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Spezial-Ausgabe 1/2012

MAGAZIN FÜR ERNEUERBARE ENERGIEN UND ENERGIEEFFIZIENZ IN GEBÄUDEN

www.ikz-energy.de

SPEZIAL�AUSGABE �/���� Energieeffizienz & Nachhaltigkeit

EDITORIAL

Verantwortung und Vernunft „Nachhaltigkeit bedeutet nicht Beschränkung oder Verzicht, sondern Verantwortung und Vernunft. Die Menschheit, das menschliche Leben, jedes Leben kann sich auf dieser Erde nur im Einklang mit der Natur entfalten, nicht gegen sie. Sonst zerstört es sich selbst. Langfristig ist deshalb auch ökonomisch nur sinnvoll, was ökologisch vernünftig ist.“ Diese Worte sprach Bundespräsident Joachim Gauck anlässlich der Eröffnung der „Woche der Umwelt“ des DBU im Juni im Vorfeld des Weltklimagipfels in Rio. Es ist jetzt 20 Jahre her, dass sich die Weltgemeinschaft in Rio zum ersten Mal auf das Prinzip der Nachhaltigkeit verständigt hat. Allerdings ohne durchschlagende Wirkung. Denn seitdem ist der weltweite CO2-Ausstoß um rund die Hälfte angestiegen. Für den Bundespräsidenten ein alarmierender Zustand und zugleich eine der wichtigsten Herausforderungen.

Gauck bringt das auf den Punkt, was in den meisten Köpfen zwar präsent ist, aber in der Praxis immer noch mit zu wenig Nachdruck umgesetzt wird. Längst ist noch nicht allen klar, dass Energieeffizienz und Nachhaltigkeit zukünftig ein unverzichtbarer Bestandteil des unternehmerischen Engagements sein werden.

Die steigende CO2-Emissionen – verbunden mit strikteren Umweltrichtlinien – werden die Notwendigkeit der Energieeffizienz und Nachhaltigkeit über relevante Bereiche des Bauens und der Gebäudetechnik weiter vorantreiben.

Um den Nachhaltigkeitsgedanken stärker in den Köpfen zu implementieren, hat die Bundesregierung eine NachhaltigkeitsSpezial-Ausgabe 1/2012 IKZ-ENERGY

strategie entwickelt. Der Baubereich spielt darin eine zentrale Rolle. Die in dem „Leitfaden Nachhaltiges Bauen“ festgehaltenen Leitlinien geben vor, dass „Gebäude so zu errichten, umzubauen und zu betreiben sind, dass sie wirtschaftlich, ökologisch, gesellschaftlich und städtebaulich gleichermaßen zukunftsträchtig sind“. Funktionsgerechtheit, Sicherheit und Wirtschaftlichkeit, Qualität, Energieeffizienz und der Einsatz innovativer Baustoffe sind nur einige der Stichworte für die Qualitätsmerkmale und Anforderungen. So wird beispielsweise das Energiesystem der Zukunft nach dem Willen der Bundesregierung geprägt sein von fluktuierenden Energien, Dezentralität und intelligenten Netzen. Voraussetzung, um in diesem System Versorgungssicherheit und Netzstabilität zu gewährleisten, ist eine intelligente Steuerung der Sektoren Strom, Wärme, Kraftstoff und Energiespeicher. Dabei reicht es nicht aus, Erneuerbare Energien in das bisherige System zu integrieren.

liger als die Energie, die man nicht braucht.

Recycling, Wasseraufbereitung, Antriebstechnologien, auch in all dem sind deutsche Unternehmen weltweit führend. Unser Land wird wie kaum ein anderes auch wirtschaftlich davon profitieren, wenn es sich selbst an die Spitze des nachhaltigen Fortschritts bringt.“ ■ Hilmar Düppel Chefredakteur IKZ-ENERGY h.dueppel@strobel-verlag.de

Bei dem Nachhaltigkeitsgedanken und der damit verbundenen Energiewende geht es nicht nur um neue Energiequellen und -techniken. Vielmehr muss sich auch der Umgang des Einzelnen mit der Energie und den Ressourcen wandeln, um wirksame Einsparpotenziale zu erzielen und regenerative, fluktuierende Energien marktgängig zu machen. Möglichkeiten dazu gibt es viele, wie das vorliegende Sonderheft der IKZ-ENERGY zum Thema „Energieeffizienz & Nachhaltigkeit“ zeigt. Und wir stehen erst am Anfang einer spannenden Entwicklung. Das Schlusswort soll dem Bundespräsidenten gehören: „Nichts ist günstiger als der Rohstoff, den man einspart – nichts bil-

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INHALT

RUBRIKEN � 42 78 83

Editorial Tipps & Trends Firmen & Fakten Impressum

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TITELTHEMEN 6

Der Schlüssel zur energetischen Effizienz

Energetische Effizienz hängt von den bau- und anlagentechnischen Gegebenheiten sowie den aktuellen betrieblichen Anforderungen eines Gebäudes ab. Die unter Berücksichtigung dieser Faktoren erreichbare optimale Güte der energetischen Prozesse definiert im Vergleich zum aktuellen Energieverbrauch das verfügbare Optimierungspotenzial. Einfluss auf diese Güte kann durch ein strukturiertes Energiemanagement und die Umsetzung der daraus resultierenden Empfehlungen für die relevanten betrieblichen Prozesse erreicht werden. Hierbei kommt der Gebäudeautomation – kurz GA – eine zentrale Rolle zu, da sie die betriebstechnischen Anlagen eines Gebäudes regelt und steuert.

ENERGIEEFFIZIENZ 1 6 Der Schlüssel zur energetischen Effizienz Ohne Automationstechnik keine Energieeffizienzmaßnahmen.

14 Moderne TGA optimiert den Komfort Innovatives Gebäudemanagement ermöglicht optimalen Energieeinsatz mit mehr Energieeffizienz.

20 Was ist Gebäudeautomation?

Gebäudetechnik richtig kombinieren und individuell einstellen.

25 Kleine Kügelchen ganz groß Sorptive Wärmespeicherung mit Zeolith.

32 Zukunftstrend: intelligente Stromnetze Die zukünftige Energieversorgung sieht das Wohnhaus nicht nur als Energieverbraucher, sondern auch als Energieerzeuger. Dabei ist es möglich, in der JahresEnergiebilanz mehr Energie zu erzeugen als selbst zu verbrauchen und Überschüsse – quasi als dezentrale Energieversorgung – in das öffentliche Netz einzuspeisen.

26 Internet-Marktplatz der Energie Zukunftssichere, dezentrale Stromversorgung durch vernetzte Mikro-KWK-Systeme.

28 Vom Renditeobjekt zur dezentralen Stromerzeugung PV + Wärmepumpe + intelligente Regelung = effiziente Anlagenkombination.

32 Zunkunftstrend: intelligente Stromnetze Das Wohnhaus als Energiezentrale im Smart Grid.

35 Stromausgleich durch virtuelle elektrische Speicher Wie Fluktuationen in regenerativen Energiesystemen wirkungsvoll kompensiert werden können.

48 Die Zukunft des Bauens Die Bauwirtschaft steht vor einer großen Herausforderung.

Nachdem sie ihren Fokus in den vergangenen Jahrzehnten intensiv auf die Steigerung der Energieeffizienz gelegt hat, muss sie nun auch den Sprung in die Nachhaltigkeit schaffen.

4

39 Wärmeverluste reduzieren und Energie sparen Komplexe Haustechnik in modernem Erweiterungsbau.

NACHHALTIGKEIT 48 Die Zukunft des Bauens Von der Energieeffizienz zur Nachhaltigkeit.

52 Die Energieerzeugung der Zukunft Kompakte und dezentrale Anlagen in einem urbanen Umfeld.

IKZ-ENERGY Spezial-Ausgabe 1/2012

INHALT

54 Wärme aus EE in der Gebäudesanierung Für die nachhaltige Bereitstellung von Wärme stehen eine Vielzahl von Möglichkeiten zu Verfügung.

58 Nachhaltige Kreislaufwirtschaft Bank unterstützt fortschrittliche Konzepte der Landwirtschaft.

60 Frühling lässt Bioenergie sprießen Vielfalt an Energiepflanzen leistet großen Beitrag zur Versorgung mit Strom, Kraftstoff und Wärme.

62 Ressourcen schonen – Energie sparen Nachhaltiges Bauen ist das oberste Gebot der Stunde.

69

64 Nachhaltige Strom- und Wärmeerzeugung Moderne Technologie erzeugt umweltfreundliche und kostengünstige Energie.

69 Maritimes Wohnen mit Erdwärme Kieler Fördeterrassen setzen auf nachhaltige Energieversorgung.

74 Kosten sparen und Werte steigern Intelligente Sanierung von Bürogebäuden.

Zur Titelseite Das Projekt Waterhouses – Wohnen am Inselpark in Hamburg – erhielt das DGNB Vorzertifikat „Neubau Wohngebäude“ in Gold.

Durch das Vorzertifikat lassen sich Gebäude schon in der Planungsphase optimieren und besser vermarkten.

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Optimieren

ENERGIEEFFIZIENZ

Gebäudeautomation

Der Schlüssel zur energetischen Effizienz Ohne Automationstechnik keine Energieeffizienzmaßnahmen Energetische Effizienz hängt von den bau- und anlagentechnischen Gegebenheiten sowie den aktuellen betrieblichen Anforderungen eines Gebäudes ab. Die unter Berücksichtigung dieser Faktoren erreichbare optimale Güte der energetischen Prozesse definiert im Vergleich zum aktuellen Energieverbrauch das verfügbare Optimierungspotenzial. Einfluss auf diese Güte kann durch ein strukturiertes Energiemanagement und die Umsetzung der daraus resultierenden Empfehlungen für die relevanten betrieblichen Prozesse erreicht werden. Hierbei kommt der Gebäudeautomation – kurz GA – eine zentrale Rolle zu, da sie die betriebstechnischen Anlagen eines Gebäudes regelt und steuert.

Grundvoraussetzung aller energetischen Effizienz ist die Existenz eines auf die betrieblichen Belange abgestimmten Energiemanagements, das einem klar strukturierten Prozess folgt. Auf der Basis ökologischer und ökonomischer Zielsetzungen werden durch diesen Prozess Maßnahmen eingeleitet und überwacht, die der Erfüllung dieser Ziele dienen.

Widmet man sich primär der technischen Seite der Gleichung, dann wird man erkennen, dass die energetische Effizienz in hohem Maße von automationstechnischen Elementen bestimmt wird. Die GA hat sozusagen die Funktion, das zu ermöglichen, was aus energetischer Sicht anlagen- und betriebstechnisch erforderlich bzw. erreichbar ist, ohne gegen die Anforderungen der betrieblichen Prozesse zu verstoßen. Deswegen ist die Automationstechnik auch aus keiner einzigen Energieeffizienzmaßnahme wegzudenken.

Die Vielzahl neuer Technologien insbesondere auch im Zusammenhang mit dem

Einsatz regenerativer Energien, bei denen automationstechnische Lösungen von der Stange nicht anwendbar sind, macht es immer schwieriger, die erwartete Performance vielversprechender anlagentechnischer Lösungen in der Praxis erfolgreich umzusetzen. Der Mangel an qualifizierten Ingenieuren, die in der Lage sind, komplexe regelungs- und systemtechnische Aufgaben kompetent zu analysieren und zu lösen, tut hierbei sein Übriges. Nicht umsonst werden Forschungsvorhaben gefördert, die der Erarbeitung von Handlungsempfehlungen zur Verbesserung der Effizienz und Wirtschaftlichkeit bestimmter Anlagentypen dienen.

Das Thema energetische Effizienz war zwar schon immer Gegenstand der Gebäudeautomation, hat sich jedoch bisher kaum in Richtlinien niedergeschlagen.

Mit der EN 15232:2007 liegt seit einigen Jahren nun ein Dokument vor, das das Lösungsspektrum typischer Anwendungen der HLK-, Beleuchtungs- und Son-

Bild 1: Energetischer Prozess und betriebliches Umfeld.

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nenschutztechnik in GA-Effizienzklassen gliedert.

Das Spektrum der Effizienzbereiche der GA lässt sich auch in typische Steuerungsund Regelungsfunktionen einteilen, die jeweils unterschiedliche Aufgaben zu erfüllen haben und doch gleichzeitig Teil einer Gesamtlösung sein können. Auch dieser Ansatz kann bei der Suche nach systematischen Lösungen für neue Anwendungen sehr hilfreich sein.

Betriebliches Umfeld Im Zentrum jeglicher energetischen Optimierung steht der durch den Betrieb eines Gebäudes bestimmte energetische Prozess. Dieser Prozess wird durch Endenergie in Form von Gas, Strom, Öl oder Wasser etc. gespeist und durch eine Umwandlungs- und Verarbeitungskette in nutzbare Energie gewandelt. Während die vor der Gebäudegrenze liegenden energetischen Aufwendungen für Förderung, Umwandlung und Transport der Energie durch den Gebäudeeigentümer bzw. -nutzer nur durch die Wahl des Lieferanten bzw. der Energieform beeinflussbar sind, bietet der energetische Prozess innerhalb eines Gebäudes oder Betriebs vielfältige Optionen zur Optimierung.

Geeignete Möglichkeiten der Optimierung des energetischen Gebäudeprozesses können jedoch nur auf Basis eines professionellen Energiemanagements identifiziert und umgesetzt werden. Der Erfolg eines derartigen Qualitätsmanagementsystems setzt gemäß DIN EN ISO 50001 eine klare Verpflichtungserklärung „aller Ebenen und Funktionen einer Organisation, vor allem des Top-Managements“ voraus. Es ermöglicht einer Organisation „eine Energiepolitik zu entwickeln und einzuführen, und strategische und operative Energieziele, sowie Aktionspläne, welche gesetzliche Anforderungen und Informationen IKZ-ENERGY Spezial-Ausgabe 1/2012

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bezĂźglich des wesentlichen Energieeinsatzes berĂźcksichtigen, festzulegen und einzuhalten.“ Die Umsetzung dieser MaĂ&#x;nahmen wird als Teil der betrieblichen Prozesse vollzogen (Bild 1). Insbesondere sind hier die Aufgaben der betrieblichen Optimierung, der Instandhaltung, der Umsetzung definierter Energieoptimierungsprojekte bzw. des Energieeinkaufs zu nennen.

Zielsetzungen Heutzutage orientieren sich viele Immobilienbesitzer und -nutzer an Zielen, die ihnen helfen, die Produktivität zu erhÜhen, vorausschauend zu investieren und den Wert der gebäudetechnischen Anlagen zu erhalten oder zu steigern.

FĂźr die Steuerung der energetischen EďŹƒzienz in neuen oder Bestandsgebäuden kĂśnnen durch ein Energiemanagementsystem (EnMS) sowohl quantitative als auch qualitative Kriterien festgelegt werden. Sie gliedern sich in die folgenden Kategorien: t &OFSHJFWFSCSBVDI VOE LPTUFO t 6NXFMUCFMBTUVOH t #FUSJFCTTJDIFSIFJU t #FIBHMJDILFJU t 3FOEJUF

dung einer Baseline und darauf aufbauend die Energiebilanz fĂźr die betrachteten Objekte zu erstellen.

Je präziser die Energiebilanz ausfällt, desto besser kĂśnnen nachfolgend die Einsparpotenziale einzelner MaĂ&#x;nahmen bewertet werden. Die Energiebilanz ist damit der wesentliche Baustein, der sowohl fĂźr die Kalkulation des Sollzustandes als auch fĂźr das spätere Energiecontrolling von fundamentaler Bedeutung ist.

Durch energetische Berechnungen und Simulationen einzelner Verbraucher bzw.

Beim Bewerten von Projekten/LĂśsungen (B) sind zunächst die Kosten und Einsparungen zu ermitteln, um anschlieĂ&#x;end eine Bewertung nach unterschiedlichen Kriterien durchfĂźhren zu kĂśnnen und so die Grundlage fĂźr einen Umsetzungsvorschlag zu schaen. Folgende Schritte sind hierbei durchzufĂźhren: t &SNJUUMVOH EFT 4PMMWFSCSBVDIT EVSDI "Olagen- und Gebäudesimulation des Sollzustandes, t #JMEVOH EFS 4PMM &OFSHJFCJMBO[ t ,BMLVMBUJPO EFS *OWFTUJUJPOTLPTUFO

Dabei spielen lebenszyklusorientierte Ansätze eine besondere Rolle. Sie gewährleisten eine gute Balance zwischen dem Grad der Technisierung und den damit verbunden betrieblichen Folgekosten.

Energiemanagementprozess Unerlässliche Basis jeglicher Entscheidungen ist die konsequente Einhaltung eines Energiemanagementprozesses (Bild 2). Beim Erfassen des Istzustandes (E) sind folgende Aufgaben durchzufßhren t &OFSHJFMJFGFSWFSUSÊHF t "CSFDIOVOHFO EFS MFU[UFO +BISF t ;ÊIMFSBCMFTVOHFO VOE -BTUHÊOHF t /VU[VOHT VOE 1SPEVLUJPOTBOHBCFO t "OMBHFOTDIFNFO NJU UFDIOJTDIFO %BUFO t 8BSUVOHT VOE .FTTQSPUPLPMMF t 3BVNCVDI VOE (SVOESJTTF t ,POTUSVLUJPOTEBUFO t %BUFOQVOLUMJTUFO VOE 3FHFMVOHTTDIFmen, t *OGPSNBUJPOFO [V HFQMBOUFO *OTUBOETFUzungen, t #FHFIVOHFO t *OUFSWJFXT t .FTTVOHFO Bei der Analyse des Istzustandes (A) ist beginnend mit einem Benchmarking des gemessenen Energieverbrauchs die Bil-

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Bild 2: Energiemanagementprozess.

Verbrauchsbereiche in den Segmenten Wärme, Strom und Wasser wird ein mÜglichst genaues Modell gebildet, das auf EJF #BTFMJOF o E ǓI EFO HFNFTTFOFO 7FSbrauch – kalibriert wird.

Hierdurch kann mangels entsprechender Ausgangsdaten eine unvermeidbare Unschärfe in bestimmten Verbrauchsbereichen durch mÜglichst präzise Simulationen in anderen Bereichen minimiert werden, in denen ausreichende Informationen ßber die Anlagentechnik und die Nutzung verfßgbar sind.

Beim Definieren von Projekten/LĂśsungen (D) muss zunächst die Zielsetzung fĂźr das EnergieeďŹƒzienzprojekt gemäĂ&#x; den oben dargestellten Kriterien vorgegeben werden. Danach erfolgt die MaĂ&#x;nahmenund Variantenplanung.

t ,BMLVMBUJPO EFS *OTUBOEIBMUVOHTLPTUFO t &SNJUUMVOH EFS GĂšSEFSGĂŠIJHFO "OUFJMF und ZuschĂźsse, t &SNJUUMVOH EFS [V FSXBSUFOEFO TUFVFSlichen Befreiungen und Boni, t &SNJUUMVOH EFS &JOTQFJTFWFSHĂ UVOH [ Ç“# Strom, t &SNJUUMVOH EFS /VU[VOHT VOE -FCFOT zyklus-Kosten (Nutzwert-Analyse), t 4FOTJUJWJUĂŠUTBOBMZTFO t 3 JTJLPBOBMZTFO Beim Vorschlagen von Projekten/LĂśsungen (V) werden nochmals die wichtigsten Fakten von der Beschreibung der Ausgangslage bis hin zur Projektempfehlung zusammengestellt, um Ăźber eine entsprechende Entscheidungsvorlage zu verfĂźgen.

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Hierzu gehÜrt auch die Darstellung der t #FTUFIFOEFO 3BINFOCFEJOHVOHFO t ;FJUQMBOVOH t 0SHBOJTBUJPO t $IBODFO VOE 3JTJLFO VOE t 7PSTDIMÊHF [VS 1SPKFLUBCXJDLMVOH Bei der Umsetzung von Projekten (U) werden eine genaue Aufgliederung der Aufgaben und ihre Darstellung im Projektstrukturplan (PSP) als Grundlage fßr alle weiterfßhrenden Aktivitäten der Projektabwicklung vorgenommen.

Beim Kontrollieren von Projekten (U) erfolgt die Ăœberwachung und Dokumentation der Energieverbrauchswerte in einem Kontrollzentrum, das auf dem Energiemanagementsystem basiert. Dieses dient der zeitnahen und permanenten Qualitätssicherung fĂźr das Erreichen der Zielvorgaben aus der Umsetzungsphase.

Elemente energetischer EďŹƒzienz Energetische Effizienz wird durch eine Vielzahl von Elementen gleichzeitig und niemals durch ein einziges Element bestimmt, so auch nicht alleine durch die GA. Nicht selten werden der GA wundersame Fähigkeiten nachgesagt, streng nach dem Motto: „Ohne eine gescheite GA läuft sowieso nichts.“ Wie die Praxis zeigt, gilt der Umkehrschluss, dass „mit einer gescheiten Automationstechnik alles bestens läuft“ deswegen leider auch nicht immer. Es soll schon Fälle gegeben haben, bei denen durch eine zu komplexe Automationstechnik genau das Gegenteil bewirkt wurde.

