspektrum g pmit zunehmender Vernetzung
• Hoher Zeitdruck
6 E i f h (EFP)6. Energieforschungsprogramm (EFP)
„Aufgabe ist es, Investoren und Verbrauchern f ll Eb d i ll B i h dauf allen Ebenen und in allen Bereichen den
Zugriff auf hocheffiziente, wirtschaftliche und umweltverträgliche Energietechnologien zu ermöglichen “
www.igs.bau.tu-bs.de17.11.2011 │ Stefan Plesser │ Der Energie-Navigator – Gebäude energieeffizient betreiben │ Seite 13
ermöglichen.
Quelle: BMWi, 2011
Der Energie-Navigator : Wie machen wir aus guter Planung gute Performance im Betrieb?
Hohe Performance kann in der Masse des Gebäudebestandsnur erreicht werden wennnur erreicht werden, wenn
• Performance eindeutig spezifiziert und als geschuldete Bau- bzw. Betreiberleistung definiert wird,geschuldete Bau bzw. Betreiberleistung definiert wird,
• Die Funktionen im Betrieb automatisiert überwacht werden und
• Der gesamte Prozess mit geringem Aufwand in die bestehenden Leistungsphasen integriert werden kann.
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Energie-Navigator – Funktionsbeschreibungen als Schlüssel zur Gebäudeperformance
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Data Import Preprocessing Analysis Reporting
optional cloud infrastructure
Building automatic rule basedfilter userdefined
reportingstandard.
types
scaleli ti
outlierd t ti
manual pattern based
visualisation
expert comments
User
normalization detection
counterinterpolation
equidist.timesteps
visualisation
carpet plots line plots scatter plots performance
data export
ticket system
Specificationrules
characteristics
functions
metrics
Im „normalen Monitoring“ nicht vorhanden
charts ticket system
Expert
time routines facility architecture
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DBSDBS
Anlage AUS
Zustandsgraph einer Lüftungsanlage mit Frostschutzsteuerungnach VDI 3814-6
Zustand mit Klartextbezeichnung und eindeutiger Nummer
Ü0
&Anlage EIN
Außentemperatur < 5°C
Übergangsbedingungen mit UND-Verknüpfung
Übergang
Anfahrbetrieb
1
Klappen: Vorheizen
Vorwärmer-Ventil: Vorheizen
Vorerwärmer-Pumpen: EIN
Start t1 (…)
t1 b l f
Normalbetrieb
2
Klappen: RegelungVorwärmer-Ventil: Regelung
Ventilatoren: Regelung
Kühler: Regelung
t1 abgelaufen
Klappen: Frostschutz
Kühler: Regelung
Frostwächter Anlage EINAktionen
Frostschutzbetrieb
3
Klappen: Frostschutz
Vorwärmer-Ventil: Frostschutz
& Frostwächter
Quitiertaste
0
Zustand (Platzhalter)
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2
Energie-Navigator: Aktive Funktionsbeschreibung in HOAI/VOBEnergie-Navigator: Aktive Funktionsbeschreibung in HOAI/VOB
Leistung Fachplaner:
Webbasierte Aktive Funktionsbeschreibung
Anforderung
Leistung Errichter:
Umsetzung und Dokumentation in der Aktiven Funktionsbeschreibung
Betriebsdaten
Leistung Fachplaner / FM:
Funktionale Abnahme der Leistung
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Funktionale Abnahme der Leistung und Monitoring
Energie-Navigator: Aktive Funktionsbeschreibung in HOAI/VOBEnergie-Navigator: Aktive Funktionsbeschreibung in HOAI/VOB
Leistung Fachplaner:
Webbasierte Aktive Funktionsbeschreibung
Anforderung
Leistung Errichter:
Umsetzung und Dokumentation in der Aktiven Funktionsbeschreibung
Betriebsdaten
Leistung Fachplaner / FM:
Funktionale Abnahme der Leistung
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Funktionale Abnahme der Leistung und Monitoring
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Energie-Navigator: Aktive Funktionsbeschreibung in HOAI/VOBEnergie-Navigator: Aktive Funktionsbeschreibung in HOAI/VOB
Leistung Fachplaner:
Webbasierte Aktive Funktionsbeschreibung
Anforderung
Leistung Errichter:
Umsetzung und Dokumentation in der Aktiven Funktionsbeschreibung
Betriebsdaten
Leistung Fachplaner / FM:
Funktionale Abnahme der Leistung
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Funktionale Abnahme der Leistung und Monitoring
AbweichungSoll - Ist
Mittlere Abweichungam Tag
Betriebsgüte:Mittl. Abweichung/Tag > Grenzwert?
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Energie-Navigator – Eine Sprache für Performance
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Zur Teilnahme am Feldtest ab 2012: www.synavision.de
EnEff Campus TU Braunschweig: Wie optimieren wir ein ganzes Stadtquartier?
