Energieeffizienz im Gebäude durch KNX

Neben den rein ökologischen Gesichtspunkten wird das Thema Energieeffizienz auch aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten immer wichtiger. Der weltweite Stromverbrauch wird sich nach Schätzungen der IEA von heute rund 15000Mrd.kWh auf etwa 26.000Mrd.kWh im Jahr 2020 steigern. Und dies bei eher geringer werdenden und zunehmend schwerer auszubeutenden Primärenergie Ressourcen wie Öl und Gas. Dies bedeutet somit zwangsläufig auch einen Anstieg der Kosten für die elektrische Energie. Vor allem mit moderner Gebäudesystemtechnik lässt sich elektrische Energie in Gebäuden einsparen.
Die Betriebskosten für elektrische Energie werden sowohl im Privatbau als auch im Zweckbau deutlich steigen. Investitionen in das Thema Energieeffizienz werden damit zunehmend wirtschaftlicher und sind nebenher auch noch zukunftsorientiert. Die höheren Investitionskosten in die Elektroinstallation werden durch geringere Betriebskosten dabei zunehmend schneller wieder aufgefangen. Hierbei bieten sich gute Chancen für Elektroplaner und Elektroinstallateur, sich als ‚Energieeffizienzberater‘ zu profilieren und durch kompetente Beratung mehr Aufträge zu gewinnen. Wichtig ist hierbei, die möglichen Potenziale zu erkennen und dem Auftraggeber den längerfristigen Nutzen im Vergleich zu den unter Umständen etwas höheren Investitionskosten deutlich aufzuzeigen. Das Energieeinsparpotenzial für elektrische Energie in Gebäuden lässt sich neben den klassischen Energiesparlampen vor allen Dingen mit moderner Gebäudesystemtechnik erschließen. Und hier muss eben nicht wie in vielen anderen Punkten der Klimadiskussion auf zukünftige Technologien gewartet werden. Die Technik ist mit dem nach IEC14543 weltweit genormten Bussystem KNX bereits vorhanden.

Erwiesenes Energieeinsparpotenzial

Das KNX-System hat sein Potenzial neben vielen Anwendungen inzwischen auch in wissenschaftlichen Studien unter Beweis gestellt. An der Universität in Trento /Italien sind z.B. in dem Universitätszentrum für Intelligente Gebäude zwei gleich genutzte Trakte unterschiedlich ausgestattet worden. Einer beinhaltet ein automatisches Regelungssystem auf KNX-Basis mit Bewegungsmelder und einer automatischen Anpassung des Kunstlichtes an das Außenlicht. Der andere Trakt ist mit konventioneller Elektroinstallation ausgestattet. Erste Ergebnisse auf der Basis von drei Monaten Messung zeigen eine Reduktion des Energieverbrauchs von mehr als 55%.

Energieeffizienz und Komfort – kein Widerspruch

Welche Möglichkeiten zur Steigerung der Energieeffizienz gibt es nun konkret beim Einsatz der KNX-Technik, welches Einsparpotenzial bietet sich und wo ist der Einsatz sinnvoll? Eine zufriedenstellende Beantwortung dieser drei Fragen zeigt dann ein mögliches Geschäftsfeld auf und wird auch den Investor, egal ob privat oder gewerblich von einer energieeffizienten Elektroinstallation überzeugen. Ein wichtiger Aspekt dabei ist auch, dass die Bedürfnisse nach Komfort mit den Anforderungen der Energieeffizienz nicht im Widerspruch stehen, sondern sich in vielen Fällen sogar ergänzen. Der wesentliche ‚Verbraucher‘ von Energie im Gebäude ist die Heizung. Hier bieten sich mehrere Möglichkeiten des effizienten Umgangs mit Energie. Die einfachste Möglichkeit ist dabei, die raumweise Regelung der Temperatur bei gleichzeitiger moderater Absenkung der Raumtemperatur. Schon bei 1°C Absenkung kann dabei eine Energieersparnis von bis zu 6% erreicht werden.