Bild 4: MaĂ&#x;nahmenarten.

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Bild 3: Elemente energetischer EďŹƒzienz.

Grundvoraussetzung jeglicher energetischen Effizienz ist die Verfßgbarkeit effizienter Versorgungsanlagen sowohl auf der Erzeugerseite als auch auf der Abnahmeseite (Bild 3). Damit Energie im benÜtigten Umfang und der gewßnschten Qualität auf der Abnahmeseite zu jeder Zeit angelangt, ist ein entsprechendes Rohrleitungs- und Kanalsystem bereitzustellen, das ßblicherweise auch die Elemente zur Speicherung ßberschßssiger Kapazitäten enthält. Gleiches gilt fßr die Elektroinstallation.

Die GA stellt dann das verbindende System dar, das aus vier wesentlichen Komponenten besteht: t EFN FJHFOUMJDIFO (" 4ZTUFN EBT EJF technologische Basis fßr Erfßllung der regelungs- und steuerungstechnischen Aufgaben darstellt, t EFO 3FHFMVOHT VOE 4UFVFSTUSBUFHJFO die durch Programmierung der Automationsstationen bereitgestellt werden und den eigentlichen Kern der Verwirklichung eines optimalen Systemkonzeptes darstellen, t EFN .FTT VOE ;ÊIMLPO[FQU EBT EFS Schaffung von Transparenz nicht nur des Verbrauchs einzelner Anlagen, Systeme oder Gebäudebereiche sondern z.B. auch der MÜglichkeit der Analyse des Regelungsverhaltens und der Wirkungsgrade einzelner Anlagen dient, t EFN .FMEFLPO[FQU EBT EFN #FUSFJCFS die zeitnahe Behebung von StÜrungen oder sonstigem unerwßnschten Verhalten der Anlagen ermÜglicht.

NatĂźrlich muss das GA-System Ăźber seine Mensch-Maschine-Schnittstelle die notwendige Informationsbasis stellen, die den Betreiber in die Lage versetzt, schnell und mĂśglichst zweifelsfrei zu diagnostizieren und zu handeln. Hier kommt die betriebliche Leistung ins Spiel, durch die bestimmt wird, ob ein anlagentechnischer Missstand mit einer guten Reaktionszeit behoben wird.

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ENERGIEEFFIZIENZ

Gebäudeautomation

Bild 5: Prinzip der bedarfsgeregelten Lßftung und der Freigabe der Lßftung aufgrund von Bedarfsmeldungen während Zeiten mit Betriebsbereitschaft (VDMA 24773).

Last-not-least kommt dem Energiecontrolling eine besondere Bedeutung zu, das es in der Lage ist, Anomalien schnell zu erkennen und darauf zu reagieren. Da ein Energiecontrolling-System ausschlieĂ&#x;lich auf Basis historischer Werte arbeitet, kĂśnnen hierĂźber auch Langzeittrends beobachtet werden.

MaĂ&#x;nahmen Grundsätzlich kĂśnnen die MaĂ&#x;nahmen folgenden Kategorien zugeordnet werden (Bild 4): t .B•OBINFO [VS 7FSNFJEVOH VOOĂšUJHFO Energieverbrauchs: Dieser MaĂ&#x;nahmenbereich gehĂśrt eindeutig in die Domäne der GA, wenn man an die MĂśglichkeiten der Einzelraumregelung, des zeitplanabhängigen Schaltens sowie der zeit- und nutzungsabhängigen Veränderung von Sollwerten denkt. t .B•OBINFO [VS 7FSCFTTFSVOH EFS 8JSkungsgrade: Viele Anlagen verhalten sich nicht linear und haben je nach Betriebspunkt unterschiedliche Wirkungsgrade. Diese Anlagenwirkungsgrade bestimmen natĂźrlich maĂ&#x;geblich die energetische Effizienz. Sie kĂśnnen aber darĂźber hinaus auch durch die GA beeinflusst werden, indem diese bevorzugt die Leistungsbereiche mit dem besten Anlagenwirkungsgrad ansteuert. t .B•OBINFO [VS &OFSHJFSĂ DLHFXJOnung: Z.B. stellt die WärmerĂźckgewinnung zunächst hohe Anforderungen an Spezial-Ausgabe 1/2012 IKZ-ENERGY

den Anlagenbau. Je nach Komplexität der hydraulischen Schaltung kann aber auch hierbei der GA eine tragende Rolle zukommen. t .B•OBINFO [VS 4VCTUJUVUJPO WPO &OFS gieträgern: In der Zeit des Einsatzes regenerativer Energien haben wir es immer mehr mit multivalenten Anlagen zu tun, bei denen die unterschiedlichen Temperaturniveaus der einzelnen Versorgungssysteme zu beachten sind.

AuĂ&#x;erdem sind in solchen Systemen Ăźblicherweise Speicher eine Grundvoraussetzung fĂźr einen effizienten Betrieb der Anlagen. Es ist also nicht von der Hand zu weisen, das sich auch hierbei nur Ăźber eine leistungsfähige Regelungstechnik der gewĂźnschte Erfolg einstellen kann. t .B•OBINFO [VS .JOJNJFSVOH EFT Nutzenergiebedarfs: Hierbei handelt es sich im Allgemeinen um MaĂ&#x;nahmen im Fassadenbereich. Da die Fassade aber in zunehmendem MaĂ&#x;e auch ein aktives Element fĂźr Gewinnung oder sogar RĂźckgewinnung von Energie darstellt, ist auch hier die GA nicht mehr wegzudenken (Jalousiesteuerung, BrĂźstungsgeräte). t .B•OBINFO [VN &OFSHJFDPOUSPMMJOH Hierbei spielt die Umsetzung des Messund Zählkonzeptes genauso wie die historische Aufzeichnung von Messdaten eine wichtige Rolle, das ohne die GA gar nicht denkbar wäre.

EnergieeďŹƒzienzbereiche der GA Das verfĂźgbare Spektrum der Effizienzbereiche der GA zu besprechen, sprengt den Rahmen dieses Beitrags. Es sollen daher nur exemplarisch einige Anwendungen aufgefĂźhrt werden: t %JF ;FJUQMBO PEFS &SFJHOJTTUFVFSVOH gestattet bestimmte Gebäudebereiche während definierten Betriebszeiten mit HFSJOHFSFO "OGPSEFSVOHFO [ Ç“# BO EBT Temperaturniveau, die Frischluftmenge oder die Beleuchtungsstärke zu betreiben oder bestimmte Versorgungsbereiche gänzlich abzuschalten. t %BT CFEBSGTBCIĂŠOHJHF 4DIBMUFO HFIU EBgegen nicht von einer Zeitplanung sonEFSO WPO EFS .FTTVOH EFT #FEBSGT [ Ç“# Ă CFS $02-Sensoren oder Bewegungsmelder aus und regelt die betroffenen Zonen in Abhängigkeit dieser Signale; diese kĂśnnen mit einer Zeitplansteuerung logisch verknĂźpft sein. t 0QUJNJFSUFT 4DIBMUFO VOE 4UFMMFO HFstattet, den Betrieb von Anlagen bzgl. ihres Wirkungsgrades zu verbessern VOE MBTUBCIĂŠOHJH [ Ç“# NJU VOUFSTDIJFE-

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Gebäudeautomation

Klasse Bßros HÜrsäle Schulen Krankenhäuser Hotels Restaurants Handel Wohnen

Thermische Energie D C B 1,51 1,00 0,80 1,24 1,00 0,75 1,20 1,00 0,88 1,31 1,00 0,91 1,31 1,00 0,85 1,23 1,00 0,77 1,56 1,00 0,73 1,10 1,00 0,88

A 0,70 0,50 0,80 0,86 0,68 0,68 0,60 0,81

Elektrische Energie D C B 1,10 1,00 0,93 1,06 1,00 0,94 1,07 1,00 0,93 1,05 1,00 0,98 1,07 1,00 0,95 1,04 1,00 0,96 1,08 1,00 0,95 1,06 1,00 0,93

A 0,87 0,89 0,86 0,96 0,90 0,92 0,91 0,92

Tabelle 1: GA-/TGM-EďŹƒzienzfaktoren gemäĂ&#x; DIN EN 15232:2007.

lichen Vor- und RĂźcklauftemperaturen zu betreiben. Auch kann damit der Abgleich zwischen momentan benĂśtigter und verfĂźgbarer Energie gefunden und durch eine Betriebsabfolge der einzelnen Wärme-/Kälteerzeuger optimiert werden, die sich in ihrer Priorität an den jeweils mĂśglichen Wirkungsgraden der Erzeuger orientieren. t %JF 'PMHF /BDIMBVGSFHFMVOH XJSE [ Ç“# fĂźr witterungsgefĂźhrte Kessel- oder Heizkreisreglungen eingesetzt; auch kann durch eine Kaskadenregelung das dynamische Regelverhalten verbessert, aber auch Nichtlineritäten in einem Teil der Regelstrecke durch einen Hilfsregler ausgeglichen werden. t %JF &JO[FMSBVNSFHFMVOH CJFUFU FJO groĂ&#x;es Spektrum an ReglungsmĂśglichkeiten, die in hohem MaĂ&#x;e miteinander vernetzt sind. Typische Anwendungen im Raumbereich sind die Beleuchtungssteuerung, die Jalousiesteuerung, die Regelung von Heizung und KĂźhlung Ăźber unterschiedliche Ăœbergabesysteme, Steuerung elektrischer BĂźrogeräte; hierbei sind auch zum Teil sicherheitsrelevante Funktionen zu beachten (Entrauchung, Brandschutz, Zutrittskontrolle). t %FS -FJTUVOHTSFHFMVOH XJSE JN 3BINFO von Energieeffizienzprojekten eine besondere Bedeutung zukommen. Hierbei kommt zum Tragen, dass erforderliche Energiemengen nicht nur durch ein steigendes Temperaturniveau, sondern auch variable MassenstrĂśme bei vergrĂśĂ&#x;erter Temperaturdifferenz geregelt werden kĂśnnen. Hierdurch kĂśnnen sowohl die Wirkungsgrade der Erzeuger als auch die benĂśtigte FĂśrderenergie positiv beeinflusst werden. t 8JF TDIPO PCFO BOHFNFSLU JTU EJF 4QFJcherregelung beim Einsatz multivalenter Versorgungsanlagen unter BerĂźcksichtigung regenerativer Energiequellen un-

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verzichtbar, da häufig die Gleichzeitigkeit von VerfĂźgbarkeit und Bedarf nicht gegeben ist. Zudem ist durch entsprechende regelungstechnische Strategien sicherzustellen, dass die Speicherkapazitäten auch tatsächlich ausgenutzt werden. t /JDIU [VMFU[U TFJ FSXĂŠIOU EBTT ;VTUBOETmeldungen im Sinne der Registrierung von Betriebsanomalien, aber auch zum Erfassen von Handeingriffen und deren sachgemäĂ&#x;e RĂźcksetzung fĂźr einen energetisch optimalen Betrieb von Bedeutung sind.

EnergieeďŹƒzienzklassen der Gebäudeautomation Mit der DIN EN 15232:2007 liegt eine Richtlinie vor, die Folgendes festlegt: t &JOF OBDI "OXFOEVOHFO )FJ[VOH KĂźhlung, LĂźftung, Beleuchtung) gegliederte Liste regelungs- und steuerungstechnischer Funktionen der GA und des technischen Gebäudemanagements, die

die energetische Effizienz von Gebäuden beeinflussen. t &JO 7FSGBISFO [VS %FmOJUJPO WPO .JOdestanforderungen an die GA und das Gebäudemanagement. t %JF #FXFSUVOH EFS "VTXJSLVOHFO EJFser Funktionen fßr unterschiedliche Gebäudenutzungen. t &JO WFSFJOGBDIUFT 7FSGBISFO [VS "CTDIÊUzung der Auswirkungen dieser Funktionen.

Dabei werden vier verschiedene GA&ô[JFO[LMBTTFO " # $ % EFS 'VOL tionen fßr Nicht-Wohngebäude und Wohngebäude festgelegt (Bild 6).

Die relativen Auswirkungen der unterschiedlichen Energieeffizienzklassen von GA-Systemen auf den Energieverbrauch kĂśnnen der Tabelle 1 mit den GA-/TGM-Effizienzfaktoren entnommen werden. Es wird dabei deutlich, dass durch die GA in vielen Fällen Einsparungen zwiTDIFO VOE Ç“ FS[JFMU XFSEFO LĂšOOFO â– Autor: Dr. Ulrich MĂśhl ist Leiter Energiedienstleistungen Germany & Central Europe, bei der YIT Germany GmbH, 80992 MĂźnchen, Tel. 089 374288500, Fax 089 374288520, info@yit.de, yit.de Literatur:  [1] DIN EN ISO 50001:2011 Energiemanagementsysteme – Anforderungen mit Anleitung zur Anwendung [2] DIN EN 15232:2007 EnergieeďŹƒzienz von Gebäuden – Einfluss von Gebäudeautomation und Gebäudemanagement [3] VDMA 24773:1997 Bedarfsgeregelte LĂźftung

Bild 6: EnergieeďŹƒzienzklassen von GA-Systemen gemäĂ&#x; DIN EN 15232:2007.

IKZ-ENERGY Spezial-Ausgabe 1/2012

Perfekt verzahnt 1 | Februar 2012

ENERGIEN UND ERNEUERBARE EN MAGAZIN FÜR ENZ IN GEBÄUD ENERGIEEFFIZI

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2 | März 2012

ENERGIEN UND ERNEUERBARE EN MAGAZIN FÜR ENZ IN GEBÄUD ENERGIEEFFIZI

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Energien 2012 Erneuerbare

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Wie regelt man r unktion mit Sola Multiple Gebäudef

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ENERGIEEFFIZIENZ

Gebäudeautomationen

Moderne TGA optimiert den Komfort Innovatives Gebäudemanagement ermĂśglicht optimalen Energieeinsatz mit mehr EnergieeďŹƒzienz Das Thema Gebäudeautomation und EnergieeďŹƒzienz rĂźckt immer mehr in das Bewusstsein der Gebäudeeigner, Investoren, Architekten und Fachplaner. Vor dem Hintergrund steigender Energiepreise, Ressourcenbegrenzung und Schadstoreduzierung gilt es fĂźr die TGA die optimalsten Gebäudeautomationsysteme mit Erfassung der Verbrauchsdaten und Energieanalyse zu integrieren. Der Trend zur EnergieeďŹƒzienz und Komfortsicherung signalisiert auch einen potenziell wachsenden Zukunftsmarkt in der Gebäudeautomation.

Die von den Produktherstellern angebotenen Systeme ermÜglichen mit zukunftsorientierten LÜsungen im Wohn-, Zweck-, Gewerbe- und Industriebau sowie im Bestands- und Neubau einen optimalen Energieeinsatz mit mehr Energieeffizienz durch eine aufeinander abgestimmte Gebäudetechnik und Gebäudeautomation.

Der steigende Kostendruck zwingt die Besitzer und Betreiber von Gebäuden im privatwirtschaftlichen und im Üffentlichen Bereich immer mehr, beim Gebäudebetrieb nach Kosteneinsparpotenzialen zu suchen.

Die optimale Methode, mit deren Hilfe die Betriebs- und Unterhaltungskosten nachhaltig gesenkt werden kÜnnen, besteht in einem innovativen Technischen Gebäudemanagement.

Normungsvorgaben Zu den Normen, die es zu berĂźcksichtigen gilt, gehĂśren:

„CentraLine Arena 2.3“ von Honeywell.

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t %*/ 7 5FJM 7PSOPSN "VTHBCF Energetische Bewertung von Gebäuden; Berechnung des Nutz-, End- und Primärenergiebedarfs fßr Heizung, Kßhlung, Lßftung, Trinkwarmwasser und BeleuchUVOH 5FJM (FCÊVEFBVUPNBUJPO t %*/ &/ "VTHBCF t &OFSHJFFô[JFO[ WPO (FCÊVEFO "VTXJSkungen der Gebäudeautomation und des Gebäudemanagements. t %*/ &/ "VTHBCF &OFSHJFNBOBHFNFOUTZTUFNF "OGPSEFSVOHFO NJU "OMFJUVOH [VS "OXFOEVOH t 7 %* #MBUU CJT VOE CJT (FCÊVEFBVUPNBUJPO ("

%JF 3JDIUMJOJF 7%* EJFOU BVTTDIMJF•MJDI Gà S "OXFOEVOHFO EFS 3BVNBVUPmation im Bereich der Technischen GeCÊVEFBVTSà TUVOH 5(" TPXJF [VS #FEBSGTQMBOVOH JN 4JOOF EFS %*/ #FEBSGTQMBOVOH JN #BVXFTFO "VTHBCFEBUVN

EnergieeďŹƒziente Gebäudeautomation %JF %*/ &/ HSFJGU JOEJSFLU JO EJF 7PSHBCFO EFS &O&7 FJO VOE TQF[Jm[JFSU die Methoden zur Beurteilung des Einflusses der Funktionen der Gebäudeautomation und des technischen Gebäudemanagements auf den Energieverbrauch von Gebäuden. Die Einteilung der Gebäudeautomationssysteme erfolgt nach der neuen Norm in vier unterschiedlichen Energieeffizienzklassen. t , MBTTF " FOUTQSJDIU IPDI FĂ´[JFOUFO 4ZTtemen, t , MBTTF # CF[FJDIOFU XFJUFSFOUXJDLFMUF Systeme, t , MBTTF $ FOUTQSJDIU EFN BLUVFMMFO EVSDIschnittlich anzutreffenden Stand, t , MBTTF % FOUTQSJDIU 4ZTUFNFO EJF OJDIU energieeffizient sind. Gebäude mit derartigen Systemen sind zu modernisieren, neue Gebäude dĂźrfen nicht damit ausgerĂźstet werden.

Anlagenregler „Tiger“ von Honeywell.

IKZ-ENERGY Spezial-Ausgabe 1/2012

ENERGIEEFFIZIENZ

Gebäudeautomationen

Internationale Standard-Bussysteme Der Begri „BUS“ steht fĂźr Binary Unit System und umschreibt einen im Bereich der Datenverarbeitung verwendeten Begri fĂźr eine Datenverbindung, an der mehr als zwei Teilnehmer angeschlossen werden kĂśnnen. Den Durchbruch in der Gebäudeautomation in Europa haben primär drei Protokolle erreicht. t #"$OFU #VJMEJOH "VUPNBUJPO BOE $POtrol Network, t , /9 &*# ,POOFY WPSNBMT &VSPQFBO Installation Bus, t -0/ -PDBM 0QFSBUJOH /FUXPSL #"$OFU &O0DFBO VOE -PO.BSL TUFIFO fĂźr die wichtigsten und leistungsfähigsten Standards der Gebäudeautomation und bilden die Grundlage fĂźr hochintegrierte, gewerkeĂźbergreifende GebäudeautomationsTZTUFNF *IS /VU[FS QSPmUJFSU EVSDI HSP•F Wirtschaftlichkeit, Transparenz und Bedienerfreundlichkeit, EnergieeďŹƒzienz und Komfort.

"MMF ESFJ #VTTUBOEBSET XFSEFO JOTPfern als „oene Systeme“ bezeichnet, weil TJF VOUFS HFOBV EFmOJFSUFO 3BINFOCFEJOHVOHFO EJF 7FSLOĂ QGVOH WPO 1SPEVLUFO erlauben. Hierbei lassen sich Tendenzen des bevorzugten Einsatzes erkennen.

8ÊISFOE EFS ,/9 &*# TFJOFO &JOTBU[ primär in der Elektroinstallation sowie zur Beleuchtungs-, Jalousiesteuerung und [VS 3BVNBVUPNBUJPO IBU XJSE EFS -0/ zur Feldbusanwendung fßr die Gewerke EFS 5(" )FJ[VOH 3BVNMVGU ,MJNB VOE ,ÊMUFUFDIOJL TPXJF [VS LPNQMFYFO 3BVN-

BVUPNBUJPO FJOHFTFU[U #FJN #"$OFU IBOdelt es sich um einen Kommunikationsstandard, der primär in der Managementebene von Gebäudeautomationssystemen BOHFTJFEFMU XJSE %FS #"$OFU 4UBOEBSE wird zudem vorrangig fßr frei programmierbare Steuerungen und Regelungen genutzt.

Im Bereich der Gebäudeautomation beTUFIFO OJDIU OVS EJF "OGPSEFSVOHFO OBDI der Bedienung, sondern zunehmend nach einer Komplexität der Systeme untereinander. Hierbei haben zunehmend auch die "OGPSEFSVOHFO OBDI EFN &OFSHJFNBOBHFment und des Energieverbrauchs zur Folge, dass die Teilgewerke der Technischen Gebäudeausstattung miteinander kommunizieren mĂźssen und unabhängig voneinander arbeiten dĂźrfen. So muss z. B. die Klimaanlage die aktuelle Personalbelegungsdichte aus der Zutrittskontrolle, die Energiekostensituation aus dem EnergieNBOBHFNFOUTZTUFN VOE EJF 7FSGĂ HCBSLFJU der Medien wie Kalt- und Warmwasser erkannt werden, um letztlich auch die erforderlichen bzw. gewĂźnschten Raumkonditionen eďŹƒzient sicherstellen zu kĂśnnen.

