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EULE
Dipl.-Ing. Philipp Bauer 1 icbp2012, 2012-10-30
Energiemustercampus UdS: Liegenschaftsweite
Energieverbrauchsoptimierung (EULE)
icbp 2012, Berlin, 30. Oktober 2012
Der energieeffiziente Campus
Hochschulen als Laboratorien der Energiewende
Dipl.-Ing. Philipp Bauer
Prof. Dr.-Ing. Georg Frey
Lehrstuhl für Automatisierungstechnik
Universität des Saarlandes
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Dipl.-Ing. Philipp Bauer 3 icbp2012, 2012-10-30
• Motivation
• Übergeordnetes Projektziel und Projektgruppe
• Ziel der Einflussnahme
• Repräsentative Mustergebäude und Datenbasis
• Herausforderungen bei der Umsetzung
• Abgeleitete Aufgaben und Ziele ING + WIR + PSY
Struktur
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Übergeordnetes Projektziel und Projektgruppe
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Dipl.-Ing. Philipp Bauer 5 icbp2012, 2012-10-30
• Energetische Betriebsoptimierung EnBop
• Spezielle Anforderungen von Universitäten:
UdS = Energiemustercampus: Gemeinsames theoretisches Modell der
Einflussnahme zur energieoptimierten Nutzung von öffentlichen Gebäuden
X
Übergeordnetes Projektziel
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Projektgruppe
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Ziel der Einflussnahme:
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Gebäudetyp, Raumnutzung, Nutzergruppe
• Parameter „Gebäudetyp“:
„Neubau“: Sehr gute thermische Dämmung
„Komplettsanierter Altbau“: Gute thermische Dämmung
„Teilsanierter Altbau“: Mittlere thermische Dämmung
„Unsanierter Altbau“: Schlechte thermische Dämmung
• Parameter „Raumnutzung“:
Büro
Labor
Lehrraum/Hörsaal
• Parameter „Nutzergruppe“:
Forschungsinstitut/Lehrstuhl
Mitarbeiter/Verwaltung
Studierende
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Einflussnahme
Szenarien
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Szenarien
Standardraumausstattung +Messtechnik
Szenario0: [___] (=Referenz)
Szenario1: [PSY] (Schulungen)
Szenario4: [WIR] (WIR-Anreize)
Einzelraumregler +Messtechnik
Szenario2: [ING] (kein Nutzereingriff,
vorgegebener Temp.-Sollwert)
Szenario3: [PSY] (Nutzereingriff, einstellbares
Sollwertprofil, Schulung Reglerinterface)
Szenario5: [WIR] (Nutzereingriff, WIR-Anreize)
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Repräsentative Mustergebäude
und
Datenbasis
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Auswahl repräsentativer Mustergebäude
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Bauzeiten- & Sanierungsplan
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Gebäudetyp „Neubau“
• Geb. C2 3 (GebID-alt=„ “): Neubau 2008
Pharmazie
Büroräume und Labore
Ursprünglicher Zustand
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Dipl.-Ing. Philipp Bauer 15 icbp2012, 2012-10-30
Gebäudetyp „Altbau komplettsaniert“
• Geb. B2 1/B2 2 (GebID-alt=„09“): Altbau aus den 1960ern
Phys.+Bio-Chemie
Europainstitut+Labor
Komplettsanierung 2003
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Dipl.-Ing. Philipp Bauer 16 icbp2012, 2012-10-30
Gebäudetyp „Altbau teilsaniert“
• Geb. A5 1 (GebID-alt=„13“): Kasernenbau aus den 1950ern
Mechatronik
Büroräume+Vorlesungsräume
Sanierung Anfang 1990er
(nicht Dach, nicht Fenster, …)
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Gebäudetyp „Altbau unsaniert“
• Geb. E2 6 (GebID-alt=„38“): Altbau Beton aus 1970ern
Technische Physik
Büro+Labor(technisiert)
Ursprünglicher Bauzustand
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Dipl.-Ing. Philipp Bauer 18 icbp2012, 2012-10-30
Herausforderungen bei der Umsetzung
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Dipl.-Ing. Philipp Bauer 19 icbp2012, 2012-10-30
Gebäudetyp „Altbau teilsaniert“
• Geb. A5 1 (GebID-alt=„13“): Kasernenbau aus den 1950ern
Mechatronik
Büroräume+Vorlesungsräume
Sanierung Anfang 1990er
(nicht Dach, nicht Fenster, …)
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Gebäude A5.1
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Abgeleitete Aufgaben und Ziele
ING + WIR + PSY
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Dipl.-Ing. Philipp Bauer 22 icbp2012, 2012-10-30
