Große Einsparpotentiale mit Gebäude-Systemtechnik

Energieeffizienz im Gebäude mit ABB i-bus KNX

EN 15232
Knapper werdende Ressourcen und steigende Energiepreise sind große Herausforderungen unserer Zeit. Eine effiziente und nachhaltige Energienutzung ist deshalb dringend notwendig – ganz nach dem von der Europäischen Kommission ausgegebenen Motto „Weniger ist mehr“. (Weitere Informationen: EU Grünbuch zur Energieeffizienz )

Noch vor Verkehr und Industrie sind Gebäude die größten Energieverbraucher mit einem Anteil von 40% an der insgesamt verbrauchten Primärenergie – ein Wert, der viel Raum für effiziente Optimierungen bietet.

Bei den Maßnahmen zur Erhöhung der Energieeffizienz in Gebäuden ermöglicht die Sanierung der Gebäudehülle die größten Einsparungen, dafür liegen die Amortisationszeiten im Bereich von 10…40 Jahren. Der Ersatz veralteter Heizungs- und Klimaanlagen erlaubt Einsparungen im mittleren Bereich bei einer typischen Amortisationszeit von 5…15 Jahren. Durch den Einsatz einer vernetzten Raum- und Gebäudeautomation sind Einsparungen im zweistelligen %-Bereich möglich wobei die typischen Amortisationszeiten kurz sind und zwischen einem und 5 Jahren liegen.

ABB i-bus® KNX unterstützt die schonende und bedarfsgerechte Energienutzung durch eine intelligente und vernetzte Steuerung der Raum- und Gebäudefunktionen (Beleuchtung, Sonnenschutz, Heizung, Kühlung, Lüftung, Klimatechnik).
Dadurch wird Energie nur dann verbraucht, wenn sie benötigt wird, und nur die Energiemenge, die notwendig ist.

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 in dem Raum und berechnet aus der Differenz die erforderliche Ansteuerung der Leuchtmittel. Somit wird nur diejenige 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…40% gegenüber einer manuellen Lichtsteuerung.
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Kühlenergie einsparen durch intelligente Jalousiesteuerung

Studien haben ergeben, dass durch eine intelligente Jalousiesteuerung bis zu 40% der Kühlenergie eingespart werden können. Das geschieht dadurch, dass im Sommer, solange niemand im Raum ist, die Jalousien automatisch geschlossen werden, um ein unnötiges Aufheizen der Räume zu verhindern. 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.
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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 beispielsweise, dass durch die Verringerung der Raumtemperatur um 1° Celsius der Heizenergieverbrauch um 6% reduziert werden kann. Elektrisch gesteuerte Stellventile dienen als Stellglieder zur automatischen Anpassung der Raumtemperatur auf das gewünschte Temperaturniveau. In Gebläsekonvektoren (Fan Coil Units) 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 Heizkörper-Stellventile der Energiebedarf berechnet und die Vorlauftemperatur abhängig vom tatsächlichen Energiebedarf gesteuert werden.
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Energieeffizienz durch Energietransparenz

Nur wer weiß, wie viel Energie er verbraucht, kann sinnvolle Optimierungsmaßnahmen ergreifen. Der Aspekt des Energiemonitoring 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 standen bisher Energieverbrauchszähler mit KNX Schnittstelle zur Verfügung. Eine wesentlich detailliertere Messung erlaubt nun der ABB i-bus KNX Energieaktor SE/S 3.16.1. Dieser Schaltaktor ermittelt für jeden einzelnen Schaltkanal die elektrischen Kennwerte und den Energieverbrauch. Diese Messwerte werden dem KNX System zur weiteren Auswertung zur Verfügung gestellt.
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Energieeffizienz wissenschaftlich 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 ein Einzelbüro mit 11 Stunden Nutzungszeit ergeben sich demnach durch den Einsatz einer Konstantlichtregelung in Verbindung mit einer Präsenzerfassung und einer intelligenten Jalousiesteuerung maximale Einsparungen im Bereich von 31…36% bei der Beleuchtungsenergie und 35…45% bei der Energie für die Kühlung.
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