Diese Schnittstellen erweitern sich dynamisch, da zunehmend auch die GebäuEFTUSVLUVS NVMUJGVOLUJPOBMF 'BTTBEFO 5Bgeslichtlenksysteme, BauteilaktivierunHFO FUD EJF 'VOLUJPOFO à CFSOFINFO EJF JO EFS 7FSHBOHFOIFJU EFO LMBTsischen Gewerken der Heizung, RLT und Klima/Kälte zugeordnet waren. So erfolgt [ Ǔ# EJF UIFSNJTDIF "LUJWJFSVOH EFT #BVkÜrpers zur Kßhlung und Heizung sowie

Natur & Technik in Harmonie

Regelventile

Regler und Regelkreistechnik

Wärmeßbertrager

Geregelte Strahlpumpen

SystemlĂśsungen

Leittechnik

Energetische Modernisierung von Heizungssystemen fßr Nah- und Fernwärme als Energiesparkonzept fßr den Kunden. Mit Ferndiagnose ßber Internet optimieren wir Sollwertkurven, Nutzungszeiten und Anschlusswerte. Ergebnis sind hohe Energieeinsparungen und damit sehr kurze Amortisierungszeiten.

Gebäudeautomation „Neutrino-GLT“ von Kieback & Peter.

Spezial-Ausgabe 1/2012 IKZ-ENERGY

www. baelz.de W. Bälz & Sohn GmbH & Co. ¡ Heilbronn

ENERGIEEFFIZIENZ

Gebäudeautomationen

die intelligente Fassade mit kontrollierter Lßftungsfunktion. Hierdurch werden auf den unterschiedlichsten Ebenen der Gebäudeautomation auch verschiedenartige Kommunikationsaufgaben erforderlich, die von einem einzelnen System nicht abgedeckt werden kÜnnen. Zum Teil wird auch EFS &JOTBU[ TZTUFNTQF[Jm TDIFS -ÚTVOHFO erforderlich, wie z. B. auf der Feldebene die Sensoren fßr Temperatur, Stellmotoren fßr Regelventile, Luftventile und Klappen oder Raumbediengeräte sowie Einzelraumregelungen.

Zunehmend werden auch intelligente Systeme eingesetzt, die komplexere Kommunikationsaufgaben lÜsen kÜnnen, die TJDI JN #FSFJDI EFS "VUPNBUJTJFSVOHTFCF ne ergeben und die zum Teil mittels frei programmierbarer Funktionen sämtliche Gewerke miteinander kommunizieren lassen. Beispielsweise mßssen den RLT- und Klima/Kälte-Systemen relevante Daten der Heizungsanlage und Kältemaschine C[X EFS TPMBSFO ,ÊMUFFS[FVHVOH [VS 7FS fßgung stehen, um im Zusammenspiel mit den Randbedingungen der Gebäudehßlle und der Fassade zu einem optimalen Ergeb-

nis fĂźr die Nutzer – bei einem minimalen Energieverbrauch – zu gelangen. In diesem Bereich, wie auch in der Managementebene mit den Ăœberwachungsfunktionen und Ereignismeldungen, wird die hohe FunkUJPOBMJUĂŠU EFT #"$OFU 1SPUPLPMMT CFWPS[VHU eingesetzt. Zusätzliche Schnittstellen zu den Facility-Management-Systemen und zum Energiemanagement sowie Energiecontrolling runden die Funktionen der modernen Gebäudeleittechnik ab.

Funkbasiertes Gebäudefernmanagement In der Gebäudeautomation bildet die batterielose Funktechnik eine flexible und kostengßnstige Ergänzung zu den drahtgebundenen BuslÜsungen.

Sämtliche Produkte, die auf der batterielosen Funktechnik basieren, lassen sich IJOTJDIUMJDI EFS "OCJOEVOH FJOGBDI HFTUBM ten und arbeiten untereinander interoperabel. Die Systeme lassen sich ßber GateXBZT NJU Pó FOFO 4UBOEBSET [ Ǔ# #"$OFU ,/9 -0/ &UIFSOFU FUD LPNCJOJFSFO EJF mit entsprechender Software und TabelMFO EJF ,PNNVOJLBUJPOTQSPm MF à CFSTFU

zen. Zudem ist auch eine Kombination mit Mobiltelefonen, z. B. fßr eine SMS im StÜrungsfall, mÜglich.

In Zukunft werden sich mehr ProEVLUIFSTUFMMFS NJU EFS &O0DFBO 5FDIOP logie auseinandersetzen und neue EnerHZ )BSWFTUJOH -ĂšTVOHFO &OFSHJF &SOUF -ĂšTVOHFO FOUXJDLFMO *OGPMHF EFTTFO XFS EFO OJDIU OVS OFVF "OXFOEVOHTGFMEFS FS schlossen, sondern auch weitere Energiequellen fĂźr die batterielose Funktechnologie.

Intelligente Komponenten Die innovative Gebäudeautomation von Honeywell umfasst intelligente Komponenten zur Integration unterschiedlicher 4ZTUFNF ĂƒCFSXBDIVOHT VOE ,POm HV rationssoftware sowie eďŹƒziente Regler [VS 3BVN VOE "OMBHFOBVUPNBUJPO %BT v$FOUSB-JOFi WFSXFOEFU HFOFSFMM PĂł FOF Systemstandards und KommunikationsQSPUPLPMMF XJF #"$OFU PEFS -PO8PSLT TP dass die Produkte kompatibel mit den offenen Systemen anderer Hersteller sind. %VSDI EJF ĂƒCFSXBDIVOH EFS ),- "O MBHFO NJU EFS XFCCBTJFSUFO 17 ;FOUSB

3. Handelsblatt Jahrestagung, 27. bis 29. August 2012, Hotel InterContinental Berlin

Erneuerbare Energien 2012.

Wachstumsmarkt fĂźr Industrie und Energiewirtschaft

Renewable : European Neu in 2012 t 2012! us ug A am 27.

Energy Day

Treffen Sie diese und weitere Top-Referenten: Jean-François Conil-Lacoste, CEO, European Power Exchange EPEX SPOT Dr. Winfried Hoffmann, Präsident, European Photovoltaic Industry Association Dr. Werner Hoyer, Präsident, European Investment Bank Gßnther H. Oettinger, Kommissar fßr Energie, Europäische Kommission

Peter Altmaier, Bundesminister, Bundesumweltministerium (angefragt)

Winfried Kretschmann, Ministerpräsident des Landes Baden-Wßrttemberg

Weitere Informationen im Internet:

Hans-Dieter Kettwig, Geschäftsfßhrer, ENERCON

Konzeption und Organisation:

Konstantin Staschus, Ph.D., Generalsekretär, Entso-E Mike Winkel, CEO, E.ON Climate & Renewables

Mit freundlicher UnterstĂźtzung von:

www.erneuerbare-energien-tagung.de Isabel Litzen, Info-Telefon: 02 11.96 86 – 35 81

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IKZ-ENERGY Spezial-Ausgabe 1/2012

ENERGIEEFFIZIENZ

Gebäudeautomationen

MF v"SFOB i XJSE EJF (FTBNUFô[JFO[ WPO (FCÊVEFO FSIÚIU %JF BLUVFMMF 7FS TJPO v$PBDI i CJFUFU EFN "OXFOEFS EJF MÜglichkeit, auch die Regelung von RLTund Klimaanlagen per Drag & Drop mit den ,PNQPOFOUFO BVT EFS 7PSMBHFOCJCMJPUIFL [V FSTUFMMFO VOE [V LPOmHVSJFSFO EJF TJDI BVUPNBUJTDI NJU EFN QBUFOUJFSUFO "Mgorithmus verbinden. Zudem ist die neue 7FSTJPO V ǓB JO EFS -BHF EFO NPEVMBS BVGHFCBVUFO 3FHMFS v-JPOi JO EJF "OMBHF [V JOUFHSJFSFO NJU EFN BVDI HSڕFSF VOE VNfangreiche Projekte bearbeitet werden kÜnnen.

Mit dem „Building Management SysUFNi #.4 EFS v$FOUSB-JOF "SFOBi LBOO auch das Energiebudget verwaltet, das Gebäude bewertet und die Energiekosten fßr Gas, Strom, Wasser und andere Betriebsmittel kalkuliert werden. Ein CFTPOEFSFS 7PSUFJM CFTUFIU EBSJO EBTT TJDI EFS "OMBHFOCFUSFJCFS PEFS (FCÊV deeigner per Fernßberwachung von à CFSBMM WJB *OUFSOFU -"/ /FU[XFSL "OBMPH PEFS *4%/ -FJUVOH (4. .P EFN PEFS WPO FJOFS BOEFSFO v"SFOBi #FEJFOTUBUJPO JO EJF "OMBHF FJOXÊIMFO EJF

&JOTUFMMVOHFO WFSĂŠOEFSO VOE EJF 7FSbrauchsdaten erfassen und vergleichen kann.

Die neuen intelligenten Technologien [VS "OMBHFO VOE 3BVNSFHFMVOH FSTDIMJF•FO FJO XFJUFT 1PUFO[JBM JN #FSFJDI EFS &OFSHJFFJOTQBSVOH ;VS "OMBHFOSFHFMVOH stehen u. a. „Panther“, „Tiger“ und „Lion“ [VS 7FSGĂ HVOH EFSFO &JOTBU[ WPO EFO 1SPKFLUBOGPSEFSVOHFO VOE EBNJU WPO EFS "Ozahl der erforderlichen Datenpunkte abhängt.

In vielen Gebäudetypen wie BĂźroVOE 7FSXBMUVOHTHFCĂŠVEF 4DIVMFO PEFS Hotels wird eine bedarfsgerechte Steuerung der einzelnen Räume erforderMJDI %JF $FOUSB-JOF 3BVNSFHMFS v4FSval“ und „Lynx“ sorgen fĂźr einen optimalen Komfort und minimale Energiekosten.

Automationsstationen und Steuerungen Kieback & Peter bietet ein breites ProHSBNN BO "VUPNBUJPOTTUBUJPOFO GĂ S ),- und Klimaregelungen sowie deren Steuerungen an.

Die Produktpalette erstreckt sich Ăźber das t (FCĂŠVEFNBOBHFNFOU 4ZTUFN v/FVUSJOP GLT“, t (FCĂŠVEFBVUPNBUJPOTTZTUFN v%%$ i t (FCĂŠVEFBVUPNBUJPOTTZTUFN v%%$ i t "VUPNBUJPOTTUBUJPO v)31i )FJ[VOHT3FHFM1SP[FTTPS

t "VUPNBUJPOTTUBUJPO v-31i -Ă GUVOHT3FHFM1SP[FTTPS

t #VT.PEVM3FHMFS v#.3i %JF "VUPNBUJPOTTUBUJPOFO NJU #FEJFO VOE "O[FJHFFMFNFOUFO &JO VOE "VTHBCFNPdule sowie etliche weitere Komponenten sind als Grundprogramme, Softwaremenßs und Makros jederzeit verfßgbar. Die "OQBTTVOH BO EJF 4UFVFS VOE 3FHFMTUSBtegien erfolgt mittels Parametrierung. Die SystemlÜsungen in den GebäudeautomaUJPOFO CBTJFSFO BVG #"$OFU &O0DFBO VOE -0/ Damit die Gebäudeautomation „NeuUSJOP (-5i 7FSTJPO Gà S TQF[JFMMF "VGgaben optimal genutzt werden kann, stehen unterschiedliche Softwaremodule zur 7FSGà HVOH %BT 4PGUXBSFNPEVM v4. i

Intelligente Gebäude steigern die Produktivität und sparen Ressourcen.

Effizienzgewinne sind Gewinne, die man immer wieder macht. www.siemens.de/buildingtechnologies

Unternehmer stehen auf unterschiedlichen Ebenen in der Verantwortung: sie sollen Mitarbeitende und Geschäftsprozesse schßtzen, Ressourcen schonen, Energiesparpotenziale ausschÜpfen und ein nachhaltiges Energiemanagement betreiben. Intelligente Gebäudetechnik unterstßtzt diese Vorhaben, ermÜglicht Energieeinsparungen von bis zu 50 Prozent

und reduziert den CO2-AusstoĂ&#x; – ohne Abstriche beim Komfort. Die präzise Interaktion zwischen der Gebäudeautomation und den Sicherheitssystemen sorgt fĂźr mehr Sicherheit, Flexibilität und Effizienz der Immobilie, was sich täglich bezahlt macht. Damit bleibt Siemens der bevorzugte Partner von weitsichtigen Unternehmern.

Answers for infrastructure.

„AirOptiControl“ von Siemens-Division Building Technologies.

ist ein einfach zu bedienendes Werkzeug [VS &SGBTTVOH 4QFJDIFSVOH "VTXFSUVOH und Ăœberwachung von Energie- und Medienverbrauch. Ăœber die StandardschnittTUFMMFO 01$ PEFS 0%#$ LBOO v4. i BVT EFO "VUPNBUJPOTTUBUJPOFO VOE EFS (FCĂŠVdetechnik die Zählwerte Ăźbernehmen. Mit dem gesammelten Datenbestand stellt die v4. i OBDI WFSTDIJFEFOFO ,SJUFSJFO VOE GĂ S WFSTDIJFEFOF ;XFDLF "VTXFSUVOHFO VOE #FSJDIUF [VS 7FSGĂ HVOH VOE unterstĂźtzt zugleich das Energiemanagement.

Mit der Raumautomation werden primär [XFJ "VGHBCFO FSGĂ MMU 4JDIFSTUFMMVOH EFT HFXĂ OTDIUFO ,PNforts fĂźr den Nutzer. Ăƒ CFSXBDIVOH VOE FĂłFLUJWF 3FHFMVOH von Raumtemperatur, Luftqualität, BeMFVDIUVOH VOE 7FSTDIBUUVOH [VS &OFSgieeinsparung und Kostenreduzierung.

Die Software „Energiemanagement“ ermĂśglicht t EJF FJOGBDIF VOE TJDIFSF &SGBTTVOH WPO 7FSCSBVDITEBUFO VOE CJFUFU WJFM fältige MĂśglichkeiten der Datenaufbereitung, t FJOF QSĂŠ[JTF 7FSCSBVDITBOBMZTF VOE Energiediagnose durch Kennwerte und #FODINBSL EJF ;VPSEOVOH [V 7FSCSBVDIFSO VOE EJF *EFOUJm[JFSVOH WPO Schwachstellen. %JF LPOUJOVJFSMJDIF "VGOBINF VOE "VTXFSUVOH EFS 7FSCSBVDIT VOE ,PTUFOEBUFO durch das Energiemanagement bildet die #BTJT GĂ S "OBMZTFO VOE #FXFSUVOHFO "VT

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EJFTFO MBTTFO TJDI EJF 4USBUFHJFO VOE .B•OBINFO CBVMJDIFS PEFS PSHBOJTBUPSJTDIFS "SU [VS 7FSCSBVDIT VOE ,PTUFOPQUJNJFrung entwickeln. Die Umsetzungen dieTFS .B•OBINFO VOE EFSFO 8JSLVOH MBTsen sich mit den Daten und Werkzeugen EFT &OFSHJFNBOBHFNFOUT à CFSQSà GFO "VG diese Weise unterstßtzt die Software „EnFSHJFNBOBHFNFOUi EJF "OMBHFOPQUJNJFrung und damit die Steigerung der Energieeffizienz.

Steuern, regeln, bedienen, beobachten und optimieren Das „Desigo“-Gebäudeautomationssystem von Siemens-Division Building TechOPMPHJFT WFSGĂ HU NJU TFJOFO "QQMJLBUJPOFO Ăźber sämtliche MĂśglichkeiten, um die Gebäudetechniksysteme zu steuern, regeln, bedienen, beobachten und zu optimieren. %JF OFVF 7FSTJPO FOUIĂŠMU [BIMSFJDIF Neuerungen zur Steigerung der EnerHJFFĂ´[JFO[ JO (FCĂŠVEFO *N 7PSEFSHSVOE stehen die innovative Komfortregelung v"JS0QUJ$POUSPMi GĂ S -Ă GUVOHT VOE ,MJmaanlagen sowie die Energieberichte. Der v5"#4 $POUSPMFSi USĂŠHU [VS 4FOLVOH EFT Energieverbrauchs bei und ist mit der Regelstrategie ein integraler Bestandteil fĂźr Gebäude mit thermoaktiven Bauteilen.

Um das Energiesparpotenzial von GeCĂŠVEFO PQUJNBM [V OVU[FO XJSE NJU EFS 0OMJOFWFSTJPO EFT )7"$ *OUFHSBUFE 5PPM )*5

die europäische Energieeffizienznorm EN VOUFSTUà U[U Die Software dient zur Unterstßtzung EFS 'BDIQMBOFS &OFSHJFCFSBUFS VOE "OMBgenerrichter und greift praxisnah und benutzerfreundlich auf das komplette aktu-

FMMF 4JFNFOTTPSUJNFOU WPO "LUPSFO OFVF Generation der Stellantriebe, RegelvenUJMF 'SFRVFO[VNSJDIUFS VOE 4FOTPSFO 'à IMFS %SVDLEPTFO 5IFSNPTUBUF FUD [VSà DL .JU EFN )*5 LÚOOFO BVT WPS LPOmHVSJFSUFO VOE NPEJm[JFSCBSFO "Q QMJLBUJPOFO JO EFO "OXFOEVOHTHFCJFten der Heizungs-, Raumluft- und Klima/ Kälte- sowie Raumautomation die zuHFTDIOJUUFOFO -ÚTVOHFO FJOTDIMJF•MJDI EFS "VTTDISFJCVOHTEPLVNFOUF "OMBHFOTDIFNBUB VOE .BUFSJBMMJTUFO FSTUFMMU XFSden.

Die Raumautomation mit dem „Desigo 39i FSNĂšHMJDIU EJF HFXFSLFĂ CFSHSFJGFOEF Steuerung, um die angestrebte Energieeffi[JFOLMBTTF " OBDI &/ [V FSSFJDIFO &JOF XFJUFSF OFVF 'VOLUJPO JO EFS 7FSTJPO FSNĂšHMJDIU EBSĂ CFS IJOBVT EJF WFSeinfachte Integration der BrandmeldezenUSBMF v4JOUFTP '4 i JO EJF .BOBHFNFOU Station „Desigo Insight“.

Mit der energieeffizienten und flexiblen Raumautomation „Desigo Total Room "VUPNBUJPOi v%FTJHP 53"i 7FSTJPO BVG #"$OFU *1 XJSE EVSDI EBT LPOUJOVJFSliche Monitoring ein optimaler und effizienter Betrieb bei bestmÜglichem Raumnutzungskomfort gewährleistet.

Das Raumbedienungsgerät der „Desigo 5PUBM 3PPN "VUPNBUJPOi 53" NJU v(SFFO -FBG "O[FJHFi XVSEF FOUXJDLFMU VN EJF XĂŠISFOE EFS 1MBOVOHT VOE "VT fĂźhrungsphase prognostizierten rechnerischen Energiesparziele kontrollieren zu kĂśnnen. Mithilfe der RaumbedienungsHFSĂŠUF EFS 4FSJF v2.9 i LBOO EFS (FCĂŠVEFCFUSFJCFS Ă CFS EJF v(SFFO -FBG "O[FJge“ die energetischen RĂźckschlĂźsse fĂźr IKZ-ENERGY Spezial-Ausgabe 1/2012

ENERGIEEFFIZIENZ

Gebäudeautomationen

das Facility- bzw. Energiemanagement analysieren.

Die Besonderheiten der RaumkontrollHFOFSBUJPO v19$ i [FJHFO TJDI FJOFSTFJUT in der integrierten GesamtlÜsung fßr die Gewerke HKL, Beleuchtung und Sonnenschutzsteuerung sowie zum anderen in der direkten Einbindung des Raumcontrollers BVG EFS 19 "VUPNBUJPOTFCFOF )JFSEVSDI kÜnnen die Primäranlagen, wie z. B. Wärmeerzeuger, RLT-Zentralgeräte und Kälteerzeuger, direkt von den Bedarfssignalen EFS 3ÊVNF BOHFTUFVFSU XFSEFO "VGHSVOE dieser direkten Kommunikation ßber #"$OFU *1 XFSEFO EJF 8ÊSNF C[X ,ÊM UFFS[FVHFS VOE 3-5 "OMBHFO TPXJF EFSFO Regelungsgruppen nur dann und nur mit der Leistung in Betrieb gesetzt, die aus den Räumen tatsächlich angefordert wird.

"MMFJO NJU EJFTFS 'VOLUJPO MBTTFO TJDI &OFSHJFFJOTQBSVOHFO WPO CJT [V Ç“ PIOF einen Komfortverlust erreichen.

