Gebäudetechnik 27.02.2004, 18:28 Uhr

Simulation enthüllt Gefräßigkeit von Gebäuden

VDI nachrichten, Biberach, 27. 2. 04 -Dank moderner Gebäudetechnologie verbrauchen heute Neubauten spürbar weniger Energie als früher. Doch immer noch liegen – so das 5. Biberacher Forum Gebäudetechnik – Potentiale brach. Architekten und Planer konzentrierten sich zu wenig auf die Optimierung der gebäudetechnischen Anlagen im Betrieb.

Bereits nach fünf bis acht Jahren übersteigen die laufenden Betriebskosten von Zweckgebäuden die einst für den Bau getätigten Investitionen. Man müsse das System Gebäude in dynamischer Folge betrachten, lautete daher die zentrale Forderung von Martin Becker, Professor an der FH-Biberach, auf dem 5. Biberacher Forum Gebäudetechnik. Schon bei der Planung seien spätere Nutzungsalternativen zu bedenken. Kollege Roland Koenigsdorff empfahl, die Planer sollten in der Phase der Inbetriebnahme noch an Bord bleiben und das Ganze dann an das Facility Management übergeben. Eingeladen zu der Diskussionsveranstaltung hatte der Studiengang Gebäudetechnik/Gebäudeklimatik der FH-Biberach, die Bauakademie Biberach und das Innovationsnetzwerk Gebäudeautomation.
„Die gebäudetechnischen Anlagen eines Verwaltungsbaus müssen permanent veränderten Gegebenheiten angezupassen sein,“ fordert Becker. Nach seiner Feststellung würden die Möglichkeiten der Vernetzung gebäudetechnischer Einzelsysteme, die sich aus der moderne Kommunikationstechnologie ergeben, noch zu wenig genutzt. Ein zeitgemäßes Werkzeug, das die Wechselwirkungen der verschiedenen Systeme wie Heizung, Lüftung, Klima oder Beleuchtungstechnik und Sonnenschutz abbilden kann, sei die Simulationstechnik. „Diese hat zwar in der Planung ihren festen Platz,“ weiß Becker. Im Betrieb werde sie jedoch kaum angewendet. Für die Verknüpfung von Simulation und Automation in der Betriebsphase müsste man zum einen ständig die Ist-Werte der relevanten Parameter wie Temperatur, Sonneneinstrahlung, Nutzerverhalten oder Energieverbrauch messen. Gleichzeitig seien in der Simulation anhand der aktuellen, nicht beeinflussbaren Parameter – beispielsweise der Außentemperatur oder der Raumnutzung – die Soll-Werte zu ermitteln, um festzustellen, welche Einstellungen an den verschiedenen Anlagen verändert werden müssten, um den Sollzustand zu erreichen.
Die dynamische Gebäudesimulation ist zwar derzeit noch Forschungsgegenstand. Dennoch sollten sich Planer von Gebäuden Becker zufolge frühzeitig Gedanken darüber machen, welche Informationen sie später während des Gebäudebetriebs benötigen, also wo z. B. zusätzliche Messgeräte eingebaut werden müssten, um Ist-Werte zu erfassen und an das Gebäudemanagementsystem weitergeben zu können.
„Das Informationsmanagement wird immer wichtiger,“ urteilt Becker. Denn die Tendenz in der Gebäudetechnik gehe in Richtung hoher Automations- und hoher Informationsgrad der Bauteile. Beispielsweise verfüge ein intelligenter Einzelregler ohne Schnittstelle zwar über einen hohen Automatisations-, aber einen geringen Informationsgrad. Der Trend gehe aber eindeutig in Richtung vernetzter, dezentraler, adaptiver Automatisierungssysteme mit busfähigen Sensoren, Aktoren und Automatisierungsgeräten. Bedeutende Hersteller wie Danfoss, Grundfoss, Trox und Viessmann bieten inzwischen Bauteile und Regler mit „offenen“ Schnittstellen an und erlauben damit die Verknüpfung unterschiedlicher Reglerfabrikate zu einem Leitnetz.
Im unternehmensweiten Gebäude-informationsmanagement schließlich sind die Daten aus der Gebäudeautomation künftig nur ein Baustein von vielen. Hinzu kommen Daten aus unternehmensweiten Anwendungen für den Geschäftsbetrieb (Enterprise Ressource Planning) oder dem Computer Aided Facility Management (CAFM). Die Integration dieser Systeme macht neue, automatisierte Steuer- und Regelstrategien möglich. Beispielsweise könnte der Gebäudebetrieb mit wichtigen Informationen aus dem Managementinformationssystem über die Nutzung eines Gebäudes koordiniert werden.
Während Prof. Becker eine Lanze für die moderne Simulationstechnik bricht, macht Prof. Koenigsdorff schlechte Simulationen als einen Grund dafür aus, dass beim Bau energieeffizienter Häuser häufig die gesteckten Ziele nicht erreicht würden. „Eine Simulation ist bestenfalls so gut, wie die Parameterwerte, mit denen sie arbeitet,“ berichtete der Professor, der ebenfalls an der FH in Biberach lehrt. Unsicherheiten würden in der Simulation meist nach den Schätzungen oder Erfahrungen der Planer berücksichtigt. „Beispielsweise wissen sie zwar, wie viele PC sich in einem Raum befinden, aber nicht, wie oft diese laufen,“ so Koenigsdorff. Darüber müssten dann Annahmen getroffen werden. In den allermeisten Fällen werde so ein viel geringerer Heizenergiebedarf errechnet, als im Betrieb dann tatsächlich der Fall. Weitere Schwachstellen sieht der Experte in unklaren Standards, in einem oft fehlerhaften Informationsfluss zwischen Planern und Ausführenden und in noch nicht ausreichend ausgereifter Messtechnik. „Anspruchsvolle Betriebskonzepte benötigen hochwertige Messdaten,“ so Koenigsdorff.
Dass die Messtechnik noch Mängel aufweist, haben in Biberach auch die Erfahrungsberichte aus der Praxis gezeigt. So wurde beispielsweise in einem Gebäude nach Fertigstellung festgestellt, dass die Temperaturfühler sehr stark von der Temperatur der Wände beeinflusst wurden, auf denen sie montiert waren. Somit gaben die Messwerte nicht die tatsächliche Lufttemperatur an. „Bei ambitionierten Bauvorhaben werden solche Mängel im Laufe der Zeit behoben,“ weiß Koenigsdorff. Oft aber werde nicht darauf geachtet und so blieben Energiesparpotentiale ungenutzt.SILKE THOLE

Von Silke Thole

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