Hohe Einsparpotenziale durch Gebäudesystemtechnik

Klimawandel und knapper werdende Ressourcen sind die großen Herausforderungen unserer Zeit. Dazu kommt, dass die EU beim derzeitigen Energieverbrauch zu 50 % von Energieeinfuhren abhängig ist – eine Zahl, die bis 2030 auf 70 % ansteigen könnte. Eine effiziente und nachhaltige Energienutzung ist deshalb dringend notwendig – ganz nach dem von der Europäischen Kommission ausgegebenen Motto „Weniger ist mehr“.

Nach den Bereichen Verkehr und Energieerzeugung ist die Gebäudetechnik der größte Energieverbraucher. Heizung und Beleuchtung in Wohn- und Bürogebäuden machen ca. 40 % der in der EU verbrauchten Energie aus – ein Wert, der viel Raum für effiziente Optimierungen bietet.

Auf europäischer Ebene hat man dieses Faktum mit der Herausgabe einer Richtlinie zur Energieeffizienz (2002/91/EG) in Gebäuden beantwortet. Die zentrale Forderung darin ist die Ausweisung des Gebäude-Energieverbrauchs mit einem Energieausweis sowie die Analyse von Einsparmöglichkeiten. Als Hilfsmittel dafür wurde eine Reihe von europäischen Normen – zum Beispiel EN 15232 – erarbeitet, in Deutschland regelt eine DIN-Norm (DIN V 18599) die Thematik.

Zentrale Rolle der Gebäudesystemtechnik
Gebäudesystemtechnik unterstützt durch eine intelligente und vernetzte Raum- und Gebäudesteuerung (Beleuchtung, Sonnenschutz, Heizung, Lüftung und Klimatechnik sowie die übrigen haustechnischen Systeme) wesentlich eine schonende und bedarfsgerechte Energienutzung. Der weltweite Standard der KNX-Technologie ermöglicht dabei Energieeinsparungen im zweistelligen %-Bereich und bietet gleichzeitig eine erhöhte Flexibilität bei Planung und Ausführung sowie eine hohe Investitionssicherheit und Verfügbarkeit.

Zur Optimierung der Energieeffizienz in Gebäuden sind unterschiedliche Konzepte und Vorgehensweisen möglich. Die Nutzung der Gebäudesystemtechnik stellt in diesem Zusammenhang eine bewährte und interessante Alternative bzw. Ergänzung dar, die sich allein schon durch ihre überzeugende Kosten- Nutzen-Relation abhebt.

Literaturstudie KNX Deutschland
„Energieeinsparpotenzial durch moderne Elektroinstallation“

Die Hochschule Biberach, Studiengang Gebäudeklimatik, Institut für Gebäude- und Energiesysteme, Fachgebiet Gebäudeautomation, führte 2008 eine Literaturrecherche zum Thema „Einsparungen durch moderne Elektroinstallation“ durch. Unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Martin Becker wurden dabei die wesentlichen Literaturquellen mit ihren ermittelten Einsparzahlen zu einem Gesamtergebnis zusammengefasst. Auftraggeber der Studie war der ZVEI – Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie e.V.

In einigen der untersuchten Quellen wird nicht explizit erwähnt, auf welcher technischen Basis – Bussystem oder zentrale Steuerung – die Einsparpotenziale erzielt wurden. Allerdings tauchen Bussysteme wie KNX immer wieder auf; sie sind sicher in der Mehrzahl der Fälle die grundlegende Technologie. Die in manchen Bereichen auftretende starke Spreizung der erzielten Werte ist auf verschiedene Faktoren zurückzuführen – etwa Anwendungen aus mehreren Funktionen, Feldtest- Charakter der jeweiligen Untersuchung, unterschiedliche Definitionen von Funktionen etc.

Studienergebnis
Die verwertbaren Literaturquellen zeigen deutliche Optimierungspotenziale bezüglich der Reduzierung des Energieverbrauchs durch den Einsatz moderner Elektroinstallationssysteme auf: Der Mittelwert aller verwendeten Quellen ergibt ein Einsparpotenzial im Bereich von:

Einzelraumregelung: ca. 14 bis 25 %
Automatisierung Heizung: ca. 7 bis 17 %
Automatisierung Sonnenschutz: ca. 9 bis 32 %
Automatisierung Beleuchtung: ca. 25 bis 58 %
Automatisierung Lüftung: ca. 20 bis 45 %

Insgesamt ergibt dies eine mittlere Energieeinsparung durch allgemeine Maßnahmen und Optimierung in Bezug auf die Regelungstechnik in Höhe von ca. 11 bis 31%.

Die jeweiligen Maximalwerte der verschiedenen Bereiche, die in der untersuchten Literatur registriert sind, können dem nachfolgenden Schaubild entnommen werden.