Eine weitere Komponente innerhalb des Gebäudeautomatisationssystems „Desigo“ CJMEFU EJF v"JS0QUJ$POUSPMi GĂ S 3BVNMVGU und Klimaanlagen. Bei gleichbleibend hoher Qualität des Raumklimas ermĂśgMJDIU EBT v"JS0QUJ$POUSPMi JN 7FSHMFJDI [V konventionellen Regelungskonzepten aufHSVOE EFS LPOTFRVFOUFO "VTSJDIUVOH BN tatsächlichen Bedarf Energieeinsparungen WPO CJT [V Ç“ .JU EFN v&DPOPNJTFS UY i XJSE FJOF neue h/x-gefĂźhrte Regelung im Behaglichkeitsfeld unter BerĂźcksichtigung optimaler Energiekosten eingebunden.

FĂźr die Heizungs-, Raumluft-Klimaregelung in Wohn-und Zweckbauten hat sich EJF 4ZTUFNHSVQQF v4ZODP i CFXĂŠISU EJF NJU ,/9 FJOF PQUJNBMF ,PNNVOJLB UJPO EFS 3FHMFS 4FOTPSFO "LUPSFO NJU standardisiertem Datenaustausch garantiert. %B JN 8PIOCFSFJDI BMMFJO Ă CFS Ç“ EFT Energieverbrauchs auf die Heizung entfallen, werden mit dem „Synco living“ als FOFSHJFFĂ´ [JFOUFT )PNF "VUPNBUJPO 4ZT UFN CJT [V Ç“ EFT WFSCSBVDIUFO &OFSHJF bedarfs eingespart. Zudem wird mit dem „Synco living“ auch eine integrierte EnerHJFEBUFOFSGBTTVOH NJU [FOUSBMFS "VTMFTVOH per Internet angeboten.

Wirtschaftlichkeit Zur Steigerung der EnergieeďŹƒzienz FJOFT (FCĂŠVEFT VOE EFS 5(" "OMBHFO UFDIOPMPHJF JTU FT VOFSMĂŠTTMJDI EJF "VUP matisierungseinrichtungen der einzelnen HFCĂŠVEFUFDIOJTDIFO "OMBHFO [V FJOFS Ăźbergeordneten Gebäudeautomatisation zusammenzufĂźhren.

Spezial-Ausgabe 1/2012 IKZ-ENERGY

Zudem benÜtigt jede Gebäudeautomatisation als Gesamtsystem ein leistungsfähiges Energiemanagement. Mit speziellen 4PGUXBSFUPPMT "QQMJLBUJPOFO MBTTFO TJDI EJF HSP•FO JO EFS (FCÊVEFBVUPNBUJPO BO fallenden Datenmengen systematisch anaMZTJFSFO "OBMPH [V EFO "OBMZTFO EFS 5IFS NPHSBm F MBTTFO TJDI NJU EFO 4PGUXBSFUPPMT die Extremwerte und Korrelationen entdeDLFO %JF "TTJNJMBUJPO EJFTFS 8FSUF LBOO WFSTUFDLUF &JOTQBSQPUFO[JBMF [XJTDIFO CJT Ǔ FSLFOOFO Enge Zusammenarbeit erforderlich Da die Gebäudeautomationstechnologie bei jeder Gebäudeplanung auf viele Fachplaner in unterschiedliche Gewerke aufgeUFJMU JTU MBTTFO TJDI "VUPNBUJPOTMÚTVOHFO energie- und kostenoptimierend nur dann umsetzen, wenn alle Beteiligten bereits in der Entwurfsplanung eng zusammenarbeiten. Dieses setzt aber voraus, dass alle am Projekt Beteiligten auf der Basis eines im 7PSFOUXVSG HFXFSLFà CFSHSFJGFOEFO &OFS giekonzepts beauftragt werden und diese Leistungsabgrenzungen auch detailliert dokumentiert wurden.

Die Entscheidungsfreudigkeit, welcher (FCĂŠVEFBVUPNBUJPOTUFDIOPMPHJF EFS 7PS [VH HFHFCFO XJSE JTU WPN "OGPSEFSVOHT QSPm M VOE EFO HFXĂŠIMUFO "QQMJLBUJPOFO BCIĂŠOHJH %JF (" 4ZTUFNm OEVOH XJSE natĂźrlich auch von den Investitionskosten beeinflusst, aber letztlich rechnet sich der Einsatz allein aufgrund der erwirtschafteten Energieeinsparung Ăźber die LVS[F "NPSUJTBUJPOT[FJU TPXJF EVSDI EJF in Folge weiterhin reduzierten Betriebskosten. â– Autor: Dipl.-Ing. Eric TheiĂ&#x; ist als freier Journalist mit den Themenschwerpunkten Technische Gebäudeausstattung (TGA) und rationelle Regenerativtechnologien tätig.

81369 MĂźnchen, dipl.ing.e.theiss@t-online.de

INTERNET�WEBSITEN Weitere Informationen zu der Thematik und den verschiedenen Produkten finden Sie unter: www.centraline.com www.enocean.de www.honeywell.de www.kieback-peter.de www.siemens.de

DVGW zertifizierte Kalkschutzsysteme zur Sicherung der Energieeffizienz von Wärmetauschern

permasolvent ÂŽ primus Kalkschutzsysteme fĂźr die Trinkwasserinstallation

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Schßtzt Wärmetauscher wirkungsvoll vor Kalkablagerungen PT-P 40: 4 m3/h

Bestens geeignet beim Einsatz von thermischen Solaranlagen ab einer Wasserhärte von 12 °d Wertvolle Mineralien bleiben vollständig im Trinkwasser erhalten Optional mit potentialfreiem Kontakt fßr Objekte mit intelligenten Gebäudemanagementsystemen erhältlich

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Gebäudeautomation

Hier wurde nicht nur der Wintergarten automatisiert.

Was ist Gebäudeautomation?

Gebäudetechnik richtig kombinieren und individuell einstellen Der Begriff „Smarthome“ ist inzwischen fester Bestandteil der Diskussion um Gebäudetechnik, Komfort und Energiesparen. Doch wie sieht die Realität der Gebäudeautomationstechnik aus? Der Internet-Kühlschrank, der Milch nachbestellt? Wohl eher nicht! Ein Vorratsbehälter für Heizpellets, der sich meldet, wenn er leer ist? Schon eher! Eine Jalousie, die erst beschattet, wenn die Wunschtemperatur im Raum erreicht ist? Auf jeden Fall!

Grundsätzlich können alle technischen Bereiche eines Gebäudes auch automatisch gesteuert werden. Dazu gehören z. B. die elektrischen Installationen, wie Licht und Steckdosen, die HKL-Technik und die Medientechnik, wie Musikanlagen. Die grundlegende Funktion eines Gebäudeautomation-Systems ist, für gutes Raumklima zu sorgen. D. h., mit möglichst wenig Energieeinsatz eine angenehme Innentemperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftqualität zu halten. Darüber hinaus werden bestimmte Schutz- und Überwachungsfunktionen wahrgenommen, wie der Schutz des Mar-

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kisentuchs vor Regen, das Zufahren der Fenster bei Alarm eines Bewegungsmelders oder die Überwachung des Heizölvorrats. Und natürlich sorgt die Automation für mehr Komfort, auch durch die vereinfachte manuelle Bedienung mit Touch-Bildschirmen oder Handsendern.

In einigen Bereichen ist die Hausautomation uns schon längst vertraut: In zentralen Heizsystemen regeln Thermostate die einzelnen Heizkörper nach der aktuellen Temperatur. Auch eine Nachtabsenkung ist selbst bei älteren Heizsystemen oft vorhanden. Die Steuerung der Heizung

alleine schöpft aber noch längst nicht alle Möglichkeiten aus, erst in Kombination mit der Lüftung können typische Probleme, wie das „zum Fenster raus Heizen“, vermieden werden.

Mit einer komplexen Automatiksteuerung kommen viele Besitzer von Häusern das erste Mal in Kontakt, wenn Sie sich für den Anbau eines Wintergartens entscheiden. Bei diesem „Sonnenzimmer“ sind automatische Beschattung und Lüftung Pflicht, damit das Klima für Mensch und auch für die dort platzierten Pflanzen angenehm bleibt. Soll der Raum auch im IKZ-ENERGY Spezial-Ausgabe 1/2012

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Solche Dachfenster müssen bei Regen geschlossen werden.

Beim Sonnenschutz gilt: Licht darf herein, Wärme nur wohldosiert.

Winter genutzt werden, wird zudem eine Heizung benötigt. Und schon ist eine kleine Steuerungseinheit notwendig, die nicht nur das Klima regelt, wenn keiner zu Hause ist und Zeit für die manuelle Bedienung hat, sondern auch bei Regen und Wind automatisch den Sonnenschutz einfährt und Fenster schließt. Was bei Glasanbauten und anderer Glasarchitektur (z. B. Glasfassaden in Büroobjekten) eine Notwendigkeit ist, trägt im gesamten Gebäude zum Komfort bei. Viele Wintergartenfreunde entschließen sich darum, beispielsweise auch gleich die Rollläden im Haus mit zu automatisieren.

schutz. Durch einen Niederschlagssensor im Steuerungsnetzwerk kann das Fenster bei Regen geschlossen werden, Einrichtung und Immobilie werden vor Feuchtigkeitsschäden geschützt.

Leider bergen Fenster, die auch bei Abwesenheit der Hausbewohner zum Lüften geöffnet werden, noch ganz andere Risiken: Einbrecher könnten sich eingeladen fühlen. Für die Belüftung in zugänglichen Bereichen können daher auch Lüftungsgeräte verwendet werden, deren Öffnungen keine Einstiegsmöglichkeiten bieten. Als einfache Alternative kann im Steuerungssystem ein Bewegungsmelder vorgesehen werden, sodass die Fenster zufahren, wenn sich jemand nähert.

Der automatisch gesteuerte Sonnenschutz trägt nicht nur zur Kühlung bei, sondern spart auch Heizenergie. In kühlen Morgenstunden und im Winter kann die Sonnenwärme zur Heizung des Raumes genutzt werden. Denn auch wenn der Sonnensensor eine hohe Helligkeit feststellt, wird die Beschattung erst heruntergefahren, wenn der Innensensor die gewünschte Raumtemperatur misst. Selbstverständlich setzt die Automatik die Beschattung auch nur dort ein, wo sie gebraucht wird, d. h. auf der aktuellen „Sonnenseite“. Und selbst bei geschlossenen Jalousien wird möglichst viel Licht hereingelassen. Die Lamellen von Jalousien werden durch die Automatik stufenweise gekippt, dass viel Licht, aber keine direkte Sonne hereinkommt. Schließlich sollte drinnen kein künstliches Licht nötig

Komfort und Energieeinsparung Lüftung, Beschattung, Heizung und Lichtsteuerung sind die Grundfunktionen für den Einstieg in die Gebäudeautomation. Dabei können verschiedene Ziele eine Rolle spielen: Komfort, Funktionssicherheit und Energieeinsparung. Nahezu alle Automatikfunktionen erreichen jedoch eine Verbesserung aller drei Aspekte.

Durch die gute Dämmung von Neubauten und energetisch sanierten Altbauten wird die richtige Lüftung immer wichtiger. Lüftungsautomation ist dabei nicht gleichbedeutend mit den motorischen Lüftungssystemen mit Vortemperierung der Luft, wie sie in Passivhäusern installiert sind. Bereits die automatisch gesteuerte Fensterlüftung sorgt schon für eine gesicherte Luftqualität, da sie Frischluft zuführt, sobald die Sollwerte für Raumtemperatur und Luftfeuchtigkeit überschritten Spezial-Ausgabe 1/2012 IKZ-ENERGY

werden. Im Idealfall wird sogar der Kohlendioxidanteil der Luft gemessen und entsprechend gelüftet.

Im Sommer kommen weitere Automatikbausteine der Lüftung zum Tragen: Der Hitzeschutz und die Nachtrückkühlung.

Bei hohen Außentemperaturen bleiben die Fenster trotz eventuell hoher Raumtemperatur geschlossen, damit nicht noch mehr Wärme hereinkommt. Erst die Nachtstunden werden zur Rückkühlung des Gebäudes genutzt. Wer jetzt an den Winter denkt und Angst vor Frostschäden bei Pflanzen hat: Auch für solche Fälle ist die Automatik gerüstet. Bei niedrigen Außentemperaturen bleibt das Fenster zu, um Pflanzen vor kaltem Luftzug zu schützen. Besonders bei Dachfenstern hat die Steuerung eine weitere wichtige Funktion: den Regen-

Die Steuerung passt die Stellung der Lamellen dem Sonnenstand an, und kontrolliert durch die Behangposition sogar, wie weit die Sonne in den Raum scheint.

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eine Meldung über ein Lämpchen oder einen Bildschirm ausgegeben werden.

Der Bereich der Lichtsteuerung ermöglicht auf den ersten Blick vor allem mehr Komfort: Beleuchtungsszenen, die mit einem Tastendruck aktiviert werden, sorgen für die richtige Lichtstimmung. Doch auch unnötige Beleuchtung kann mithilfe von Szenen vermieden werden, z. B. durch eine Szene „Alles Aus“. Zudem kann das Licht in einem Raum automatisch nur bei Anwesenheit einer Person angeschaltet werden, was besonders praktisch in Kellerräumen ist. Hierzu werden Bewegungsmelder und gegebenenfalls Helligkeitssensoren eingesetzt.

Überwachung des Tankvorrats mit einer Ultraschall-Messsonde (KNX-Bussystem).

sein, solange draußen die Sonne scheint.

Die sonnenstandsabhängige Steuerung ist möglich durch die Berechnung der Sonnenposition. Ein GPS-Empfänger im Steuerungssystem liefert Zeit und Ort, woraus Sonnenhöhe und -richtung berechnet werden.

Auch bei Beschattungen sind die Schutzfunktionen wichtig: Sowohl außen liegende Jalousien als auch Markisen sind windempfindlich. Markisentuch muss zusätzlich vor Nässe geschützt werden. Die Automatik berücksichtigt daher die Wind- und Niederschlagsmeldungen der zum System gehörenden Wettersensorik. Am Beispiel der Rollläden zeigt sich die Vielfalt der Automatiksteuerung: Sie werden helligkeitsabhängig als Sonnenschutz eingesetzt, fahren zeitgesteuert als Sichtschutz herunter und schützen im Winter vor nächtlichem Wärmeverlust, wenn sie in der Dämmerung automatisch geschlossen werden.

Ist die Heizung mit dem Gebäudeautomationssystem vernetzt, ergeben sich sehr viel feinere Abstimmungsmöglichkeiten, als wenn das System separat läuft. Die Innentemperatur kann für jeden Raum einzeln festgelegt werden. Sensoren in den einzelnen Zimmern überwachen die Temperatur und die Heizkörper werden entsprechend geregelt. Eine Absenkung der Temperatur kann nicht nur nachts erfolgen, sondern in frei festgelegten Zeiträumen. Hier ist besonders wichtig, dass das Steuerungssystem das manuelle Eingreifen erlaubt. Falls die Bewohner also frü-

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her nach Hause kommen als geplant, kann die Heizung einfach von Hand eingeschaltet werden.

Das Energie verschwendende „zum Fenster hinaus Heizen“, weil irgendwo noch ein Fenster offen steht, ist im Automatiksystem nicht möglich: Während des Lüftens wird die Heizung abgeschaltet, damit die kostbare Wärme nicht verloren geht. Gleiches gilt für Klimaanlagen, auch diese werden beim Lüften abgestellt.

Auf eine aktive Kühlung kann durch den richtigen Einsatz von Lüftung und Sonnenschutz jedoch in den meisten Fällen verzichtet werden. Übrigens kann im Haussystem auch der Vorrat im Heizöl- oder Pelletbehälter oder im Wasserspeicher mit einem Sensor erfasst und bei niedrigem Füllstand

Was wird benötigt?

Die Automationsbereiche Lüftung, Beschattung, Heizung und Lichtsteuerung bilden nur die Grundfunktionen der Gebäudeautomation, möglich ist noch viel mehr. Beispielsweise kann der Eingangsbereich mit einer Kamera überwacht werden, deren Bild automatisch auf einem Bildschirm im Haus erscheint, wenn es klingelt. Oder eine Teichpumpe kann zeitgesteuert werden. Oder ein „AbwesenheitsSchalter“, der beim Verlassen des Hauses gedrückt wird, schaltet alle Lichter aus und deaktiviert bestimmte Steckdosen/Geräte. Oder ein Rauchmelder wird ins System eingebunden, sodass im Brandfall gelüftet wird und alle Beschattungen hochfahren, um Fluchtwege zu schaffen. Oder, oder, oder.

Am Anfang muss also immer die Frage stehen: Was brauche ich, und was möchte ich? Die gebäudespezifischen Besonderheiten, die Nutzung und die individuellen Lebensgewohnheiten müssen mit berücksichtigt werden. Was von dem Steuerungssystem genau erwartet wird, muss vorab

Zentraler Touch-Bildschirm des Gebäudesteuerungs-Systems WS1000 Color mit Temperatur-/ Feuchtigkeitssensor (links) und Fernbedienung (rechts).

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geklärt sein, um das richtige System auswählen zu kÜnnen.

Häufig wird die richtige Einstellung der Funktionen unterschätzt. Das beste System nßtzt nichts, sondern bringt nur Ärger, wenn es nicht richtig eingestellt wird.

An der installierten Steuerung laufen meist zunächst die Standardeinstellungen.

Abweichende Wßnsche mßssen konfiguriert werden: Sollen z. B. Fenster im Schlafbereich nachts nicht auf- und zufahren?

Sollen bestimmte Jalousien als Sichtschutz

Die Wetterstation: Suntracer KNX-GPS fĂźr das KNX-System erfasst die Wetterdaten und steuert bis zu sechs Beschattungsgruppen.

abends geschlossen sein? Hektisches aufund zufahren von Beschattungen bei vorbeiziehenden Wolken wird bei modernen Steuerungen durch eine ZeitverzĂśgerung vermieden, die eingestellt werden kann.

Damit die Steuerung ihre Funktionen erfßllt und die Hausbewohner zufrieden sind, muss der Installateur (bei komplexeren Steuerungssystemen der GebäudeSystemintegrator) die Grundlagen einstellen und dem Nutzer die Funktionen erklären. Eine ablehnende Haltung der Automation gegenßber beruht häufig auf falschen Einstellungen und mangelndem Verständnis der Zusammenhänge der Automatik und der Handbedienung.

Bei den modernen Systemen besteht aber die MÜglichkeit, einfach ßber ein Bedienteil, z. B. einen berßhrungsempfindlichen Bildschirm, die Automatik selbst ein- bzw. nachzustellen. Gerade bei sehr individuell wahrgenommenen Parametern wie Raumtemperatur, Beschattungshelligkeit oder der Zeitsteuerung mßssen die Bewohner ihre eigenen Idealeinstellungen herausfinden.

Die Bedienelemente fĂźr die Automatik – je nach System zentral oder in jedem Spezial-Ausgabe 1/2012 IKZ-ENERGY

Raum separat – sind zugleich fßr die einfache manuelle Bedienung der installierten Elemente vorgesehen. Neben der Automatik darf nicht vergessen werden, dass natßrlich auch das Eingreifen von Hand jederzeit mÜglich bleibt und sogar komfortabler wird. Am Bildschirm der Steuerzentrale kann z. B. das ganze Haus zentral ßberwacht werden. Zusätzliche Handtaster an verschiedenen Stellen sind die klassische BedienmÜglichkeit fßr Jalousie, Licht und Fenster. Besonders bequem sind Funkschalter oder Handsender, die flexibel in das System integriert werden kÜnnen.

Die Frage, wie viel Energie man denn nun durch den eďŹƒzienten Einsatz von Gebäudetechnik sparen kann, ist fĂźr Wohngebäude schwer zu beantworten. FĂźr die Automation von Objekten (z. B. BĂźrogebäuden) gehen Experten und Hersteller von Einsparpotenzialen von 25 – 30 % aus, teilweise sogar mehr.

Im Eigenheimbereich ist die Prognose schwieriger, da das Verhalten der Nutzer schwieriger einzustufen ist. Das optimale Zusammenspiel zwischen Heizung und LĂźftung regelt manch einer von Hand perfekt, allerdings mit enormem Zeitaufwand.

Darum sind im Wohnungsbau die Komfortund Sicherheitsaspekte schwer von den Energiesparaspekten zu trennen. Wenn alles automatisch so eďŹƒzient wie mĂśglich geregelt wird, dann ist zumeist auch der Komfort fĂźr die Bewohner hoch. Ein durch automatische Beschattung und LĂźftung klimatisierter Raum wird zuerst als „angenehm“ oder „bequem“ wahrgenommen, und erst wenn die Strom- und Heizungsrechnung kommt als „energiesparend“. In vielen Fällen amortisieren sich Investitionen im Bereich der Gebäudesteuerung aber bereits nach einer Zeitspanne von wenigen Jahren. Dieser Zeitraum ist bei anderen EnergiesparmaĂ&#x;nahmen rund ums Haus deutlich länger.

