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ProKlim - Prognosegesteuerte Gebäudeklimatisierung
Energieeffizienzsteigerung in der automatisierten Gebäudeklimatisierung durch wetterprognoseunterstützte Regelung
Title and Synopsis
Investigation of the basic energy savings potential for buildings in commercial use by including weather forecasts as a variable. Additionally, a concept for integrating weather forecasts into the heating and air conditioning control systems in buildings is planned to be developed. Within the scope of the feasibility study, a detailed analysis of technological possibilities, including both hardware and software, will be conducted.
Beschreibung
Status
laufend
Kurzfassung
Ausgangssituation/Motivation
Die Verwendung aktueller Wetterdaten wie Außentemperatur für witterungsgeführte Regelungen von Gebäudeheizungen, -kühlungen und -klimatisierungen ist mittlerweile in der Gebäudetechnik Standard. Anlagen, die für die Regelung auch Wetterprognosen verwenden, gibt es bisher jedoch nur vereinzelt, obwohl mit der Einbindung von Wetterprognosen in bestehende Systeme auf relativ einfache und kostengünstige Weise Energie eingespart und damit verbunden CO2-Emissionen reduziert werden könnten.
Inhalte und Zielsetzungen
Die UBIMET GmbH untersucht daher zusammen mit dem Projektpartner Austrian Institute of Technology (AIT) das grundsätzliche Energieeinsparungspotenzial in gewerblich genutzten Gebäuden unter Einbindung von Wetterprognosen als Regelgröße. Dabei soll die Größenordnung der potenziellen Energieersparnis in Form von eingesparter Energie, Kosten und CO2-Äquivalenten ermittelt und hinsichtlich der Qualität der Prognose und der Lage des Gebäudes für die einzelnen Faktoren im Detail separiert werden. Das AIT führt hierfür thermodynamische Gebäudesimulationen des ENERGYbase durch. Die meteorologischen Eingangsdaten stammen aus unterschiedlichen Regionen von Österreich, um unterschiedliche Standorte des Testgebäudes zu simulieren.
Neben der generellen Frage, ob es überhaupt ein Einsparungspotenzial gibt und wenn ja unter welchen Bedingungen, interessiert auch die Frage nach der Integration der Wetterprognosen in die Gebäudeautomation. Daher befasst sich die Studie mit dem Entwurf eines geschlossenen Konzeptes zur Integration von Wetterprognosen in die Gebäudeklimatisierung. Im Rahmen der Machbarkeitsstudie führt der Projektpartner ee-consult daher eine detaillierte Analyse der technologischen Möglichkeiten durch.
Bisher erzielte Ergebnisse
Im momentanen Projektstatus hat das AIT das Testgebäude ENERGYbase sehr detailreich mit Trnsys 17 modelliert. Die Validierung des Modells erfolgte mit Monitoringdaten aus dem Gebäude und wurde bereits fast vollständig abgeschlossen. Erste Simulationen von Szenarien zeigten, dass der meteorologische Parameter, der das Innenklima von Passivhäusern beeinflusst, die direkte Einstrahlung ist. Temperatur spielt aufgrund der guten Dämmung von Passivhäusern kaum eine Rolle.
Da nur Globalstrahlung an Wetterstationen gemessen wird, stellte sich für UBIMET die Aufgabe, die gemessene Globalstrahlung in direkte und diffuse Strahlung mit Hilfe von Modellen aufzuteilen. Hierfür konnte eine geeignete Methode gefunden werden. Die Genauigkeit der Wetterprognosen wurde bisher für die Station Donaufeld berechnet. Im weiteren Schritt werden die Konfidenzintervalle für alle zehn Testgebiete berechnet.
Bei der Analyse des Gebäudestandards und des Marktpotenzials in Österreich durch ee-consult hat sich gezeigt, dass die vorhandenen Daten aus öffentlichen Datenbanken und Studien sowie laufenden Evaluierungsprogrammen bzgl. Gebäudekategorisierung und Gebäudequalität nur sehr allgemeine Aussagen zulassen. Die Daten von Benchmarkergebnissen (Verbrauche je Gebäudekategorie) stehen vor allem aus Deutschland zur Verfügung. Die Ergebnisse aus Deutschland werden von der Österreichischen Energieagentur und dem klima:aktiv Programm auch in Österreich angewandt und können damit auch als Benchmarkgrundlage für Österreich herangezogen und für ProKlim ausgewertet werden.
Weitere Vorgangsweise und geplante Aktivitäten
Im weiteren Verlauf des Projektes werden gemessene und prognostizierte Werte der direkten Sonneneinstrahlung für alle zehn Testgebiete über 36 Monate bereitgestellt, auf deren Grundlage die thermische Gebäudesimulation erfolgen soll. Auf Grundlage der daraus ermittelten Energiekennzahlen und des eruierten Gebäudebestandes in Österreich soll das Energieeinsparungspotenzial für Österreich abgeschätzt werden. Daneben werden technische Informationen über Telematik-Systeme im Gebäudebestand und häufig verwendete Datenprotokolle erhoben und Szenarien für die Datenübermittlung und Einbindung der Wetterprognosen in die Gebäudesteuerung entwickelt.
(Erwartete) Ergebnisse
Als konkrete Ergebnisse des Projektes werden Kennzahlen der möglichen Energieeinsparung bei Verwendung von Wetterprognosen als Regelgröße für die Steuerung von Heizung und Kühlung in Form von eingesparter Energie, Kosten und CO2-Äquivalenten angestrebt. Übertragen auf den Gebäudestandard in Österreich können so auch grobe Aussagen über das Einsparungspotenzial in Österreich getroffen werden. Durch die Simulation verschiedener Szenarien (unterschiedliche Prognosequalität, unterschiedliche geographische Lage, unterschiedliche Wettersituationen) sollen die einzelnen Einflussgrößen im Gebäude, des Wetters und interne Lasten, die die Temperatur im Gebäude beeinflussen, ermittelt werden. Am Ende des Projektes sollen Empfehlungen gegeben werden können, darüber an welcher Stelle die Wetterprognosen in die Gebäudesteuerung integriert werden könnten (Hardwareanbindung) und wie ein Gebäude ausgestattet sein muss, um Wetterprognosen als Regelgröße für die Klimatisierung verwenden zu können.
Projektbeteiligte
Projektleiter
UBIMET GmbH
Projekt- und Kooperationspartner
- Austrian Institute of Technology AIT
- ee-consult, Inh. Ing. Emanuel Gstach, Energieeffizienz und erneuerbare Energien, Ingenieurbüro Energie-Consulting
Kontaktadresse
UBIMET GmbH
Dipl.-Ing. Mario Kahn
Dresdner Straße 82
A-1200 Wien
Tel.: +43 (1) 9971004
Fax: +43 (1) 9971004-20
E-Mail: mkahn@ubimet.com