Die europäische Norm EN 15232
Europa als treibende Kraft für Energieeffizienz

Die Europäische Gemeinschaft forciert den Einsatz energiesparender Technologien. Die europäische Norm EN 15232 („Energieeffizienz von Gebäuden – Auswirkungen der Gebäudeautomation und des Gebäudemanagements“) wurde in Zusammenhang mit der europaweiten Umsetzung der Richtlinie zur Energieeffizienz in Gebäuden (Energy Performance of Buildings Directive EPBD) 2002/91/EG erarbeitet. Die Norm beschreibt Methoden für die Bewertung des Einflusses von Gebäudeautomatisierung und technischem Gebäudemanagement auf den Energieverbrauch von Gebäuden.

Dazu werden die vier Energieeffizienzklassen A bis D eingeführt. Gebäude werden je nach Ausstattung mit Gebäudeautomationssystemen einer dieser Klassen zugeordnet.

Für jede Klasse kann in Abhängigkeit von Gebäudetyp und Gebäudenutzung das Einsparpotenzial für thermische und elektrische Energie berechnet werden. Die Werte der Energieeffizienzklasse C werden als Referenz zugrunde gelegt.

Wissenschaftliche Studie auf Basis der DIN V 18599
Daten und Fakten zu Bustechnik sowie Raum- und Gebäudeautomation

2008 hat die Hochschule Biberach unter anderem im Auftrag von ABB STOTZ-KONTAKT GmbH eine Studie zum Thema „Energieeinsparpotenzial und Energieeffizienz durch Bustechnik sowie Raum- und Gebäudeautomation“ durchgeführt.

Auf Basis der DIN V 18599 wurde dabei speziell die Effizienz von ABB i-bus® KNX-Komponenten wissenschaftlich untersucht. Das Nutzungsprofil „Großraumbüro“ in einem klassischen Beispielgebäude diente als Untersuchungsprojekt.

Die DIN V 18599 ist von den DIN-Normenausschüssen Bauwesen, Heiz- und Raumlufttechnik sowie Lichttechnik erarbeitet worden – sie ist die nationale deutsche Umsetzung der EG-Richtlinie 2002/91/EG „Energy Performance of Buildings Directive“ und dient in Deutschland als Grundlage für die Erstellung von Energieausweisen für Gebäude. Ab dem 1. Juli 2009 brauchen alle Nichtwohngebäude in Deutschland einen Energieausweis, wenn sie neu vermietet, verkauft oder verpachtet werden. Der Gebäudeeigentümer muss dem potenziellen Interessenten spätestens auf Nachfrage ein solches Dokument vorlegen. In öffentlichen Gebäuden mit Publikumsverkehr und über 1.000 Quadratmetern Nutzfläche muss der Energieausweis außerdem auch gut sichtbar aushängen.

Das System ABB i-bus® KNX basiert auf der KNX-Technologie, dem weltweiten Standard der Haus- und Gebäudesystemtechnik (ISO/IEC 14543). ABB stellt mit diesem System ein umfassendes Angebot zur Verfügung, das nachweisbar energieoptimierte Anwendungen im Neubau und im Bestand ermöglicht.

Die vorliegende Studie zeigt mit ihren Berechnungen und Untersuchungen ein deutliches Energieeinsparpotenzial durch den Einsatz von Bustechnik sowie Raum- und Gebäudeautomation. Die Höhe des Einsparpotenzials ist abhängig von der jeweiligen Funktion bzw. von der Kombination von Funktionen.

Gesamtfazit: „Durch eine Kombination mehrerer Funktionen zeigt die Studie ein Einsparpotenzial beim Endenergieverbrauch von bis zu ca. 40 % in Bürogebäuden.“

Das eindeutige Gesamtergebnis
Nachgewiesene Energieeffizienz in Gebäuden mit ABB i-bus® KNX

Das Gesamtergebnis der in dieser Broschüre vorgestellten Untersuchungen ist eindeutig. Zwar differieren die Ergebnisse der Studien in Bezug auf ihre konkreten Zahlen – aber die grundsätzliche Tendenz ist unwiderlegbar:

– Mit Gebäudesystemtechnik wird bei der Gebäudenutzung im Vergleich zu konventioneller Technik Energie gespart.

– Die Höhe der Einsparpotenziale hängt stark von den Gebäudeparametern und den Nutzungsprofilen ab.

– Das maximale Energieeinsparpotenzial wird durch die Kombination verschiedener Automations-Funktionen erzielt.

– Die Einsparungen liegen grundsätzlich im zweistelligen %-Bereich.

– Im Vergleich zu baulichen Maßnahmen ist die Investition in Gebäudesystemtechnik als gering einzustufen.

– Die Amortisationszeiten sind relativ kurz; sie bewegen sich in einem Zeitraum zwischen einem und fünf Jahren.