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Steuerungssysteme im privaten Wohnungsbau Prinzipiell besteht ein Gebäudeautomationssystem aus Sensoren, Aktoren, Bedienelementen und Systemgeräten wie Datenschnittstellen. Sensoren erfassen z. B. Wetterdaten oder die Raumluftqualität. Aktoren sind Steuerungselemente z. B. fĂźr motorisch betriebene Markisen und Fenster oder fĂźr Licht. Die Bedienung des Systems erfolgt z. B. Ăźber ein Touch-Display, Schalter oder mit einer Fernbedienung. Die eigentliche „Intelligenz“ kann je nach System an unterschiedlichen Stellen sitzen, entweder zentral oder dezentral.

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Bei einer Zentralsteuerung gibt es, wie der Name schon verrät, ein zentrales Gerät, das die Regelung übernimmt. Alle Sensoren und Aktoren/Motoren werden dort angeschlossen. Meist hat die Zentrale ein Display, in dem z. B. aktuelle Wetter- und Innenraumdaten angezeigt werden und das zur Einstellung der Automatik verwendet wird. Auch können hier alle angeschlossenen Komponenten von Hand gefahren oder geschaltet werden. Das Angebot bei den zentralen Systemen reicht von kleinen Beschattungssteuerungen bis zu Gebäudesteuerungen, mit denen die Technik eines ganzen Einfamilienhauses automatisiert werden kann.

Zentralsteuerungen arbeiten häufig mit einer herstellerspezifischen Software. Das heißt, es müssen Sensoren und Aktoren der gleichen Firma verwendet werden. Bei solchen Systemen muss besonders auf die Erweiterbarkeit geachtet werden. Welche Ideen und Wünsche sind für die Zukunft vorhanden? Lässt sich das System dann entsprechend erweitern? Manche Steuerungen verfügen z. B. über eine FunkSchnittstelle. Damit können im laufenden Betrieb und ohne große Baumaßnahmen weitere Geräte oder Motoren, Sensoren und Handsender integriert werden.

Zentralsteuerungen sind häufig für Wohnhäuser die kostengünstigste Lösung. Bei den dezentralen Steuerungssystemen steckt die Intelligenz in den einzelnen Geräten, dadurch sind die Komponenten teurer als bei den Zentralsteuerungen.

Im Aktor für den Anschluss der Jalousiemotoren ist beispielsweise die Beschattungsautomatik integriert. Und der Sensor, der Raumtemperatur und Luftfeuchtigkeit misst, regelt zugleich selbstständig die Heizung und Lüftung. Sämtliche Geräte im Steuerungssystem sind über eine Datenleitung miteinander verbunden. Das Zusammenspiel der Sensoren und Aktoren wird in speziellen Programmen am PC eingerichtet und dann auf das System übertragen. Die Einrichtung ist dadurch zeit- und kostenintensiver als bei einer Einzelsteuerung. Aber auch die dezentralen Systeme bieten dem Nutzer selbstverständlich Bedienpanels zur Einstellung der Automatik.

Der große Vorteil der dezentralen Systeme ist, dass sie nahezu beliebig erweiterbar und offen für spezielle Wünsche sind, sei es die Mediasteuerung, eine Gartenbewässerung oder anderes. Auch für die getrennte Automation verschiedener Wohneinheiten in einem Gebäude oder Gebäudekomplex sind dezentrale Systeme bestens geeignet. Das Kommunikationsprotokoll

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im dezentralen System ist standardisiert, die Geräte werden jedoch von verschiedenen Herstellerfirmen produziert. Dadurch sind hoch spezialisierte Lösungen erhältlich, da jede Firma auf ihrem Fachgebiet Produkte anbietet. Hier sind die gute Beratung und die fachliche Kompetenz des Installateurs bzw. Integrators bei der Einrichtung des Steuerungssystems noch wichtiger.

Das batteriebetriebene Bedienteil der Beschatttungssteuerung „Solexa“ kann ohne Kabel im Raum platziert werden. Der Markisenantrieb wird an der Wetterstation angeschlossen.

Die Bus-Systeme, die zur Gebäudesteuerung eingesetzt werden, kommen teilweise aus der Industrieautomation (wie z. B. SPS, LON, RS485, Modbus). Sie wurden zunächst für die Automation von großen Objekten, Bürogebäuden und kommunalen Bauten eingesetzt. Im privaten Wohnungsbau, wo der Investitionsaufwand niedrig bleiben sollte, ist KNX das am häufigsten eingesetzte offene Bus-System. Der KNXStandard wird durch die KNX Association gefördert und kontrolliert. Über 240 Herstellerfirmen produzieren weltweit Geräte mit dem KNX-Protokoll, das genormt ist gemäß EN 50090 und ISO/IEC 14543. KNX ist durch Zusammenführung der bereits in den 1990er-Jahren bestehenden Gebäude-Bussysteme EIB, EHS und BatiBUS entstanden.

Als weiteres System findet man im Wohnbau LCN, das „Local Control Network“. LCN ist allerdings nicht herstellerunabhängig.

Das funkbasierte Automationssystem Enocean setzt stark auf die Energieeffizienz seiner Komponenten. Die meisten

Komponenten sind batterielos und beziehen die Energie für den Betrieb und für das Senden von Daten aus Bewegung (z. B. Tastendruck), Solarzellen oder Temperaturdifferenzen (z. B. Abwärme). Die Enocean Alliance, die den Standard kontrolliert gibt es seit 2001.

Funksysteme: Pro und Kontra Die Meinungen über die Verwendung von Funk-Systemen gehen stark auseinander: Die einen sind begeistert von der einfachen Installation, die anderen kritisieren die zusätzliche Strahlenbelastung im Wohnumfeld.

Tatsächlich sind Systeme, die auf Funkbasis kommunizieren, sehr praktisch bei Renovierungen und Nachrüstungen. Mit geringem Zeitaufwand, ohne Schmutz und ohne die Bausubstanz zu beschädigen (Denkmalschutz!) können die gewünschten Geräte in Betrieb genommen werden.

Was die Kommunikationssicherheit angeht sind allerdings drahtgebundene Systeme besser zu bewerten. Das Funksignal kann schon durch die gleichzeitige Verwendung eines anderen Geräts mit gleicher Sendefrequenz, wie etwa ein Funkkopfhörer, gestört werden. Auch ein benachbarter Telefon-Sendemast ist keine gute Voraussetzung für den störungsfreien Betrieb.

Abhängig von der Bauart und dem verwendeten Baumaterial sind einige Gebäude grundsätzlich nicht für Funkinstallationen geeignet. Betondecken werden z. B. schlecht von Funkwellen durchdrungen und Metall-Elemente von Wintergärten und Glasfassaden können ebenfalls den Funk unterbrechen. Die Eignung für eine Funk-Installation sollte im Vorfeld geklärt werden, ehe ein System ausgewählt wird.

Die Strahlenbelastung im Haus wird durch Funk-Komponenten aus der Gebäudeautomationstechnik nur gering erhöht.

Die Sendeleistung ist deutlich geringer als bei einem herkömmlichen Funktelefon. Zudem senden die Geräte nur dann, wenn Daten übertragen werden müssen, also wenn etwas geschaltet werden soll oder wenn sich ein Zustand ändert (z. B. Messwert).

■ KONTAKT Elsner Elektronik GmbH 75391 Gechingen Tel. 07056 93970 Fax 07056 939720 info@elsner-elektronik.de www.elsner-elektronik.de

IKZ-ENERGY Spezial-Ausgabe 1/2012

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Wärmespeicher

Kleine Kügelchen ganz groß Sorptive Wärmespeicherung mit Zeolith Damit Wärme aus Kraftwerken nicht ungenutzt bleibt, werden zunehmend Wärmespeicher eingesetzt. Das Fraunhofer IGB in Stuttgart hat gemeinsam mit Industriepartnern nun eine vielversprechende Technik entwickelt, die die Wärme verlustfrei speichern soll. Für die breite technische Anwendung wurde die sorptive Speicherung mit Zeolith bislang nicht eingesetzt. Eine Containerlösung steht nun kurz vor der Marktreife.

Die Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) auf Basis der Erneuerbaren Energien birgt großes Potenzial. Etwa die Hälfte der im Brennstoff enthaltenen Energie wird als Wärme freigesetzt. Statt mit wasserbefüllten Pufferspeichern lässt sich Wärme mittels sorptiver Speicherung mit Zeolith speichern. Das Besondere: Der Speicher kann drei- bis viermal so viel Wärme wie Wasser über längere Zeiträume hin-

Diese rund 3 mm großen Zeolith-Kügelchen können Wasserdampf in ihren Poren binden dabei entsteht Wärme

weg einlagern. Die Behälter müssen demnach etwa ein Viertel so groß sein wie Wasserspeicher.

Große Oberfläche Die Speicherfähigkeit von Zeolithen wird in vielen technischen Bereichen bereits genutzt, angefangen von Geschirrspülmaschinen über Kühlaggregate bis hin zu Gas-Wärmepumpen. Das Potenzial steckt in ihrer Oberfläche: Diese ist porös; in einem Gramm der Zeolith-Kügelchen stecken bis zu 1000 m2 Oberfläche.

Kommt das Material mit Wasserdampf in Berührung, bindet es diesen in den Poren und Wärme entsteht. Zum Speichern der Wärme wird das Wasser entfernt und das Material – wiederum mit Wärme – getrocknet.

Das Prinzip ist nicht neu, doch bislang gibt es noch keine breite technische AnSpezial-Ausgabe 1/2012 IKZ-ENERGY

wendung in Speichern. „Wir haben das Prinzip aufgegriffen und technisch umgesetzt“, erklärt Mike Bicker, Gruppenleiter Wärme- und Sorptionssysteme am Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB. Zusammen mit Industriepartnern, u. a. mit ZeoSys, hat das Fraunhofer IGB den neuen Wärmespeicher entwickelt.

Die Forscher zeigten zunächst an einem 1,5-Liter-Reaktor und später an einem 15-Liter-Reaktor, wie das Verfahren grundsätzlich funktioniert. Sie untersuchten, welche der verschiedenen Zeolithe sich am besten eignen und wie groß die Kügelchen sein müssen. In den Versuchen konnte darüber hinaus die Wärme ohne größere Verschleißerscheinungen viele Tausend Male gespeichert werden.

kosten reduzieren, die Anlage weiter optimieren und für verschiedene Anforderungen anpassen. Zentrales Ziel sei vor allem, die Wärme sowohl in Industrieanlagen speichern zu können als auch in kleineren Blockheizkraftwerken (z. B. Wohn-

Ergebnis der Versuche Die Ergebnisse übertrugen die Forscher auf eine Versuchsanlage mit 750 Liter Speichervolumen. Der Speicher befindet sich in einem transportablen Container – Wissenschaftler können so die Anlage unter realistischen Bedingungen an den unterschiedlichsten Einsatzorten testen.

Im nächsten Schritt wollen die Fraunhofer Forscher die Herstellungs-

häuser). Industrielle Anwendungen stünden zunächst im Vordergrund: „Ideal wäre eine Art Baukastensystem, aus dem man den Speicher je nach Anforderung zusammensetzen kann“, so Blicker.

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Zeolithschüttung im Versuchsreaktor.

Bilder: Fraunhofer IGB

WÄRME, KÄLTE UND STROM SPEICHERN Zum Thema Speicherung von Wärme, Kälte und Strom sind beim BINE-Informationsdienst weitere Projektinfos erhältlich. So z. B.: „Heizen mit ZeolithHeizgerät“ (02/2005) und „Kühlgeräte mit Zeolith und Wasser“ (16/2010).

Außerdem gibt basisEnergie „Wärme und Strom speichern“ (19) einen Überblick, wie Energie dann nutzbar wird, wenn sie gebraucht wird. Weitere Informationen unter www.bine.info

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Konzepte

Internet-Marktplatz der Energie Zukunftssichere, dezentrale Stromversorgung durch vernetzte Mikro-KWK-Systeme Die Energiewende stellt neue Anforderungen an die Stromversorgung. Mit dem Ausbau der Erneuerbaren Energien wächst der Anteil fluktuierenden Stroms. Die regenerativen Energien Wind und Sonne stehen nicht stetig zur Verfügung. So kommt es zeitweise zu Spitzen bei der Stromversorgung, während zu anderen Zeiten zu wenig Strom erzeugt wird, um den Bedarf zu decken.

Derzeit können diese Schwankungen noch durch konventionelle Kraftwerke ausgeglichen werden. Mit dem zunehmenden Anteil der regenerativen Energien werden diese Regelmöglichkeiten jedoch geringer. Deshalb muss die Stromversorgung sich wandeln – Stromerzeugung und -verbrauch müssen künftig in intelligenten Stromnetzen (Smart Grids) aufeinander abgestimmt werden.

In dem Projekt E-DeMa werden deshalb neue Konzepte und technische Lösungen für die Stromversorgung entwickelt und erprobt. E-DeMa steht für „Entwicklung und Demonstration dezentral vernetzter Energiesysteme hin zum E-Energy Marktplatz der Zukunft“. E-Energy ist ein vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) initiiertes Förderprogramm.

Viessmann z. B. beteiligt sich am E-DeMa Projekt mit dem Mikro-KWK-System „Vitotwin 300-W“ sowie mit einer neu entwickelten Software, dem „Viessmann Energiemanagement“, die den Datenaustausch mit dem Netzbetreiber ermöglicht.

In diesem Frühjahr hat Viessmann die ersten Feldtestanlagen im Raum Mühlheim an der Ruhr und in Krefeld in Betrieb genommen. Derzeit ist die Installation von insgesamt 14 Feldtestanlagen vorgesehen.

Projektpartner sind Siemens und der Energieversorger RWE. Wärme und Strom aus dem Heizungsraum Bei den in den Feldtestanlagen eingesetzten „Vitotwin 300-W“ handelt es sich um Seriengeräte. Ein integrierter Stirlingmotor erzeugt gleichzeitig Wärme und Strom. Der Strom wird im Haus genutzt und der Überschuss in das öffentliche Versorgungsnetz eingespeist. Mit 1 kW elektrischer und 5,7 kW thermischer Leistung wird der Grundbedarf üblicher Ein- und Zweifamilienhäuser gedeckt. Ein integriertes, hocheffizientes Gas-Brennwertgerät mit 20 kW Wärmeleistung dient der Deckung von Bedarfsspitzen. Über einen in jeder Anlage zusätzlich eingebundenen PC, der mit dem Mikro-

KWK-System gekoppelt ist, und dem darauf installierten Viessmann Energiemanagement wird der Betrieb des Vitotwin 300-W mit den aktuellen Erfordernissen des öffentlichen Stromnetzes abgestimmt.

Ist der Strombedarf im öffentlichen Netz größer als das aktuelle Angebot der Versorger, kann die zuständige Netzleitstelle über ein im Haus installiertes Gateway eine automatisch generierte Anfrage an das „Viessmann Energiemanagement“ richten. Dieses wertet die Anfrage aus, wobei der Wärme- und Strombedarf des Hauses Priorität haben. Ist aktuell Wärmebedarf vorhanden oder kann die erzeugte Wärme in einem Pufferspeicher bevorratet werden, so kann das Energiemanagement „Vitotwin 300-W“ starten, um den Strom in das öffentliche Netz einzuspeisen.

Mit einer größeren Anzahl derart ausgestatteter, dezentral installierter Stromerzeuger wird so ein „Internet-Marktplatz der Energie“ geschaffen, der zukünftig für eine erhöhte Versorgungssicherheit in Deutschland sorgen soll. Immer dann,

Das „Viessmann Energiemanagement“ tauscht via Gateway Informationen mit dem Netzbetreiber aus. So kann Strom in das öffentliche Netz eingespeist werden, um dort Versorgungsengpässe zu vermeiden.

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Konzepte

wenn andere Stromerzeuger, wie z.B. die witterungsabhängigen Windkraft- und PVAnlagen, zu wenig oder gar keinen Strom liefern kÜnnen, lassen sich mit der nun in die Erprobung gegangenen Technologie die jeweils nÜtige Anzahl an Stromerzeugern hinzuschalten. Die Betreiber solcher Anlagen sollen fßr den gelieferten Strom attraktive Bonuszahlungen erhalten. Entsprechende Geschäftsmodelle werden im E-DeMa Projekt erprobt.

Leuchtturmprojekt fĂźr ein „Internet der Energie“ Das E-DeMa Projekt ist Teil des FĂśrderprogramms „E-Energy – Smart Grids made in Germany“, des Bundesministeriums fĂźr Wirtschaft und Technologie in ressortĂźbergreifender Partnerschaft mit dem Bundesministerium fĂźr Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU). 2007 erklärte Bundeskanzlerin Angela Merkel das mit 140 Mio. Euro ausgestattete Programm zum Leuchtturmprojekt. Inhalte des Vorhabens in sechs Modellregionen sind die Entwicklung von Technologiepartnerschaften und die Erprobung von SchlĂźsseltechnologien und Geschäftsmodellen fĂźr ein „Internet der Energie“. â–

Viessmann beteiligt sich mit dem Mikro-KWK-System „Vitotwin 300-W“ und einer neu entwickelten Software, dem „Viessmann Energiemanagement“, am E-DeMa Projekt. Erste Feldtestanlagen sind in diesem FrĂźhjahr in MĂźhlheim a. d. Ruhr und Krefeld in Betrieb gegangen.

Bilder: Viessmann

KONTAKT Viessmann Werke GmbH & Co KG 35108 Allendorf (Eder) Tel. 06452 700 Fax 06452 702780 info@viessmann.com www.viessmann.de

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Smart Grid integriert die Akteure auf dem Strommarkt durch das Zusammenspiel von Erzeugung, Verbrauch und Netzmanagement.

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Systeme

Vom Renditeobjekt zur dezentralen Stromerzeugung PV + Wärmepumpe + intelligente Regelung = effiziente Anlagenkombination Spielte die Photovoltaik bislang eher als Renditeobjekt und Kapitalanlage eine Rolle, rücken durch die Kürzung und Umgestaltung der Förderung nun mehr die technischen Faktoren in den Fokus. Anlagenkombinationen, beispielsweise von Produkten der Wärmeerzeugung, bekommen zusammen mit der Stromversorgung durch PV-Module damit einen anderen Stellenwert. Insbesondere die Verbindung zwischen Wärmepumpen und umweltschonender Stromerzeugung erhält neue Perspektiven.

Durch Kürzung und Umgestaltung der Förderung rücken bei der Photovoltaik nun neben der Kapitalanlage eher technische Faktoren in den Fokus.

Je mehr selbst erzeugte Elektrizität auch selber verbraucht wird, desto höher ist die Ersparnis – aufgrund der deutlich höheren Bezugskosten für Strom.

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Der Markt für PV war in den letzten Jahren von erheblicher Volatilität geprägt.

Dabei standen in der Regel weniger technische Gründe für die Errichtung einer Anlage zur Erzeugung von umweltfreundlichem Strom im Vordergrund, sondern es waren eher Argumente in Richtung Rendite, die den Ausschlag gaben. Doch mittlerweile sind nicht nur die Preise für PVModule deutlich gesunken, sondern auch die Vergütungssätze für die erzeugte kWh. Darüber hinaus gilt aufgrund der neuen Struktur der Förderbedingungen nicht mehr der Grundsatz, dass erzeugter PV-Strom am besten in das Stromnetz eingespeist wird. Vielmehr zählt nun die Maxime: Je mehr selbst erzeugte Elektrizität auch selber verbraucht wird, desto höher ist die Ersparnis – aufgrund der deutlich höheren Bezugskosten elektrischer Energie aus dem Netz.

Deswegen bieten Hersteller insbesondere der Heiztechnik spezielle Modelle und Systeme an, die genau diesen Effekt berücksichtigen und in der Lage sind, die erzeugte Energie nicht nur sinnvoll einzusetzen, sondern sogar für einen relevanten Zeitraum zwischenzuspeichern. Insbesondere Wärmepumpen spielen hier eine entscheidende Rolle. In der einfachsten Variante betreibt der selbst erzeugte Strom eine reine Brauchwasser-Wärmepumpe. Wird im Haushalt nicht genügend Elektrizität – z. B. durch Waschmaschine, Wäschetrockner oder Geschirrspülmaschine – abgenommen, wird der Warmwasserspeicher einer Brauchwasser-Wärmepumpe geladen. Dadurch wird überschüssiger Solarstrom nicht nur im eigenen Haushalt genutzt und dadurch insgesamt die Förderquote und damit die Effizienz erhöht, sondern der Strom auch gleichzeitig durch den Wärmepumpenprozess mit hoher WirtIKZ-ENERGY Spezial-Ausgabe 1/2012

Große Heiztechnik-Hersteller bieten mittlerweile Paketlösungen aus Photovoltaik und Brauchwasser-Wärmepumpe sowie intelligenter Regelung an, die eine hohe Eigenverbrauchsquote sichert.

Die Grundlage für den Betrieb einer Wärmepumpe für die Beheizung und Warmwasserbereitung über Photovoltaikstrom stellt der Betrieb über den Haushaltsstromtarif und die Nutzung des EVUSperrsignaleingangs für die intelligente Regelung dar.

schaftlichkeit in Wärme umgewandelt und gespeichert.