Ziel: Prädiktionsmodell Energieverbrauch thermisch
für verschiedene Kombinationen aus Gebäudetyp, Raumnutzung und Nutzern
auf Basis von Szenarien (Einfluss durch ING+WIR+PSY)
Parameter des Informationsmodells:
• Bauphysik/Architektur
• Technische Gebäudeausstattung (Räume)
• Infrastruktur Versorgung (HVAC, Licht, Strom, …) und Information
• Raumnutzung und Nutzergruppen
Prädiktionsmodell:
• Quantifizierung von ING, WIR und PSY Maßnahmen (Typicals)
• Modellierung, Validierung, Adaption
• Wechselwirkungen und Ausschlüsse zwischen ING, WIR und PSY
• Kategorisierung: Granularität
• Optimierung: Stand der Technik, ggf. Anpassung
ING (Automatisierung): Prädiktionsmodell
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Dipl.-Ing. Philipp Bauer 23 icbp2012, 2012-10-30
Zu schaffende Voraussetzungen durch ING (Gesamtprojektleitung):
• Monitoring repräsentativer Gesamtgebäude (Wärme, elektr. Energie Kälte,
elektr. Energie Rest, Wasser)
• Erste zeitnahe Auswertung der historischen Verbrauchsdaten mit
EnergieNavigator von SynaVision
• Detaillierte Definition von Szenarien zur Anwendung auf Einzelräumen und
Raumgruppen, Monitoring Wärme für Einzelräume/Raumgruppen
• Datenbasis erzeugen für den systematischen Vergleich des Energieverbrauchs
unter variablen technischen, betriebswirtschaftlichen und psychologischen
Randbedingungen
• Entwicklung bedarfsgesteuerter Lüftungs- und Klimatisierungskonzepte
• Entwicklung von Automatisierungslösungen und zugehöriger
Bedienkonzepte
ING (Automatisierung): Vorgehen+weitere Ziele
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Dipl.-Ing. Philipp Bauer 24 icbp2012, 2012-10-30
WIR (Controlling): Anreizsteuerungskonzept
Notwendigkeit anreizgerechter Abrechnungsmodelle für Energiekosten im
universitären Umfeld
• Analyse bisheriger Abrechnungsstrukturen hinsichtlich Verhaltenswirkung
• Entwurf und Analyse geeigneter Anreizsteuerungskonzepte zur
energetischen Optimierung
• Entwicklung von Anreizsteuerungskonzepten für differierende
Nutzungstypologien (Hörsaal, Seminarraum, Labor, Büroraum, etc.) und
Anspruchsgruppen (Hausmeister, Lehrstuhl, Verwaltungsabteilung, etc.)
Konzeption eines adäquaten
anreizgerechten universitären Abrechnungsmodells
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Dipl.-Ing. Philipp Bauer 25 icbp2012, 2012-10-30
WIR (Controlling): TCO-Entscheidungstool
Entwicklung eines auf Total Cost of Ownership (TCO) basierenden
Lifecycle Cost-Konzepts (LCC)
Analyse der Wirtschaftlichkeit erarbeiteteter Maßnahmen über gesamten
Lebenszyklus:
• Differenzierte Kostenbetrachtung
• Analyse des Energieeinsparpotenzials einzelner Maßnahmen
• Verdichtung realisierter Kosteneinsparungen mit Investitionsausgaben
• Multikriterielle Bewertung des Erfolgs einzelner Maßnahmen
Integration in ein übertragbares, multikriterielles und PC-gestütztes
TCO-Entscheidungstool
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Dipl.-Ing. Philipp Bauer 26 icbp2012, 2012-10-30
Standardisierte Fragebogenerhebung
(online & Einzelinterviews mit ausgewählten Akteuren):
Energiebewusstsein verschiedener Zielgruppen (Baseline)
Erhobene Merkmale:
• Energiebewusstsein (Wichtigkeit des Themas)
• Energieverhalten
• Wissen über Handlungsmöglichkeiten und –konsequenzen
• Verhaltensmotivation
• Selbstwirksamkeit/Verhaltenskontrolle
• Soziodemografie
• Ideen für mögliche Interventionsmaßnahmen
Auswertung der Ergebnisse (statistisch/qualitativ)
PSY (Umwelt): Fragebogenerhebung
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Dipl.-Ing. Philipp Bauer 27 icbp2012, 2012-10-30
Ausarbeitung und Durchführung verschiedener Interventionsstrategien
Ansätze:
• Normative Maßnahmen (Gebote/Verbote) & Prompts (Hinweise)
• Informationskampagnen
• Multiplikatoren/-innen
• Gruppenvergleiche/soziale Wettbewerbe
• Vereinbarungen/Selbstverpflichtung
• Feedbackansätze, Partizipation
• Arbeitsgruppen
• Kreative Maßnahmen, z.B. Zukunftswerkstätten
Erneute Befragung nach der Durchführung
Auswertung der Ergebnisse und Evaluation
PSY (Umwelt): Interventionsstrategien
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Dipl.-Ing. Philipp Bauer 28 icbp2012, 2012-10-30
Danke für Ihre Aufmerksamkeit.