Erfassung der Fensterposition mit doppeltem Nutzen

Mit der KNX-Gebäudesystemtechnik lassen sich aber auch anspruchsvollere Regelungen realisieren, die teilweise auch gleichzeitig andere Funktionen mit wahrnehmen können. Offene Fenster bei eingeschalteter Heizung sind ein typischer ‚Energiefresser‘ wie sie häufig im Privat- als auch im Zweckbau auftreten. Erfassung der Fensterposition über Fensterkontakte und raumweise Einbindung dieser Information in die Temperaturregelung stoppt die Regelung der Raumtemperatur und verhindert das Nachheizen. Gleichzeitig können die Fensterkontakte auch für Sicherheitsfunktionen genutzt werden und so das Öffnen eines Fensters bei Abwesenheit erkennen. Neben dieser ereignisgesteuerten Regelung bietet es sich aber an, eine grundsätzliche Steuerung der Heizung im Gebäude vorzunehmen. Der unterschiedliche Wärmebedarf der einzelnen Räume wird erfasst und die Temperatur entsprechend zeit- und bedarfsgerecht konstant gehalten. Das ABB-Controlpanel bietet dabei die Möglichkeit, die Heizungen der einzelnen Räume im Gebäude über Zeitprogramme bedarfsgerecht zu regeln. Ein weiterer wesentlicher Energieverbraucher im Gebäude ist die Beleuchtung. Wird sie den Bedürfnissen der augenblicklichen Raumnutzung angepasst, so dient die Beleuchtung sowohl dem Wohlbefinden des Nutzers als auch der Energieeinsparung. Und dies gilt im Privat- als auch im Zweckbau. Die einfachste Art der bedarfsgerechten Beleuchtungssteuerung ist das Schalten der Beleuchtung basierend auf der Anwesenheit von Nutzern im Raum. Eine einfache Präsenzmeldung statt Tastern führt dazu, dass der Raum nur beleuchtet ist, wenn er auch genutzt wird. Zusätzlich führt das automatische Anschalten des Lichtes auch zu erhöhtem Komfort und erhöhter Sicherheit. So schaltet das Licht im Raum oder auf der Treppe auch an, wenn der Nutzer beide Hände voll hat, und dadurch eben nicht in der Lage ist, das Licht anzuschalten. Und ausgeschaltet wird es auch wieder automatisch. Also kein unnötiges Beleuchten eines nicht genutzten Raumes.

Außenlicht, Kunstlicht und Jalousiesteuerung

Einen Schritt weiter bei der Energieeinsparung und dem ‚Wohlbefinden‘ geht die automatische Lichtsteuerung basierend auf Außenlicht, Kunstlicht und Jalousiesteuerung. Hierbei wird entsprechend des Außenlichts sowohl die Jalousie gesteuert, um den Raum ausreichend zu beleuchten, aber auch für ausreichende Beschattung zu sorgen als auch entsprechend Kunstlicht im Raum hinzugeschaltet. Der Nutzer hat also immer eine ausreichende Beleuchtung. Gleichzeitig wird aber das Kunstlicht nur eingesetzt, wenn die Beleuchtung von Außen nicht ausreicht. Zusammenfassend lässt sich zu dem Thema Beleuchtung feststellen, dass berechnete Beispielwerte, abhängig vom Objekt zeigen, dass sich der jährlicher Energieverbrauch in einem Einfamilienhaus mit KNX von 330 auf 230kWh senken lässt. Für eine Wohnung liegen die Werte bei 220 bis zu 154kWh. Die oben angeführten Messungen der Universität und die berechneten Werte liegen somit sehr nahe beieinander.

Kontrolle mit Energieverbrauchszähler

Bei aller Regelung von Licht und Heizung ist es natürlich sinnvoll, die Effekte von Maßnahmen auch zu kontrollieren. Eine gute Möglichkeit, den effizienten Umgang mit elektrischer Energie im Gebäude zu überwachen, bieten in das KNX-System integrierte Energieverbrauchszähler wie das ABB Delta Meter. Mit einer grafischen Ausgabe des Energieverbrauchs auf einem Bildschirm über ein ABB-i-bus-KNX-IP-Gateway lässt sich die Auswirkung von Aktivitäten im Gebäude auf den Energieverbrauch analysieren und Nutzungsprozesse im Gebäude in Richtung Energieeinsparung optimieren – eine für den Zweckbau sicherlich interessante Zusatzfunktion. Eine weitere Möglichkeit die Energieeffizienz im Gebäude zu steigern, bietet beim Vorhandensein von Motoren und Pumpen im Gebäude der Einsatz von ABB-Frequenzumrichtern. Pumpenanlagen mit drehzahlgeregelten Frequenzumrichtern verbrauchen bis zu 40% weniger Energie als ungeregelte Pumpen.

Einsparpotenziale Privat- und Zweckbau

Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass das Thema Energieeffizienz voll im Trend der aktuellen Diskussion liegt und somit bei den potenziellen Kunden bereits ein Grundwissen zur Thematik vorhanden ist. Mit moderner KNX-Gebäudesystemtechnik lassen sich erhebliche Einsparpotenziale bei der elektrischen Energie in Privat- und Zweckbau realisieren. Mit zunehmend höheren Energiepreisen wird der Zeitraum, in dem sich die Investition rechnet, immer kürzer. Wichtig ist dabei die Beratung des Kunden, um ein an seine Gebäudenutzungssituation optimal angepasste Lösung zu installieren.