Der zweite Ansatz ist der Betrieb einer konventionellen Wärmepumpe. Die sinnvollen Grundlagen dafür bietet ebenfalls eine Veränderung der bislang gültigen Marktbedingungen. Denn die Energiekonzerne, die bislang kostengünstigeren Strom für den Betrieb von Nachtspeicherheizungen und Wärmepumpen geliefert haben, haben die Tarife alleine in 2011 um bis zu rund 60 % erhöht. „Die Differenz zwischen dem speziellen Wärmepumpen-Tarif und dem normalen Haushaltsstrom ist mittlerweile deutlich kleiner geworden“, beschreibt Andreas Christmann, Leiter Produkt und Marketing bei Vaillant Deutschland, die Situation. Dies rechtfertige nicht mehr die Erstellung eines gesonderten Zählerfeldes sowie die jährlich anfallenden Grundgebühren für den Zähler. „Wird eine Wärmepumpe über den normalen Haushaltsstromtarif betrieben, erhöhe ich beim Einsatz einer PV-Anlage automatisch meine Eigenverbrauchsquote und damit die Grundlast.“

hier Strom zur Verfügung, kann die Wärmepumpe freigegeben und die Länge der Betriebszeit durch einstellbare Parameter gesichert werden, damit auch ein Betrieb möglich ist, wenn die Sonne nicht scheint.

Wir drehen damit die Funktionalität der freien Schnittstelle quasi um.“ Der Remscheider Hersteller nutzt hierfür das System „Solar-Log“ von Solare Datensysteme GmbH, Geislingen-Binsdorf, das zum einen eine Anlagenüberwachung der PV-Anlage und die Ansteuerung der Wärmepumpe ermöglicht, damit überschüssiger Solarstrom hocheffizient in Form von Wärme umgewandelt und im Gebäude gespeichert werden kann.

Das EVU-Sperrsignal kann damit nun genutzt werden, um die Betriebszeiten der Wärmepumpe in den ertragsarmen Zeiten

EVU-Sperrsignal für Eigenverbrauch-Optimierung Die Grundlage für den bisherigen, preislich vergünstigten Stromtarif beruhte auf den Vorgaben, dass der Verbraucher beispielsweise bis zu dreimal täglich für jeweils maximal zwei Stunden nicht in Betrieb sein darf. Diese Phasen wurden durch einen Rundsteuerempfänger und ein Sperrsignal an die Verbraucher gesendet. Dieser Eingang an Wärmepumpen muss durch die neue Preispolitik der Energieversorger jetzt jedoch nicht mehr genutzt werden und steht für alternative Zwecke zur Verfügung. „Mit unserem Konzept nutzen wir diese Funktionalität für den Einsatz in Verbindung mit einer PV-Anlage. Steht Spezial-Ausgabe 1/2012 IKZ-ENERGY

zu vermindern bzw. sogar ganz zu unterbinden. Bei überschüssiger Energie wird das Sperrsignal unterdrückt und das System produziert Warmwasser und ggf. sogar Wärme. Fehlt die gewünschte Solarenergie, muss selbstverständlich sichergestellt werden, dass es im Gebäude nicht zu Komforteinbußen kommt. Die dafür notwendigen Schaltungskonzepte und Einstellungen müssen zusammen mit dem Anlagenbetreiber individuell abgestimmt werden.

Derzeit können mit dem „Solar-Log“ in Verbindung mit Vaillant „geoTHERM“ Wärmepumpen und allen gängigen PVAnlagen bis zu vier Verbraucher über kabelgebundene Netzwerksteckdosen angesteuert und definiert werden. Sobald der vorgegebene Energieüberschuss erreicht

Überschüssiger Solarstrom wird mit dem Vaillant-Konzept hoch effizient in Form von Wärme umgewandelt und im Gebäude gespeichert. Die Betriebszeiten der Wärmepumpe in den ertragsarmen Zeiten werden vermindert oder sogar komplett unterbunden.

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ENERGIEEFFIZIENZ

Systeme

wird, werden die Schalter eingeschaltet. Über eine Relaisschaltung können die Signale der Schalter zusammengefasst und invertiert werden. Dadurch lässt sich der Betrieb der angeschlossenen Wärmepumpe über das EVU-Sperrsignal bei nicht ausreichendem Energieüberschuss verhindern.

Individuelle und flexible Möglichkeiten der Steuerung Bleibt der gewünschte Energieüberschuss aus, kommt es innerhalb der definierten Zeiträume in jedem Fall zum Einschalten der Wärmepumpe. Hierdurch lässt sich bei entsprechender Einstellung der Energieverbrauch ohne Komforteinbußen optimieren. Diese Einschaltzeit kann zudem mit einem Zufallsfaktor verknüpft werden, damit ggf. mehrere Verbraucher nicht alle gleichzeitig starten und das Netz somit nicht unnötig belastet wird.

Der Schwellenwert für das Ein- oder Ausschalten berechnet sich dabei immer aus dem Stromüberschuss – also der aktuellen Stromproduktion minus dem aktuellen Verbrauch.

Aktuell kann je Schalter ein Zeitfenster mit Ein- und Ausschaltschwelle definiert werden. Mit den Netzwerksteckdosen lassen sich bis zu 3 kW schalten. Für den Betrieb einer Wärmepumpe kann mit dem Gesamtsystem auch ein Verbraucher mit höherer Stromabnahme alternativ über das eingebaute Steuer-Relais angesteuert wer-

den. Zukünftig sollen je Schalter auch mehrere Zeitfenster definierbar sein. „Solar-Log“ veranschaulicht die aktuelle Energiebilanz dabei optisch an einem Display über ein Ampelsystem. Angezeigt werden die aktuelle Stromerzeugung in Watt sowie der jeweilige Verbrauch und der individuelle Überschuss bzw. die darüber hinaus benötigte Strommenge.

Durch verschiedene Konfigurations- und

„Solar-Log“ veranschaulicht im Betrieb die aktuelle Energiebilanz optisch an einem Display. Die Schaltbedingungen können individuell konfiguriert werden.

Übersichtsdialoge lassen sich die externen Schalter zur Optimierung des Eigenstromverbrauchs verwalten. Die Schaltbedingungen der Schalter können dabei komfortabel im Touch-Dialog individuell oder über das integrierte Web-Interface konfiguriert werden.

Unabhängig von den automatischen Einstellungen lässt sich jeder Schalter auch manuell jederzeit betätigen. Dabei kön-

FUNKTIONSPRINZIP t Das System „Solar-Log“ wird über Kabel mit den Wechselrichtern verbunden und erhält über die interne Schnittstelle der Wechselrichter die Leistungsdaten der Anlage bestehend aus „geoTHERM“ Wärmepumpe und „auroPOWER“ PV-Modulen. Neuere Ausführungen verwenden Bluetooth- oder W-LAN-Technik. t Voraussetzung für die Optimierung des Eigenstromverbrauchs ist der Anschluss an einen digitalen Stromzähler, entweder über einen S0-Ausgang oder eine RS485-Schnittstelle nach IEC60870. t Smart Metering mit PV-Monitoring kombiniert t Bis zu vier Verbraucher schaltbar t Schaltbar über intelligente Steckdosen per Ethernet-Netzwerk oder Ansteuerung über einen potenzialfreien Ausgang des „Solar-Log 1000“ t Einschaltlogik frei konfigurierbar t Ein-/Abschaltschwelle in Watt (5 Minuten Hysterese) t Späteste Einschaltzeit mit Zufallsfaktor zur besseren Netzlastverteilung t Berechnung der Eigenverbrauchsquote t Lokale und internetbasierte Visualisierung möglich t Ampelfunktion mit Darstellung Produktion und Verbrauch Elektrizität direkt am Gerätedisplay verfügbar t Bestandsgeräte nachrüstbar per Software-Update t Verschiedene Konfigurations- und Übersichtsdialoge für Verwaltung der externen Schalter zur Optimierung Eigenstromverbrauch.

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nen die externen Schalter auch ohne Verbrauchszähler verwendet werden. Hierbei wird dann ausschließlich die reine Stromproduktion als Schwellenwert herangezogen.

Aufeinander abgestimmte Paketlösungen Vaillant hat auf der Grundlage von Planungsrechnungen komplette Paketlösungen in der Warmwasserversorgung und/oder Wärmeerzeugung in Verbindung einer Wärmepumpe und PV-Modulen zusammengestellt, die auf eine hohe Eigenabdeckung des benötigten Wärmepumpenstroms abzielen. „Wir haben hier genau kalkuliert und entsprechende Anlagenkombinationen optimieren können“, erläutert Christmann dieses Angebot. „Die kleinste Leistungsgröße aus unserer Sicht ist eine 2-kW-Peak-Anlage. Das entspricht acht Modulen mit einer Gesamtfläche von rund 16 m². Diese PV-Anlage liefert dann die Basisenergie für eine WarmwasserWärmepumpe bezogen auf die Jahresbilanz.“ Eine Anlagenkombination mit einer Wärmepumpe zur Beheizung und Warmwasserbereitung lässt sich laut der Komplettpakete des Remscheider Unternehmens erstmals mit einer 4-kW-Peak-Anlage betreiben. Die Wärmepumpe bietet in diesem Verbund 6 kW Heizleistung. Dabei wird eine Jahresarbeitszahl von rund 4 und damit eine Investition von rund 25 % Strom in die Wärmepumpe zugrunde gelegt. Dabei hat eine Wärmepumpe mit 6 kW Heizleistung einen durchschnittlichen Anschlusswert von 1,5 kW und läuft ca. 2300 Stunden/p .a. Dies ergibt einen Jahresstromverbrauch von 3450 kWh. Der durchschnittliche Ertrag einer PV-Anlage liegt zwischen 800 und 1100 kWp/p. a. Eine 4-kW-Peak-Anlage wäre damit theoretisch in der Lage, den Jahresstromverbrauch der Wärmepumpe zu decken. „Aus unseren durchgeführten Projekten heraus haben wir überzeugende Beispiele für die Optimierung der Eigenverbrauchsquote – gerade bei der Nachrüstung bestehender Wärmepumpenanlagen“, beschreibt Christmann Ergebnisse aus aktuellen Objekten. „In einem Zweifamilienhaus lag die Eigenverbrauchsquote der PV-Anlage bei 32 %, weil die Leistungsspitzen nicht innerhalb der Produktionszeit lagen. Durch Optimierung der beeinflussbaren Stromverbräuche kann eine deutlich höhere Eigenverbrauchsquote erreicht werden. Eine intelligente dynamische Integration einer Wärmepumpe macht ein SteigeIKZ-ENERGY Spezial-Ausgabe 1/2012

27th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition Derzeit können mit dem „Solar-Log“ von Solare Datensysteme GmbH in Verbindung mit Vaillant „geoTHERM“ Wärmepumpen und allen gängigen PV-Anlagen bis zu vier Verbraucher über kabelgebundene Netzwerksteckdosen angesteuert und definiert werden.

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rungspotenzial der Eigenverbrauchsquote um ca. 15 % realistisch. Dabei ist es immer wichtig, die produzierte Energie nicht nur zu verbrauchen, sondern auch speichern zu können – beispielsweise in Form von Wärme, aber auch in Akkus von Elektrofahrzeugen etc.“ Schnellere Amortisation Die Kombination einer Wärmepumpe mit einer PV-Anlage bietet nicht nur eine der bestmöglichen Alternativen, ein Gebäude mit Erneuerbaren Energien zu beheizen und mit Warmwasser zu versorgen. Gleichzeitig eröffnen sich dem Anwender durch die Kombination mit einer intelligenten Steuerung auch nachhaltige Möglichkeiten zur Maximierung der Eigenverbrauchsquote der erzeugten Elektrizität. Dies führt wiederum zu einer überzeugenden Erhöhung der Einsparungen durch den selbst erzeugten und genutzten Strom und damit zu einer schnelleren Amortisation der Gesamtanlage.

■ Bilder: Vaillant

KONTAKT Vaillant GmbH 42859 Remscheid Tel. 02191 180 info@vaillant.de www.vaillant.de

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Photo © Messe Frankfurt GmbH

ENERGIEEFFIZIENZ

Smart Grid

Zunkunftstrend: intelligente Stromnetze Das Wohnhaus als Energiezentrale im Smart Grid Die zukünftige Energieversorgung sieht das Wohnhaus nicht nur als Energieverbraucher, sondern auch als Energieerzeuger. Dabei ist es möglich, in der Jahres-Energiebilanz mehr Energie zu erzeugen als selbst zu verbrauchen und Überschüsse – quasi als dezentrale Energieversorgung – in das öffentliche Netz einzuspeisen.

Für Bauherren und Entscheider steht die Energieautarkie immer mehr im Mittelpunkt, doch die Bedarfsspitzen sind schwankend. Auch wenn in Summe die Überschüsse überwiegen, gibt es Defizite, die es zu kompensieren gilt. Also erlangt das Stromnetz vor allem als Energie-Puffer eine entscheidende Bedeutung, was im geplanten Netzausbau des öffentlichen Stromnetzes unbedingt zu berücksichtigen ist und mitnichten danach fragt, wie der Offshore-Strom der Nordsee auf die Berghütte im Allgäu kommt. Dezentrale Energienetze werden es sein müssen, die Erzeuger wie Verbraucher bündeln und vernetzen.

Ehrgeizige Klimaschutzziele, der Ausbau Regenerativer Energien und der Ausstieg aus der Atomkraft sorgen dafür, dass sich das bisherige Energieversorgungssystem im Wandel befindet. Das künftige Stromnetz beispielsweise soll intelligent sein und sorgt im Haus dafür, dass viele Technikkomponenten verbrauchsoptimie-

rend miteinander kommunizieren können: die Waschmaschine, der Wäschetrockner, die PV-Anlage auf dem Dach, der Energiezähler und das öffentliche Stromnetz stehen mit dem gebäudeeigenen Energiemanager ständig in Kontakt. Nur so sind die Herausforderungen an eine stabile Energieversorgung zu gewährleisten. Daher ist Smart Grid in aller Munde und begründet sich vor allem in der Ausweitung elektrischer Energie als Regelenergie. Eine Möglichkeit bieten Wohnhäuser, die nicht nur energieeffizient betrieben werden, sondern selbst auch Energie erzeugen.

In der FertighausWelt Köln stellt der Fertighaushersteller WeberHaus seit dem 24. September 2011 sein neuestes PlusEnergie-Konzept vor. Das Ausstellungshaus „Generation5.0“ erzeugt demnach mehr Energie, als es selbst benötigt und schafft es zudem dank innovativem Energiemanagement, Stromerzeuger und Verbraucher so zu vernetzen und zu steuern, dass der Energiebedarf aus dem öffentli-

chen Netz minimiert und Nebenkosten gesenkt werden.

Die Themen Hausbau und Energie sind seit einigen Jahren eng miteinander verknüpft. Doch während lange Zeit nur die Energieeinsparung im Fokus stand, werden Häuser künftig eine komplett neue Rolle wahrnehmen. Klaus-Dieter Schwendemann, PlusEnergie-Experte bei WeberHaus, erklärt: „Bisher waren Gebäude Energieverbraucher, heute können sie gleichzeitig zu Energieerzeugern werden.

Die Zeiten, in denen Strom ausschließlich von zentralen Energieversorgern zur Verfügung gestellt wurde, sind somit vorbei.“ Das PlusEnergie-Prinzip Der PlusEnergie-Pionier WeberHaus ermöglicht bereits seit 2006, was aktuell vom Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS) mit einem neuen Förderprogramm unterstützt wird: Häuser, die mehr Energie produzieren, als sie im Jahresdurchschnitt verbrauchen. Die

Ansicht des neuen „Generation5.0“ von WeberHaus, wie es in Köln zu besichtigen ist.

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ENERGIEEFFIZIENZ

Smart Grid

SURELINE®II–Rohre

Das Schnittbild deutet die Energieversorgung des WeberHaus PlusEnergie-Konzepts an.

Kombination aus optimaler Gebäudedämmung, solarem Energiegewinn und cleverer Haustechnik sorgt für eine positive Energiebilanz und macht ein Einfamilienhaus zum effizienten Minikraftwerk.

Das WeberHaus „Generation5.0“ kann sogar noch mehr als „nur“ Energie gewinnen. Das 158,5 m² große Ausstellungshaus in Köln ist mit einer PV-Anlage ausgestattet, die 8100 kWh sauberen Strom pro Jahr erzeugt. Als Heizung und für ein komfortables Raumklima kommt die sogenannte Frischluft-Wärmetechnik zum Einsatz. Um deren Verbrauch optimal zu regulieren, messen Sensoren den CO2-Gehalt der Raumluft und ermitteln so, ob Bewohner im Haus sind. Die Wärmetechnik ist denkbar einfach gestaltet und beinhaltet eine Brauchwasserwärmepumpe sowie eine Luft-Luft-Wärmepumpe innerhalb der Lüftungsanlage als Luftheizung zur kontrollierten Be- und Entlüftung mit Wärmerückgewinnung.

Der absolute Technik-Clou des Gebäudes: Das Einfamilienhaus ist mit einer Batterie zur Speicherung des PV-Stroms ausgestattet und verfügt zudem über ein intelligentes Energiemanagementsystem, welches Haushaltsgeräte, Heiztechnik, Batterie oder auch das öffentliche Stromnetz je nach Bedarf zu- oder abschalten kann. „Dieser ‚kluge Hausmanager’ dient dazu, den Eigennutzungsanteil des solar erzeugten Stroms zu optimieren und das Haus noch unabhängiger von der öffentlichen Netzversorgung zu machen. So kann sich das Haus zum Beispiel bei StromausSpezial-Ausgabe 1/2012 IKZ-ENERGY

fall praktisch selbst versorgen. Uns ist es somit gelungen, den bereits hohen Effizienzstandard des WeberHaus PlusEnergieKonzepts noch weiter auszubauen“, resümiert Schwendemann. Das Resultat macht sich auf dem Konto der Bauherren bemerkbar, denn der Ertrag aus selbst genutztem Strom ist höher als die entsprechende Einspeisevergütung. Und wer weniger Strom zukaufen muss, kann sich gleichzeitig über geringere Betriebskosten freuen.

Das neue Ausstellungshaus trägt das dena-Gütesiegel „Effizienzhaus 55“, denn es ist wie alle Weber-Häuser mit der ökologischen ÖvoNatur Gebäudehülle gedämmt (Wand und Dach U-Wert 0,15 W/m2K) und mit dreifach wärmeschutzverglasten Fenstern ausgestattet.

Energie auf Vorrat mit hauseigener Batterie Wie seine Bewohner, so hat auch das „Generation5.0“ einen eigenen Tagesablauf, den es mit seinen Besitzern „synchronisiert“. Bereits bei Sonnenaufgang beginnt die PV-Anlage mit der solaren Stromgewinnung. Wenn die Bewohner morgens aufstehen, schaltet der Energiemanager die steuerbaren „Verbraucher“ zu: Der Warmwasserspeicher wird angeheizt, damit der Tagesbedarf an Warmwasser – z. B. zum Duschen – vorrätig ist. Wenn alle Familienmitglieder das Haus verlassen haben, wird der Energieverbrauch der Lüftungsanlage reduziert. Gleichzeitig werden bei erhöhter Sonneneinstrahlung die Rollläden heruntergefahren, um Überhitzung im Haus

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Ob Einfamilienhaus oder Großobjekte, das FRANK GET-System zur Gewinnung von Erdwärme bietet die optimale Lösung.

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ENERGIEEFFIZIENZ

Smart Grid

SMART GRID � DAS STROMNETZ DER ZUKUNFT

SMART METER � INTELLIGENTE STROMZÄHLER

Smart Grid ist die englische Bezeichung für „intelligentes Stromnetz“. Darunter versteht man die kommunikative Vernetzung und Steuerung von Stromerzeugern, Speichern, elektrischen Verbrauchern und Netzbetriebsmitteln der Elektrizitätsversorgung.

Die bislang bestehende Infrastruktur der zentralen Stromversorgung ist nicht in der Lage, die Klimaschutzherausforderungen und den Ausbau der alternativen Energien zu bewältigen. Viele kleine regenerative Stromerzeuger (z. B. PV-Anlagen, Strom aus KWK, oder Windkraftanlagen) müssen ins Netz aufgenommen und überschüssiger Strom kann zwischengespeichert werden.

Ziel eines Smart Grids ist es, die erzeugten und verbrauchten Energiemengen minutengenau zu messen und mit entsprechenden Managementsystemen effizient zu steuern.

zu vermeiden. Auch Hausgeräte wie beispielsweise die Waschmaschine oder der Wäschetrockner können gesteuert werden.

So kann die Waschmaschine bereits morgens befüllt werden und sobald genügend solarer Strom zur Verfügung steht, wird sie dank Energiemanager automatisch in Betrieb genommen. Überschüsse aus der Energiegewinnung am Tag fließen in die hauseigene Batterie, wo sie für Zeiten ohne Solarertrag gespeichert werden. Überkapazitäten werden gegen eine Vergütung ins öffentliche Netz eingespeist oder können alternativ zum Tanken eines Elektromobils genutzt werden.