6 Fakultäten
120 Institute
14.000 Studierende
3.600 Beschäftigte EnEff Campus demonstriert am Hochschulcampus der Technischen Universität Braunschweigder Technischen Universität Braunschweig
• Den Energie-Status 2010
• Realistische Szenarien für 2020, die über die Ziele der Bundesregierung hinausgehen, und ihre Umsetzung
• Visionen für 2050
www.igs.bau.tu-bs.de17.11.2011 │ Stefan Plesser │ Der Energie-Navigator – Gebäude energieeffizient betreiben │ Seite 24
Quelle: Google
EnEff Campus TU Braunschweig: Stand 2010
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Quelle: TU Braunschweig, 2011
EnEff Campus TU Braunschweig: Interdisziplinäre Szenarien 2020 / 2050
St dt t i klStadtentwicklung
Architektur
D hi h W d lDemographischer Wandel
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EnEff Campus TU Braunschweig: Interdisziplinäre Szenarien 2020 / 2050
Gebäude und NutzungWä d SWärme- und StromnetzeDezentrale Erzeugung
Management
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EnEff Campus TU Braunschweig: Interdisziplinäre Szenarien 2020 / 2050
NutzereinbeziehungNutzereinbeziehungVerursacherprinzipForschung & Lehre
www.igs.bau.tu-bs.de17.11.2011 │ Stefan Plesser │ Der Energie-Navigator – Gebäude energieeffizient betreiben │ Seite 28
EnEff Campus TU Braunschweig – Neue Werkzeuge
NetzeSpeicher
Gebäude:
Verbrauchsreduzierung
E-Mobilität:
ManagementpManagement
Verbrauchsreduzierung
Lastmanagement
Nutzerverhalten
g
Speicherkapazität
Nutzerverhalten
Erzeugung:
Großkraftwerke
Dezentrale Erzeugung
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Dezentrale Erzeugung
Regenerative Energien
EnBop – Energetische Betriebsoptimierung: Wohin geht die Reise?
??
www.igs.bau.tu-bs.de17.11.2011 │ Stefan Plesser │ Der Energie-Navigator – Gebäude energieeffizient betreiben │ Seite 30
Quelle: Fraunhofer IBP, in 6. Energieforschungsprogramm der Bundesregierung, 2011
EnBop – Energetische Betriebsoptimierung: Wohin geht die Reise?
www.igs.bau.tu-bs.de17.11.2011 │ Stefan Plesser │ Der Energie-Navigator – Gebäude energieeffizient betreiben │ Seite 31
Quellen: Greller, M.; Schröder, F; T. Bögelein; Hundt, V. et al: Universelle Energiekennzahlen für Deutschland, Ernst & Sohn Verlag, Berlin 2010Selk, Dieter: Unsere neuen Häuser verbrauchen mehr als sie sollten. Arbeitsgemeinschaft für zeitgemäßes Bauen. Heft Nr.239. Kiel 2010
EnBop – Evaluation und Qualitätssicherung
„Die Kommunikation zwischen den Modellkunden und dem Energiemarktplatz erfolgt über das echtzeitfähige Breitband-Powerline-System des Mannheimer Projektpartners Power Plus Communications Durch die Nutzung des Stromnetzes zur Datenübertragung entstehtPlus Communications. Durch die Nutzung des Stromnetzes zur Datenübertragung entsteht in den Projektstädten ein „Internet der Energie“. Die Kunden erhalten für ihr Energiemanagement einen so genannten „Energiebutler“ …
Z d i l i b h E l fü di U l ib “… Zudem ermitteln sie, ob es auch Entlastungen für die Umwelt gibt.“
www.igs.bau.tu-bs.de17.11.2011 │ Stefan Plesser │ Der Energie-Navigator – Gebäude energieeffizient betreiben │ Seite 32
Quelle: http://www.modellstadt-mannheim.de/moma/web/de/projekt/modellstadtmannheim/modellstadtmannheim_1.html
EnBop – Netzwerk für Evaluation und Betriebsoptimierung
Partner:• Öffentliche Hand• Öffentliche Hand• Unternehmen• Nationale Forschungsprojekte• EU-Projekte
Themen:• Gebäude• Maßnahmen (Bau + Betrieb)• TechnikTechnik• Bau und Betriebskosten• Amortisation
Funktionen:Funktionen:• Eingabe von Daten• Themensuche• Kommunikation zwischen
Teilnehmern
www.igs.bau.tu-bs.de17.11.2011 │ Stefan Plesser │ Der Energie-Navigator – Gebäude energieeffizient betreiben │ Seite 33
Teilnehmern• In Planung:
Übergreifende Auswertung
Fazit
• Multiplikation: Hohe Energiestandards von der Spitze in die Breite bringen!
• Spezifikation: Performanceziele eindeutig definieren und in Prozesse integrieren!
• Evaluation: Ziele überprüfen und Erfolge multiplizieren!• Evaluation: Ziele überprüfen und Erfolge multiplizieren!
→Dies kann nur gelingen in enger Kooperation zwischen Forschung und Praxis!→Dies kann nur gelingen in enger Kooperation zwischen Forschung und Praxis!
www.igs.bau.tu-bs.de17.11.2011 │ Stefan Plesser │ Der Energie-Navigator – Gebäude energieeffizient betreiben │ Seite 34
Vielen Dank! plesser@igs.bau.tu-bs.de
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