Betriebsoptimierung
Gebäude und Quartiere energieeffizient betreiben durch automatisierte Analyse von Betriebsdaten

Wie können gebäudetechnische Daten für eine kostengünstige Betriebsoptimierung von Gebäuden genutzt werden? Das objektorientierte Monitoring soll für Bestandsgebäude und für Neubauten die Grundlage schaffen, alle erfassten Messdaten strukturiert zur Verfügung zu stellen und den Betrieb der Energiesysteme zu verbessern. In der Pilot-Liegenschaft Werksviertel München wird das Gesamtkonzept im Neubau umgesetzt und demonstriert. Ergänzt wird die Demonstration durch eine Auswahl an Beispielgebäuden, die in ihrer Nutzungsstruktur der Pilot-Liegenschaft ähneln, aber Bestandsgebäude sind.

Für das Gelingen der Energiewende ist es entscheidend, neben den Fortschritten durch einen steigenden Anteil regenerativer Energiequellen an der Stromerzeugung auch den Energieverbrauch zur Bereitstellung von Wärme zu reduzieren. Dazu können bauliche Verbesserungen bei der Gebäudedämmung, die Einbindung regenerativer Energien zur Wärmeerzeugung und eine Steigerung der Effizienz von Energiesystemen zur Wärmeversorgung von Gebäuden und Liegenschaften beitragen. Insbesondere im Wohnungsbau besteht sowohl in der Bestandssanierung als auch im Neubau die Herausforderung, Verbesserungsmaßnahmen kosteneffizient durchzuführen, um weitere Mietsteigerungen zu vermeiden.

Bisher ungenutzte Energieeinsparpotenziale beim Betrieb von Gebäuden und Quartieren nutzbar zu machen, ist Ziel des Forschungsvorhabens. Durch die Projektpartner RWTH Aachen University, werkkraft GmbH und die Einbindung verschiedener Beispielgebäude wird sichergestellt, dass in allen Entwicklungen die Perspektiven aus Forschung, Energieversorgungsunternehmen, Betreibern und Nutzern einfließen.

Forschungsfokus

Das wesentliche Ziel des Forschungsprojektes besteht darin zu klären, wie hoch das Energieeinsparpotential eines objektorientierten Monitorings bei einer Betriebsoptimierung im Bestand und im Neubau ist. Welche Daten werden vom Betreiber benötigt, damit dieser eigenständig den Betrieb optimieren kann.

Zentrale Idee

Aktuell bleiben Fehlfunktionen und Ineffizienzen im Gebäude- und Anlagenbetrieb oftmals unerkannt. Diese können, wenn überhaupt, nur mit hohem manuellem Aufwand aus den verfügbaren Messdaten herausgearbeitet werden. Ziel dieses Projekts ist es, solche bisher ungenutzten Energieeffizienzpotentiale im Betrieb von Gebäuden und Liegenschaften nutzbar zu machen.

Das objektorientierte Monitoring schafft die Grundlage dafür, dem Anlagenbetreiber alle erfassten Messdaten strukturiert zur Verfügung zu stellen. Es beinhaltet die Aufnahme verschiedenster Gebäudedaten, die objektorientiert gespeichert werden. Die Objekte umfassen beispielsweise „gesamtes Gebäude“, „gesamte Heizungsanlage“, „einzelne Komponenten der Heizungspumpen“. Diese Objekte werden mit einem virtuellen Labor kombiniert, in dem mit dynamischen Modellen der Betrieb eines Energiesystems im Gebäude und im Quartier verbessert werden kann. Das Konzept kann gleichermaßen im Bestand und im Neubau angewendet werden. Eine Kombination des objektorientierten Monitorings mit einem virtuellen Labor, in dem mit dynamischen Modellen der Betrieb simuliert wird, existiert aktuell noch nicht.

Das Konzept des objektorientierten Monitorings kann künftig in die Praxis integriert werden. Somit bekommen Betreiber von Gebäuden und Quartieren eine Planungs- und Integrationsmethodik, um ihren Betrieb zu optimieren.

Das Projekt zielt ab auf die Entwicklung der „Augmented Building and District Operation“. Diese schafft mit dem innovativen Konzept des objektorientierten Monitorings und der Nutzung automatisierter Auswertealgorithmen auf einer digitalen Cloudplattform die Basis, bisher ungenutzter Effizienzpotentiale zu erkennen. Dies geschieht in Verbindung mit dynamischen Modellen und ermöglicht so einen optimierten Gebäude- und Liegenschaftsbetrieb.