Energie sparen durch nachträglichen Einbau: Zentral gesteuerte Einzelraumregelung
In neu erbauten Nutzgebäuden sind Automationstechniken selbstverständlich. Bereits in der Rohbauphase werden hier Busleitungen verlegt, die eine Verknüpfung der diversen Techniken ermöglichen. Anders sieht es in Bestandsgebäuden aus, die den Großteil unserer Nutzgebäude ausmachen. Ein nachträglicher Einbau solcher Techniken ist sehr aufwändig und erfordert fast immer erhebliche bauliche Maßnahmen, die zu einer Nutzungsunterbrechung zwingen.
Besonders in älteren Bestandsgebäuden sind Automationstechniken wünschenswert. Solchen Gebäuden fehlt die energetische Optimierung, sie sind schlecht isoliert, durch gestaltete Fassaden ist eine Außenisolierung unmöglich oder sehr teuer. So sind Energieverbräuche oberhalb 200KWh (= 20l Heizöl) je m² und Jahr eher die Regel als die Ausnahme. Diese Energieverbräuche lassen sich durch einfache Maßnahmen senken:
– Bedarfsgerechte Temperatursteuerung in den Räumen
– Heizventile bei geöffnetem Fenster schließen
– Die Räume nur dann erwärmen, wenn sie tatsächlich auch genutzt werden
– Kühle Bereiche (z.B. Flure) von warmen Bereichen (z.B. Büros) trennen
Auch ohne wissenschaftliche Expertise dürfte unstrittig sein, dass die angeführten Maßnahmen zu Energieeinsparungen führen. Die tatsächliche Einsparung ist stark vom Objekt und der Nutzung abhängig, liegt nach Erfahrungen aber fast immer über 30%: immerhin sind das bei einem Objekt mit 200KWh Jahresverbrauch Einsparungen im Bereich von 6l Öl bzw. über 3Euro je Jahr und m²!
Mit Automation Energie sparen
Die vier oben dargestellten Maßnahmen könnten durch die Disziplinierung der Mitarbeiter, bedarfsgerechtes Öffnen und Schließen der Heizkörper, z.B. durch einen Hausmeister, leicht realisiert werden. Hier einen Erfolg zu erwarten, wäre aber realitätsfremd. Da die Maßnahmen insgesamt einfach und immer wiederkehrend sind, bietet es sich an, Automationstechniken einzusetzen, die die Mitarbeiter entlasten und möglichst durch Komfortsteigerung zu höherer Zufriedenheit führen.
Lösung
Das von der contronics GmbH neu entwickelte c-comatic System basiert auf Hardware der eQ-3 AG und bietet die Möglichkeit, mit bestehender Technik auch größere Bestandsgebäude mit zentral gesteuerter Einzelraumregelung auszustatten. Dazu reicht es, für eine komplette Abdeckung des Gebäudes mit 868MHz Funk (Frequenz aus der Hausautomation) über den Einbau entsprechend vieler Funkinterfaces zu sorgen. Diese Funkinterfaces kommunizieren mit Einzelraumreglern, die sich in den Räumen befinden und hier für eine stabile und bedarfsgerechte Temperatursteuerung sorgen. Die Einzelraumregler kommunizieren auch über Funk mit Fensterkontakten und Heizkörperventilen, die die Heizkörper automatisch öffnen oder schließen. Eine ‚Aufschaltung‘ in zentrale Netzwerke ist möglich.
Gebäudetypen
Kern des Systems ist eine Software, die vollautomatisch dafür sorgt, dass die Räume immer zur erforderlichen Zeit warm sind. Diese Software läuft auf einer kleinen Linux-Box, die auch für größere Gebäude eine vollständig ausreichende Kapazität hat. Veränderungen können an der Zentrale vom Hausmeister vorgenommen werden. Das System bietet aber noch wesentlich mehr, weil spezielle Features abhängig vom Gebäudetypus geboten werden.
Schulen
Schulen zeichnen sich dadurch aus, dass Räume nach Stundenplan genutzt werden. Im Regelfall werden die Räume vormittags stark, nachmittags schwach genutzt. Durch die vergleichsweise langen Sommerferien liegt die Nutzung der Schulen stärker in den Winter- als in den Sommermonaten. Stundenpläne sind komplexe Arbeiten, für die es in modernen Schulen Stundenplansoftware gibt. Eine Verknüpfung des c-comatic Systems mit einer solchen Stundenplansoftware ist möglich.
Hotels
Hotels sind nur selten voll belegt; Belegunsraten von 60% gelten als hervorragend. Mit Einzelraumregelung in Hotels liegen bereits gute Erfahrungen vor. So kann die Beheizung der Zimmer vollautomatisch von der Raumbelegungssoftware durchgeführt werden. Die unterschiedliche Balkenfarbe betrifft die Hotelgäste: automatisch erhält ein Messebesucher ein anderes Heizprofil als ein Kur- oder Urlaubsgast!