Kommen die Bewohner wieder nach Hause, steigt der Energiebedarf beispiels-

Seit Januar 2010 ist die Installation von intelligenten Stromzählern vorgeschrieben, beim Neubau wie auch bei der Renovierung. Gemäß § 21b des Energiewirtschaftsgesetzes (EnWG) müssen sie „dem jeweiligen Anschlussnutzer den tatsächlichen Energieverbrauch und die tatsächliche Nutzungszeit widerspiegeln“. Seit Januar 2011 verlangt das Gesetz zudem, dass alle Stromanbieter wenigstens einen Tarif anbieten müssen, der „einen Anreiz zu Energieeinsparung oder Steuerung des Energieverbrauchs setzt“ (§ 40 EnWG). Damit sind vor allem solche Tarife gemeint, die tageszeitabhängige Verbrauchspreise beinhalten. Verbraucher sollen dadurch angespornt werden, Geräte mit einem intensiven Stromverbrauch – beispielsweise Wäschetrockner oder Spülmaschine – erst dann zu aktivieren, wenn die Energiekosten niedriger sind.

weise durch die Nutzung von Unterhaltungselektronik, Kochen und durch den erhöhten Luftwechsel an. Dafür steht nun der tagsüber regenerativ gewonnene Strom in der Speicherbatterie zur Verfügung. Reicht die Menge nicht aus, kommt erneut der Energiemanager ins Spiel und deckt den zusätzlichen Strombedarf aus dem öffentlichen Netz. Ein intelligenter Stromzähler stellt dabei sicher, dass der attraktivste Tarif des Energieversorgers erkannt wird und Geräte erst dann angeschaltet werden, wenn der günstigste Preis gilt.

Wer befürchtet, von der Technik „bevormundet“ zu werden, der irrt. Ein solch cleveres Hightechmanagement hilft lediglich den Bauherren, ihr Haus energetisch so optimal wie möglich zu betreiben. Auf

seinen gewohnten Rhythmus im Alltag muss keiner verzichten.

Anschauliche Optik ergänzt die moderne Technik Das „Generation 5.0“-Ausstellungshaus in Köln präsentiert sich auf zwei Ebenen als architektonisch ansprechendes Highlight. Es ist sowohl geeignet für eine Familie mit zwei Kindern oder auch für diejenigen, die Wohnen und Arbeiten unter einem Dach bevorzugen. Im Erdgeschoss befindet sich der repräsentative und sehr großzügige Wohn-Ess-Bereich neben einer halboffenen modernen Küche, die durch eine praktische Speisekammer ergänzt wird.

Ein Arbeitszimmer sowie ein Badezimmer mit Dusche und WC und der Dielenbereich komplettieren die untere Ebene. Die Räume im Dachgeschoss betritt man über eine Empore, von der aus sowohl das Elternschlafzimmer, die beiden Kinderzimmer als auch das zweite Badezimmer zugängig sind. Vor dem Wohnzimmer lädt eine Terrasse zum Entspannen im Freien ein, während im oberen Stockwerk eine Loggia zur Verfügung steht.

■ Bilder: WeberHaus

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Beispiel Einfamilienhaus.

Stromausgleich durch virtuelle elektrische Speicher Wie Fluktuationen in regenerativen Energiesystemen wirkungsvoll kompensiert werden können Der anstehende Umstieg von fossilen und atomaren Energieträgern auf regenerative Quellen, vorzugsweise in Form von Windkraft und solarer Strahlung, verbindet sich mit dem Problem der Disparität von aktuellem Angebot und Bedarf. Die Gründe dafür liegen einerseits im wetter- und zeitabhängigen und somit vom Menschen unbeeinflussbaren Energieeintrag und andererseits im sich im tages-, wochen- und jahreszeitlichen Rhythmus überlagernden Verbrauch, der seinerseits nur bedingt beeinflussbar ist. Damit ergibt sich im Energiebereich eine sich gegenüber früher veränderte Konstellation, deren Darstellung von bestimmten Interessenverbänden noch zusätzlich dramatisiert wird.

Bei eingehenderer Betrachtung zeigt sich indessen, dass Disparitäten keinesfalls selten, sondern eher der Normalfall sind. Zum Ausgleich dienen Speicher unterschiedlichster Art, wie die folgenden Beispiele zeigen.

Fluktuationsproblem In der Natur wird das Regenwasser, wenn es denn anfällt, vom Boden aufgenommen und so den Pflanzen nach Bedarf zur Verfügung gestellt. Im Tierreich vergraben etwa die Eichhörnchen zur Erntezeit Nüsse im Erdreich, um sich dann in winterlichen Notzeiten davon zu ernähren.

Auch der Mensch hat bereits beim Übergang vom Jäger und Sammler zum Ackerbauer und Viehzüchter gelernt, sich GeSpezial-Ausgabe 1/2012 IKZ-ENERGY

treidevorräte anzulegen, um seine Familie das ganze Jahr über kontinuierlich ernähren zu können. Ein anderes typisches Beispiel ist auch der Handel. Hier werden produzierte Waren z. T. mehrfach gelagert, ehe diese Käufer finden. Auch die arbeitsteilige Industrie macht von der Zwischenlagerung von Halb- und Fertigprodukten regen Gebrauch.

Das Prinzip der Speicherung hat sogar in der informationellen Welt Einzug gehalten. Hier werden u. a. Daten von Internetnutzern abgeschöpft und auf Servern gespeichert, um diese am Ende an Interessenten gewinnbringend zu veräußern. Die Auflistung der Beispiele ließe sich noch beliebig fortsetzen obwohl bereits jetzt wohl deutlich geworden ist, dass Speicher jeder

Art von grundlegender Bedeutung für das Funktionieren unseres Daseins sind.

Diese Erkenntnis ermutigt uns, auch für das hier anstehende Problem des Ausgleichs fluktuierender Elektroenergien regenerativer Art durch den Einsatz zwischengeschalteter Speicher adäquate Lösungen zu finden. Trotzdem sollte bei diesem Bestreben nicht auf den Einsatz steuerbarer Energieträger verzichtet werden.

Besondere Bedeutung kommt hier Biogasanlagen zu, die in Zeiten ungedecktem Bedarfs in Verbindung mit Energiewandlern zusätzliche Elektroenergie bereitstellen können. Darüber hinaus können für den Energiemix bedarfsweise noch weitere Energieträger herangezogen werden, wie beispielsweise in [1] aufgeführt. Schließ-

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ENERGIEEFFIZIENZ

Stromspeicher

lich wollen wir auch nicht auf einen schaltbaren Anschluss an ein externes Energienetz verzichten. Dieser sollte nur in Extremfällen in Anspruch genommen werden und dient somit zur Erhöhung der Versorgungssicherheit.

Es verbleibt noch der Blick auf Regionen mit dauerhaftem Energieüberschuss bzw. chronischem Mangel an Erneuerbaren Energien. Hier ist der Ausgleich durch die Errichtung von Stromautobahnen zu schaffen, was jedoch nicht Gegenstand unserer Erörterungen ist.

Die zyprische Speicherlösung Ein Besuch der Sonneninsel Zypern gibt uns Anregungen für eine Lösung unseres Speicherproblems. Dazu ist es zunächst notwendig, die dort vorliegende Situation kurz zu schildern.

Zypern ist bekanntlich eine Insel, die als System betrachtet werden kann. Dieses System ist um weitgehende Autarkie bemüht. Dies gilt auch bezüglich der Ressource Wasser, deren hinreichende Bereitstellung dort eines der Hauptprobleme darstellt. Dazu muss man wissen, dass sich das Aufkommen an Wasser in Form von Regen weitgehend auf die Monate Januar und Februar beschränkt. Im übrigen Teil des Jahres herrscht weitgehend Trockenheit bei überwiegend hohen bis sehr hohen Temperaturen. Um unter diesen schwierigen Umständen eine einigermaßen gesicherte ganzjährige Wasserversorgung zu gewährleisten, sind umfangreiche Speichermaßnahmen notwendig. Diese unterscheiden sich bezüglich der beiden Gruppen von

Beispiel Mehrfamilienhaus.

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Hauptbedarfsträgern. Dies sind zum einen die dort befindlichen Menschen, bestehend aus den Einwohnern und den in der Saison hinzu kommenden großen Touristenströmen. Auch die Tiere wollen mit Wasser versorgt sein. Der andere Hauptverbraucher ist eine ausgeprägte Landwirtschaft, die ebenfalls einen großen Wasserbedarf hat.

Zur Bedarfsdeckung der Landwirtschaft wurden, wo immer möglich, Speicherbecken angelegt, welche die Niederschläge aufnehmen. In den flacheren Landesteilen wurden großvolumige Speichertürme aus Beton für die Wasseraufnahme errichtet.

Der Ausbau ist inzwischen soweit ausgereizt, dass so gut wie kein Wasser mehr über die Flüsse ins Meer gelangt, was dort durchaus auch zu negativen Begleiterscheinungen führt.

Bei der kontinuierlichen Wasserversorgung der auf der Insel befindlichen Menschen, welche unser besonderes Interesse findet, wird eine völlig andersartige Strategie verfolgt. Die entscheidende Maßnahme besteht hier darin, dass per Verordnungen jeder Haushalt verpflichtet wird, eine gewisse Eigenvorsorge zu betreiben, indem jede Wohneinheit mit einem Wasserspeicher bestimmter Kapazität auszurüsten ist. Dementsprechend finden sich solche Behälter auf allen Gebäuden, seien es Einfamilienhäuser, entsprechend der Anzahl von Wohneinheiten auf Mehrfamilienhäuser oder nach Größen gestaffelt auch auf Hotels bzw. öffentlichen Gebäuden. Die Anordnung der Wasserspeicher erfolgt auf den (Flach-)Dächern der Häuser, was wegen des benötigten Wasser-

drucks zwar nötig ist, jedoch nicht unbedingt ästhetisch wirkt. Diese Vorschrift gilt für sämtliche Gebäude gleich welcher Größe.

Die auf den Bildern ebenfalls erkennbaren kleineren Behälter dienen zur Speicherung von Warmwasser, welches mittels der ebenfalls sichtbaren Solarpanels auf natürliche Art erwärmt wird.

Der Effekt der vorstehend genannten staatlichen Verfügung besteht in der Schaffung einer insgesamt beträchtlichen Speicherkapazität, welche trotz aller Wasserknappheit eine langzeitlich gesicherte Versorgung der Bevölkerung und Touristen mit der knappen Ressource Wasser ermöglicht. Diese Lösung ist somit beispielgebend. Über die geschilderten Maßnahmen hinaus ist noch zu berichten, dass auch Vorsorge bei zu geringen oder gar ausbleibenden Niederschlägen getroffen wurde.

Beim Eintreten solcher Extremfälle wird eine externe Lieferung in Gestalt von mit Wasser beladenen Tankschiffen organisiert.

Vorschlag einer Speichertechnologie bei EE-Versorgung Das eindrucksvolle Konzept der durchgängigen Wasserversorgung auf Zypern unter massivem Einsatz wohnungseigener Speicher bietet uns Anregungen, über adäquate Lösungen unserer Energieversorgung auf der Basis regenerativer Quellen nachzudenken. Dazu ist das Speichermedium Wasser analog durch Elektroenergie zu ersetzen.

Die Übernahme der zyprischen Speichertechnologie würde dann im Klartext bedeuten, dass jeder Wohnungseigentümer per staatliche Auflage verpflichtet würde, sich einen Speicher für Elektroenergie, also Akkumulator, vorgegebener Kapazität zuzulegen und in seinem Heim zu installieren. Der Aufstellungsort für solche Speicher könnte beliebig gewählt werden, wofür vor allem der Keller, der Boden unter dem Spitzdach oder auch die Garage infrage kämen. Der Einbau solcher Batterien würde somit nach außen hin nicht in Erscheinung treten.

Das hier vorgeschlagene Konzept einer flächenübergreifenden Errichtung wohnungsbezogener elektrischer Energiespeicher bietet eine verteilte Speicherlösung von beträchtlicher Kapazität. Die Energiespeicherung in der unmittelbar benötigten elektrischen Form wäre gegenüber der Speicherung anderer Energieträger auch effizienter, da jede Wandlung zwangsläuIKZ-ENERGY Spezial-Ausgabe 1/2012

ENERGIEEFFIZIENZ

Stromspeicher

fig mit Verlusten verbunden ist. Mit der hier empfohlenen stationären Stromspeicherung soll jedoch anderen Elektrospeichern keine Konkurrenz gemacht werden. Dies gilt insbesondere für die bereits angedachte verteilte Energiespeicherung unter Nutzung der Lithium-Batterien in E-Mobilen. Da die Verbreitung dieser Fahrzeugkategorie sich wohl noch über Jahre hinziehen wird, sind hier voraussichtlich zunächst keine spürbaren Beiträge zu erwarten.

Konsequenzen der vorgeschlagenen Speicherlösung Das vorgeschlagene Konzept der wohnungszugehörigen Speicherung von Elektroenergie bietet eine Reihe von Vorzügen, die der Kürze halber in folgenden Punkten aufgeführt werden sollen: t #FTPOEFST XJSLTBNF .B OBINF [VN Ausgleich der auftretenden Fluktuationen in Energieversorgungssystemen auf der Basis regenerativer Quellen. t ,VS[GSJTUJHF 6NTFU[CBSLFJU EFT -ÚTVOHTvorschlags per staatlicher Verfügung, wobei eine Übergangsfrist gewährt werden sollte. t /BDIESàDLMJDIF 6OUFSTUàU[VOH EFS Energiewende und der Dezentralisierungsbemühungen. t &SIÚIVOH EFT (SBEFT BO &OFSHJFBVUBSkie selbst für kleinste Wohneinheiten. t "VUPNBUJTDIF "OQBTTVOH EFS 4QFJDIFSkapazität an Veränderungen der Bevölkerungsanzahl. t 3FBMJTJFSCBSLFJU PIOF HSÚ FSF JOGSBstrukturelle Maßnahmen. t 8FHFO EFS TUBUJPOÊSFO "OPSEOVOH EFS Akkumulatoren bestehen geringere technische Anforderungen als bei der Einbeziehung der Bordbatterien von E-Mobilen in das Speicherkonzept. t 4UÊSLVOH EFT &OFSHJFCFXVTTUTFJOT CFJ den Verbrauchern mit der Folge von Verhaltensänderungen. t &S[JFMVOH WPO &OFSHJFFJOTQBSVOHFO VOE Änderungen der Verbrauchszeiten. t &SSFJDIVOH WPO 4ZOFSHJFFóFLUFO CFJ Kombination mit eigenen PV-Anlagen. t " OSFJ[F [VS (SàOEVOH OFVFS 6OUFSOFImen zur Entwicklung und Produktion typisierter wohnungsintegrierter Speicherlösungen (Akkumulatoren und Umrichter) in Verbindung mit der Schaffung neuer Arbeitsplätze.

Bei derart vielfältigen Vorzügen der vorgeschlagenen Speichertechnologie fragt man natürlich auch nach den Schattenseiten. Diese liegen eindeutig aufseiten der Spezial-Ausgabe 1/2012 IKZ-ENERGY

Wohnungseigentümer. Diese müssen eigenverantwortlich für die Errichtung der geforderten Speicherlösung in ihrer Immobilie sorgen und auch deren Kosten übernehmen. Die zu tragende Finanzlast ließe sich allerdings mindern, indem – ähnlich wie bei der Gebäudedämmung – staatlicherseits eine Förderung gewährt würde.

Darüber hinaus kommt den Wohnungseigentümern auch zugute, dass sich die aufgewendeten Installationskosten längerfristig über Einsparungen beim Energieverbrauch amortisieren.

Vorgesehene Betriebsarten Für die hauseigenen Energieanlagen mit Batteriestützung und Netzkopplung werden verschiedene Betriebsarten vorgesehen.

Es ist zunächst naheliegend, den vorgesehenen Stromspeicher zum Ausgleich des variierenden Stromangebots in öffentlichen Netzen zu nutzen. Das bedeutet, den Speicher bei Überangebot – vorwiegend in den Nachtstunden – aufzuladen, um die akkumulierte Energie in Zeiten hohen Bedarfs selbst zu nutzen. Die Wahl dieser Betriebsart sollte durch ein gestaffeltes Tarifsystem gefördert werden. Auf diese Weise wird ein anteiliger Beitrag zum Stromausgleich in zunehmend regenerativ gespeisten Netzen und somit eine Beteiligung am virtuellen Speicher geleistet.

Der für uns im Vordergrund stehende Zweck der Energiespeicherung besteht jedoch in der zweiten Betriebsart – dem Ausgleich von Fluktuationen der selbst erzeugten regenerativen Energie. Diese entstammt vorzugsweise dem auf dem Hausdach oder an der Fassade installierten Solarpanel. Der gewonnene Solarstrom wird weitgehend im eigenen Heim genutzt und dient in erster Linie zur Ladung der hauseigenen Batterie. Der nach voller Ladung der Batterie noch überschüssige Strom wird dann in das öffentliche Netz eingespeist, wobei eine Vergütung gemäß eines reduzierten Tarifs in Anspruch genommen werden kann. Ein solcher Mischbetrieb ist mit dem gewählten Energieversorger zu vereinbaren. Diese Betriebsart leistet einen wesentlichen Beitrag zur Energieautarkie der Wohneinheit. Eine sehr förderliche Ergänzung wäre die zusätzliche Verwertung von Windenergie. Ein diesbezügliches Hybridsystem ermöglicht einen Energiemix, der den Speicherbedarf wesentlich senken würde.

Die vorgesehenen Batterien bieten auch die Möglichkeit der Einrichtung einer Notstromversorgung. Das entsprechende BackUp-System besorgt bei Netzausfall eine Abkopplung vom öffentlichen Netz sowie eine Umschaltung auf regenerative Quellen bzw. Speicherbetrieb und ggf. auch Verbraucherabschaltungen.

Beispiel Hotel.

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ENERGIEEFFIZIENZ

Stromspeicher

Ansätze zur technischen Realisierung Das vorgeschlagene Konzept ließe sich vergleichsweise kurzfristig umsetzen, da auf eine Reihe dafür geeigneter technischer Komponenten zurückgegriffen werden kann (s. z.B. [2], [3]). Dazu zählen: t %FO #BUUFSJFO WPS[VTDIBMUFOEF -BEFSFHler, welche diese sowohl vor Überladung als auch Tiefentladung schützen. t 8FDITFMSJDIUFS [VS 6NTFU[VOH EFS WPO den regenerativen Quellen oder alternativ von der Batterie abgegebenen Gleichspannung von 12 oder 24 V in verbraucher- bzw. netzkompatible Wechselspannung von 230 V. t 4USPN[ÊIMFS EJF NFISGBDI [VS &SGBTTVOH und Abrechnung der Stromspeisung aus regenerativen Quellen oder dem öffentlichen Netz, dem Strombezug aus dem Netz sowie der summarischen Erfassung des Verbrauchs in der Wohneinheit benötigt werden. In Zukunft ist mit dem Einsatz sogenannter „intelligenter“ Zähler (smart meters) zu rechnen, welche auch Informationen aus dem öffentlichen Netz sowie über aktuell geltende Tarife vom Versorger liefern. t &JOF XFTFOUMJDIF *OGPSNBUJPOTRVFMMF über den Speicherzustand der eingesetzten Batterien sind weiterhin sogenannte Ladezustandsanzeigen.

Die problematischste Komponente der benötigten technischen Anlage sind die Batterien. Hier gibt es zwar durchaus auf dem Markt sogenannte Solarakkumulatoren, deren besondere Merkmale ein hoher Ladungswirkungsgrad und geringe Selbstentladung sind. Technologisch handelt es sich hier allerdings um Blei-Säure-Batterien, deren Energiedichte bei 30 Wh/kg liegt. Diese Batterien gibt es für mobile Verwendung auch in Gel-Ausführung. Die Kapazitätsgrenzen pro Akku liegen derzeit bei ¼ kAh. Für unsere Zwecke wären somit ganze Speicherblöcke mit hohem Gesamtgewicht nötig. Die höchsten Speicherdichten von 120 – 210 Wh/kg werden von Lithium-Ionen-Batterien erreicht, die vorzugsweise in den E-Mobilen Einsatz finden. Diese scheiden für unseren Anwendungsfall allein schon wegen der hohen Kosten aus. Außer den genannten Batterietechnologien gibt es jedoch noch mindestens ein Dutzend weitere [4]. Man darf sicherlich optimistisch sein, darunter eine brauchbare Variante zu finden und diese serienreif zu entwickeln. Als Übergangslösung kann man evtuell auf Nickel-Cadmium-Batterien (40 – 60 Wh/kg) zurückgreifen, die derzeit als Back-Up-Lösungen

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für den unterbrechungsfreien Betrieb in Rechenzentren, Krankenhäusern und anderen sensiblen Bereichen genutzt werden.

Zu den bisher kommerziell nicht verfügbaren Komponenten gehört eine konzeptionell vorgesehene Intelligente Steuerung.

Deren Aufgabe besteht in der selbsttätigen Vornahme der Wechsel zwischen den verschiedenen Betriebsarten auf der Grundlage von Informationen über die Stromflüsse in den verschiedenen Zweigen sowie dem Ladezustand der Batterien.