Verwaltungen
Verwaltungen sind häufig mit Zeiterfassungssystemen für die Mitarbeiter ausgestattet. Die Zeiterfassung kennt die Belegung der Büros. Selbstverständlich ist eine Verknüpfung der Zeiterfassung mit der Raumbeheizung möglich: Verlässt der Mitarbeiter sein Büro, geht hinter ihm vollautomatisch die Heizung aus!
Vermietete Mehrparteienobjekte
Vermietete Mehrparteienobjekte können Energieschleudern sein! Der Grund ist darin zu suchen, dass die zentrale Heizung so lange arbeiten muss, wie irgendein Nutzer im Objekt ist. Faktisch läuft die zentrale Heizung häufig 168h (die ganze Woche Tag und Nacht durch), obwohl die einzelnen Einheiten nur 40h genutzt werden. Energieeinsparungen von ca. 50% sind ohne Schwierigkeiten möglich.
Software
Die erforderliche Hard- und Software kommt aus der Hausautomation und läuft dort in vielen tausend Haushaltungen. Wer annimmt, Vorgänge in größeren Gebäuden seien schwieriger und komplexer als zu Hause, der irrt: kaum ein anderer Bereich wie die private Umgebung unterliegt einer so variablen und differenzierten Nutzung. Das liegt an den Nutzern, den unterschiedlichen Wochentagen, aber auch am Verhalten. So konnte die Systemsoftware in weiten Teilen als bewährte Elemente für die Gebäudesteuerung übernommen werden. Nur die Oberflächen wurden individuell angepasst und so gestaltet, dass sie ‚hausmeisterfähig‘ sind. Eine kurze Einweisung in die Bedienung genügt.
Kostenbetrachtung
Je höher der Ist-Energieverbrauch eines Objektes ist, umso rentabler wird die Ausstattung mit einer Einzelraumregelung. So kostet die Beheizung eines Quadratmeters Gebäudefläche je Jahr ca. 12Euro, das sind bei einem 20m² großen Raum 240Euro je Jahr. Die vollständige Ausstattung eines Raumes mit c-comatic kostet zwischen 200Euro und 250Euro; daraus folgt, dass die Investition sich bereits nach ca. 2 bis 3 Jahren amortisieren kann.
Umweltaspekte
Unabhängig von den Kosten sind Fragen der CO²-Emission heute von primärer Bedeutung. Die Verbrennung von 1.000l Heizöl verursacht eine CO²-Emission in Höhe von ca. 2.500kg! Mit c-comatic ist es möglich, die CO²-Emissionen einzelner Gebäude erheblich zu senken. Neben wichtigen Umweltaspekten führt diese Optimierung auch zur Erhöhung des Gebäudewertes, die weit oberhalb der erforderlichen Investitionen liegt.
Planung und Installation
Der wichtigste Aspekt bei der Planung ist die Ermittlung der Ausgangs-Energieverbräuche und der Nutzung. Der Einbau des c-comatic lohnt sich da am meisten, wo auch tatsächlich hohe Energieverbräuche vorliegen. Eine ausgezeichnete Wirtschaftlichkeit ist in fast allen Fällen dann gegeben, wenn der Verbrauch oberhalb 150KWh je m² und Jahr liegt. Im nächsten Schritt ist die Platzierung der Funk-Interfaces so vorzusehen, dass eine vollständige Funkabdeckung des Gebäudes mit 868MHz Funk gewährleistet ist. Da die Verlegung der Funk-Interfaces unkompliziert und nicht teuer ist, sollte für eine großzügige Abdeckung gesorgt werden. Der anschließende Einbau der Raumregler, Funk-Heizungssteller und Fenstermelder lässt sich einfach und schnell im laufenden Betrieb umsetzen. In der Regel erfordert die Ausstattung eines Gebäudes mit 50 Räumen etwa einen Zeitbedarf von 2 bis 4 Tagen insgesamt.
Erste Erfahrungen
Die ersten Installationen erfolgten in der Heizperiode 2009/2010. Die Systeme liefen sicher und die Nutzer waren zufrieden. Gute Erfahrungen kommen aus der Hotellerie. Die erwarteten Energiespareffekte traten ein. Durch wechselnde Außentemperaturen und sich ändernde Nutzungsverhältnisse ist es nicht einfach, die genauen Einspareffekte zu ermitteln.
Fazit
Die Mehrzahl der Gebäude befindet sich im Gebäudebestand. Diese Gebäude sind oft schlecht isoliert und eine Ausstattung mit Isolierungen oder teuren Bus-Systemen ist nicht rentabel oder im laufenden Betrieb unmöglich. Mit moderner Funk-Bus-Technik ist es möglich, Einzelraumregelung nachzurüsten und die Räume entsprechend ihrer Nutzung zu beheizen. Damit lassen sich nach vorliegenden Erfahrungen die Energieverbräuche um ca. 30% absenken und eine schnelle Rentabilität eines solchen Systems erreichen.