Schritte zur Umsetzung der vorgeschlagenen Speichertechnologie Die Durchsetzung des unterbreiteten Vorschlags einer wohnungsbezogenen Energiespeicherung dürfte einfacher sein als es auf den ersten Blick erscheint. Die Genehmigung neuer Wohnanlagen könnte mit einer Auflage zur Einrichtung elektrischer Speicher ähnlich dem Muster der bereits geltenden Verpflichtungen zur Wärmedämmung verbunden werden. Für die Nachrüstung bestehender Wohnungen müssten hingegen Übergangsfristen eingeräumt werden, welche im Einzelnen noch auszuarbeiten wären. Damit würde sich das Eigenaufkommen für die Wohnungseigentümer erhöhen, indem diese die Speicheranlage zusätzlich zu den Anlagen für die Heizung, Warmwasserbereitstellung, den Kühlschrank sowie ggf. die Satellitenempfangsanlage und den Internetanschluss zu tragen hätten. Im Übrigen sei darauf verwiesen, dass die zyprischen Wohnungseigentümer die Belastungen für hauseigene Speicheranlagen offensichtlich ohne besondere Probleme verkraften.

Bei der erhofften Umsetzung des Vorschlages wäre eine Reihe von Maßnahmen zu treffen. Hier kommt zunächst der Politik eine Schlüsselrolle zu, die sich zu einer solchen Lösung bekennen müsste und die dazu notwenigen gesetzlichen Maßnahmen vorzubereiten und letztlich in Gesetzesform zu bringen hätte.

Begleitend dazu sollte ein Gremium von Sachverständigen aus Wissenschaft, Industrie, den Netzbetreibern und der Politik einberufen werden, in dem verschiedene Detailfragen geklärt und entsprechende Lösungsvorschläge erarbeitet werden. Wichtige Fragen wären hier die Bestimmung der zu fordernden Speicherkapazität – ggf. gestaffelt nach Wohnungsgröße –, die Festlegung vereinheitlichter Schnittstellen (Standards) für den Anschluss der örtlichen Speicherlösung an das Hausnetz, die Art und der Um-

fang der zu gewährenden Förderungen u. a. m.

Auf Grundlage der erarbeiteten Richtwerte kann dann die Industrie tätig werden. Im Rahmen der industriellen Forschung sind dann typisierte Paketlösungen für die benötigten elektrischen Speichersysteme einschließlich der dafür benötigten Komponenten zu entwickeln und in die Großserienfertigung überzuleiten. In diesem Zusammenhang sind auch neue Firmengründungen zu erwarten, die neue Arbeitsplätze schaffen.

Bis die erhoffte Entwicklung in Gang kommt, für die bereits wesentliche technische Voraussetzungen bestehen, könnten in Eigeninitiative errichtete Pilotlösungen entstehen, bei denen die vorstehenden Vorschläge berücksichtigt werden. Dies könnte im Zusammenhang mit der Errichtung weiterer Null- oder Plus-Energiehäuser geschehen, die zu einem bevorzugten Spielfeld von Architekten, Ökologen und Anlagenbauern geworden sind.

Mit den vorstehenden Darlegungen will der Autor eine Möglichkeit aufzeigen, dem bei der Energiewende auftretenden Fluktuationsproblem auf wirksame Weise zu begegnen und deren technische Umsetzbarkeit vorstellen. Dazu soll ein Denkanstoß gegeben werden, der zu einer möglichst breiten Diskussion führt. Wenn daraus die Bereitschaft und der Mut erwachsen, solch neuen Ideen zur Realisierung zu verhelfen, dann wären in Zukunft wohl teure Stromtrassen bis auf wenige Sonderfälle verzichtbar.

■ Literatur [1] Weller, W.: Energiemanagement in autarken Systemen. Teil I und II. IKZ-ENERGY 2/2012, S. 53-54 u. 3/2012 S. 48-51 [2] http://www.solarserver.de [3] http://www.solar-infos.de [4] http://de.wikipedia.org/wiki/Akkumulator Autor: Prof. Dr.-Ing. habil. Wolfgang Weller: 1960-1970 Forschungstätigkeit in der Industie; Lehraufträge am Higher Institute for Electronics in Menouf (Ägypten) und an der Univ. Rostock; 1970-1998 Inhaber des Lehrstuhls für Technische Kybernetik und Direktor des Instituts für Automatisierungstechnik an der Humboldt-Univ. zu Berlin; 19922008 Ingenierubüro für Intelligente Informationstechnologien Kontakt: BITWeller@t-online.de

IKZ-ENERGY Spezial-Ausgabe 1/2012

ENERGIEEFFIZIENZ

Dämmung

Wärmeverluste reduzieren und Energie sparen Komplexe Haustechnik in modernem Erweiterungsbau Das Krankenhaus St. Franziskus wächst. Kontinuierlich wurde das zu den Kliniken Maria Hilf in Mönchengladbach gehörende Haus umgebaut, modernisiert und erweitert. Im Herbst 2008 erfolgte der Spatenstich für die jüngste Investition. Mit den Bauabschnitten 4 und 5.1 wird das Krankenhaus St. Franziskus um ein modernes Bettenhaus und einen modernen Funktionstrakt mit neuen OP-Bereichen, Notfallambulanz, Spezialambulanzen und speziellen Pflegeeinheiten wie z. B. Intensivstation und Stroke Unit erweitert. Für Michael Kollbeck, Projektleiter der Klees GmbH aus Leverkusen, ist die Baustelle inzwischen zu einem „zweiten Zuhause“ geworden.

Seit Ende 2010 führen Michael Kollbeck und sein durchschnittlich fünfköpfiges Verarbeiterteam die Dämmarbeiten an den umfangreichen Haustechnikanlagen aus.

Der Isolierer sammelte bereits viele Erfahrungen beim Aus- und Umbau speziell von Kliniken – die Komplexität und der große Umfang der im neuen Gebäudetrakt installierten Technik waren deshalb für ihn keine Überraschung. Die Geschwindigkeit indes, mit der der Bau voranschreitet, sucht aus Sicht des Projektleiters seinesgleichen: „Hier entsteht vieles parallel und atemberaubend schnell. Wir hatten beispielsweise die neue Technikzentrale quasi als ersten Teilabschnitt fertig isoliert, noch bevor der Großteil der Leitungen innerhalb des Gebäudes gedämmt war.“ 21 Leitungskilometer in zwei Geschossen Mehr als 21 000 m Heizungs- und Sanitärleitungen und rund 10 000 m2 Lüftungskanäle laufen durch den 2-geschossigen

Neubau und müssen in den nächsten Monaten gedämmt werden. „Im gesamten Gebäude wird es nach der Fertigstellung so gut wie keine ungedämmten Kanäle oder Leitungen mehr geben. Die Durchmesser der Leitungen liegen zwischen DN 12 und DN 150 mm. Sowohl für die Isolierung der Heizungsleitungen aus Stahl als auch für die Sanitärleitungen aus Kupfer haben wir zur Isolierung aluminiumkaschierte, nichtbrennbare Rohrschalen aus Steinwolle verwendet“, erläutert Michael Kollbeck.

Die eingesetzten „Rockwool 800“-Rohrschalen sind einseitig geschlitzt und können dadurch zur Montage aufgeklappt und leicht auf das zu dämmende Rohr geschoben werden. Anschließend werden die Rohrschalen passgenau verschlossen und die Längsschlitze mit der werkseitig vorhandenen selbstklebenden Überlappung dicht verklebt. „Auch größere Rohrdurchmesser mit entsprechend großen Dämmdicken von 80 oder 100 mm gehen so schnell von der Hand. Die Rundstöße zwischen den

Viel Arbeit für den Isolierer: Mehr als 21 km Heizungs- und Sanitärleitungen müssen in dem neuen Erweiterungsbau des St. Franziskus Krankenhauses in Mönchengladbach gedämmt werden.

Spezial-Ausgabe 1/2012 IKZ-ENERGY

Versorgt und gesteuert wird der Neubautrakt des St. Franziskus Krankenhauses in Mönchengladbach durch eine eigene Technikzentrale im Obergeschoss.

Auch große Rohrdurchmesser konnten mit der „Rockwool 800“-Rohrschale schnell und zuverlässig isoliert werden.

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Für Profis

ENERGIEEFFIZIENZ

Dämmung

FUNKTIONSMODELL BELEGT DÄMMWIRKUNG

Rockwool macht Energieeffizienz erlebbar: An einem Funktionsmodell zeigt der Marktführer bei Steinwolle-Dämmungen, dass eine Dämmung von Warmwasserleitungen gemäß EnEV die Energiekosten deutlich senkt.

Wie viel Energie sich durch die Dämmung von Warmwasserrohren einsparen lässt, zeigt ein Funktionsmodell der Deutschen Rockwool. Eine Dämmung gemäß EnEV senkt die Energiekosten für den Betrieb haustechnischer Anlagen erheblich und stellt die angestrebte Funktionalität häufig überhaupt erst sicher.

Auf 60 °C erwärmt im Modell ein klassischer Durchlauferhitzer Wasser, das anschließend durch zwei separate Rohrsysteme gepumpt wird. Mit einer betriebsüblichen Temperatur also macht sich das Wasser auf seinen Weg – entweder durch rund zehn Meter ungedämmtes oder zehn Meter mit der Rohrschale „Rockwool 800“ gedämmtes Rohr. Sein Ziel erreicht das Wasser mit nur noch 40 °C oder mit immerhin noch 58 °C . Abhängig ist das davon, ob das Wasser durch ein gedämmtes oder ein ungedämmtes Rohr fließt. Der Unterschied bei der Austrittstemperatur ist mit der bloßen Hand deutlich auszumachen.

Parallel zu der Warmwasserbereitung arbeitet eine Pumpe. Sie sorgt dafür, dass das Wasser zum einen im Haus verteilt wird und es keine Unterschreitung der vorgeschriebenen Austrittstemperatur gibt, sich also die Wassertemperatur im gesamten System auf die vorgeschriebene Temperatur erwärmt.

Die Dämmung von Warmwasserrohren spart dabei gleich doppelt. Zum einen werden die Wärmeverluste von 80 W/m durch die Dämmung auf 10 W/m reduziert. Das Wasser kühlt also weniger ab. Zum anderen wird dank des Umstandes, dass weniger Wasser zirkulieren muss, in erheblichem Maße Pumpenergie eingespart.

Würden Warmwasserbereitung und Pumpe drei Monate, also einen Winter lang, erwärmtes Wasser über die „nur“ zehn Meter ungedämmte Rohrleitung mit der vorgeschriebenen Austrittstemperatur bereitstellen, so würden ca. 1700 kWh Wärmeverluste auftreten, die bei einem Wärmepreis von 0,05 Euro/kWh Kosten von ca. 85,– Euro verursachen. Dazu kommt der Stromverbrauch der Pumpe, der leicht bis zu 200 kWh betragen kann und sich damit deutlich in der Stromrechnung niederschlagen würde. Wären die gleichen zehn Meter Rohr gemäß EnEV gedämmt, so würden die Pumpe und ihre Steuerung deutlich seltener arbeiten. Es würden nur ca. 180 kWh Wärmeverluste in drei Monaten auftreten, die Kosten von gerade einmal 9,– Euro verursachen.

Schalen werden abschließend einfach mit dem zugehörigen ,Alufix’ Klebeband verschlossen – fertig.“ Dank der niedrigen Wärmeleitfähigkeit der „Rockwool 800“Rohrschalen von nur = 0,035 W/(mK) konnten die Anforderungen der EnEV 2009 problemlos erfüllt werden.

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Wärme- und schallgedämmte Lüftungskanäle Ähnlich reibungslos gestaltet sich die Dämmung der Lüftungskanäle. Da der Erweiterungsbau eine hauseigene Wärmerückgewinnungsanlage nutzt, müssen sowohl Zu- als auch Abluftkanäle zuverläsIKZ-ENERGY Spezial-Ausgabe 1/2012

ENERGIEEFFIZIENZ

Dämmung

Die Zu- und Abluftkanäle werden mit nichtbrennbaren „Klimarock“-Matten gedämmt.

sig isoliert werden. Auch hier setzt Michael Kollbeck auf seine langjährig guten Erfahrungen mit Steinwolle-Systemen: „Die Lüftungskanäle in Mönchengladbach dämmen wir mit ,Klimarock’ von Rockwool. Diese Steinwolle-Matten sind mit einer gitternetzverstärkten, reißfesten Aluminiumfolie kaschiert und werden einfach um die Kanäle gelegt und mit Schweißstiften befestigt. In einzelnen Teilbereichen wie etwa in der Technikzentrale haben wir die isolierten Bereiche anschließend mit verzinktem Blech als Stoßschutz ummantelt.

Dank des durchgängigen Einsatzes von Systemen aus nichtbrennbarer Steinwolle konnten wir nicht nur für eine optimale Energieeffizienz der Leitungen und Kanäle sorgen, sondern haben gleichzeitig damit auch die Brandlast im gesamten Gebäudekomplex und natürlich insbesondere in der Technikzentrale minimiert.“ Doch selbst mit solch einfach zu montierenden Dämmsystemen braucht gutes Handwerk auf mehr als 21 Rohrkilometern seine Zeit. Das weiß auch Michael Kollbeck: „Planmäßig fertiggestellt sein wird der Erweiterungsbau im April 2013. Mit den Dämmarbeiten werden wir sicherlich noch bis Ende dieses Jahres beschäftigt sein.“ ■ Bilder: Deutsche Rockwool

Die Plattenstöße werden mit „Alufix“-Klebeband in wenigen Sekunden verschlossen.

KONTAKT

Viele Gewerke arbeiten parallel an der Erweiterung des St. Franziskus Krankenhauses, damit der endgültige Fertigstellungstermin im Frühjahr 2013 gehalten werden kann.

Spezial-Ausgabe 1/2012 IKZ-ENERGY

Deutsche Rockwool Mineralwoll GmbH & Co. OHG 45966 Gladbeck Tel. 02043 4080 Fax 02043 408444 info@rockwool.de www.rockwool.de

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TIPPS & TRENDS

Produkte

BLOWER DOOR

VEH SOLAR� UND ENERGIESYSTEME

Das „a-Wert MessSystem“

Frische Luft mit „SolarVenti“

Für die Realisation der luftdichten Gebäudehülle ist auch die Dichtheit außen liegender Fenster und Türen ein wichtiges Kriterium.

In Anlage 4 der EnEV werden daher Anforderungen an die Dichtheit von außen liegenden Fenstern, Fenstertüren und Dachflächenfenstern definiert. Je nach Anzahl der Vollgeschosse des Gebäudes werden Fugendurchlässigkeiten in Form von „Klassen“ nach DIN EN 12207-1: 2000-06 festgelegt.

Wer kennt nicht das Problem? Ferienhäuser oder selten benutzte Wohnungen und Kellerräume werden kaum beheizt und wenn, dann nur wenige Tage im Jahr. Die Räume werden feucht und muffig und man benötigt Stunden, um den unangenehmen Geruch herauszulüften. Nicht selten entstehen Stockflecken und Schimmel auf den Polstern oder an der Tapete. Hierfür Abhilfe zu schaffen, war schon vor mehr als 10 Jahren Motivation für das dänische Unternehmen SolarVenti. Und es hat mit dem gleichnamigen Produkt eine solarbetriebene, autarke Lösung geschaffen, die inzwischen in vielen Ländern der Welt patentiert ist und verkauft wird.

Wie bei so vielen erfolgreichen Produkten ist der Aufbau und die Funktion ganz einfach. Ein Warmluftkollektor mit einem speziellen Polyestervlies als Absorber erzeugt bei Sonnenschein warme Luft. Damit die warme Luft automatisch in das Haus befördert wird, befindet sich im Kollektor direkt hinter der Kollektorabdeckung aus witterungsfestem Lexan ein Solarmodul. Dieses betreibt den im Luftaustrittsstutzen eingebauten Ventilator und bewirkt so, dass nur bei ausreichend Sonnenschein (wenn also genügend Solarspannung erzeugt wird) die dann vorgewärmte Frischluft in das Haus gelangt. Herausragend an dem „SolarVenti“ ist, dass das System keinen Lufteintrittskanal benötigt. Die Frischluft wird nämlich durch eine perforierte Rückwand automatisch bei Betrieb des Ventilators eingesogen und dient so auch als wirkungsvoller Vorfilter für gröbere Verschmutzung. Gleichzeitig kühlt dieser Luftstrom das Solarmodul und bewirkt eine hohe Modulleistung, auch bei sommerlichen Höchsttemperaturen. Das Kühlprinzip funktioniert auch im Stillstand, also bei ausgeschaltetem „SolarVenti“ und schützt dauerhaft das Solarmodul vor zu hohen Temperaturen.

Den „SolarVenti“ gibt es in den Größen 0,2 m² / 0,3 m² / 0,7 m² / 1,4 m² und 3,0 m². Sondermodelle wie der „Rounded“ mit Rundbogenform und der „Freeline“ mit abgeschrägter Form für die Dachgiebelmontage sind ebenfalls erhältlich.

Mit den Größen 1,4 m² und 3,0 m² etabliert sich der „SolarVenti“ auch mehr und mehr im Einfamilienhaus als kostengünstige solare Luftheizung, zumal die Modellgrößen SV14 (1,4 m²) und SV30 (3,06 m²) von der Bafa mit 90,– Euro pro m² Kollektorfläche gefördert werden.

Prinzipschnitt zur Bestimmung der Fugendurchlässigkeit von Fenstern.

Mit dem „a-Wert MessSystem“, das von der Blower Door GmbH entwickelt wurde, können Fugendurchlässigkeiten an Bauteilen einfach und exakt bestimmt werden.

Das Messprinzip: Auf das zu untersuchende Fenster wird eine Folie mit Lochblende aufgebracht. Mit der im Raum oder in der Wohnung eingebauten Minneapolis BlowerDoor wird eine Druckdifferenz erzeugt, die sich im Hohlraum zwischen Fenster und Folie fortsetzt. Die Folie wölbt sich langsam nach innen. Sobald der Luftraum gefüllt ist, kann mit der Messung begonnen werden. Der Volumenstrom, der durch die Fensterfugen eindringt, wird mithilfe einer Lochblende mit definierter Öffnung und der Druckdifferenz vor und nach der Blende (∆pBlende) ermittelt. Um die Durchlässigkeit der Fugen beurteilen zu können, wird zusätzlich die zugehörige Druckdifferenz am Fenster (∆pBauteil) gemessen. Die Ergebnisse der Messung können anschließend mit den Anforderungen der EnEV und der Klasseneinteilung der DIN EN 12207 verglichen werden.

Die Messtechnik: Mit dem „a-Wert MessSystem“ lässt sich schon auf der Baustelle die Durchlässigkeit von Fensterfugen in Anlehnung an die DIN EN 12207 bestimmen. Im Lieferumfang enthalten sind u. a. die speziell angefertigten Lochblenden mit vordefinierten, unterschiedlichen Öffnungen (Genauigkeit ± 10 %) sowie die Software zur Messung und eine ausführliche Anleitung. Das „a-Wert MessSystem“ setzt den Einsatz der Minneapolis BlowerDoor mit Laptop voraus.

BlowerDoor GmbH, 31832 Springe-Eldagsen, Tel. 05044 97540, Fax 05044 97544, info@blowerdoor.de, www.blowerdoor.de

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VEH Solar- und Energiesysteme GmbH & Co. KG, 21255 Tostedt, Tel. 04182 293799, Fax 04182 293169, solarventi@veh-solar.de, www.veh-warmluftkollektoren.de

Der „SolarVenti“ ist in verschiedenen Größen von 0,2 m² bis 3,06 m² erhältlich.

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TIPPS & TRENDS

Produkte

AEROLINE TUBE SYSTEMS

SAIA-BURGESS CONTROLS

Gut gedämmte Rohre steigern die Solarbilanz

Ein Energiezähler – zwei Flussrichtungen

Bis zu 0,4 m² Sonnenkollektorfläche einer durchschnittlichen Solaranlage auf dem Dach sind nutzlos investiert, wenn die solarthermische Verrohrung des Brauchwasser-Systems nicht richtig gedämmt ist. Das reduziert den Deckungsbeitrag der Solaranlagen gleich um 4,2 %. Roland Baumann, Geschäftsführer von Aeroline Tube Systems, Ulm, empfiehlt geschlossenzellige EPDM-Dämmstoffe mit einer zu 100 % nach EnEV ausgelegten Dämmdicke für den optimalen Solarertrag.

Um die Qualitäten der Dämmstoffe einzuordnen, wurde die Verrohrung einer Brauchwasser-Solar-Anlage mit 4 m² Kollektorfläche simuliert. Zur Wärmedämmung wurden dabei auf dem Markt übliche EPDM-Dämmstoffe in unterschiedlichen Dämmdicken und -Werten (0,037 bis 0,042 W/mK bei 40 °C) verwendet. Mittels einer Wärmebildkamera wurden die Wärmeverluste visualisiert. Roland Baumann: „Die meisten Betreiber unterschätzen den Einfluss der Rohrwärmedämmungen auf die Effizienz und Wirtschaftlichkeit von solarthermischen Anlagen.“ Auf dem deutschen Markt werden heute hauptsächlich zwei Qualitäten von Dämmstoffen angeboten; die meisten entsprechen dabei dem Energielabel D. Aeroline Tube Systems bietet z. B. mit dem Produkt „Inox Split 100“ ein vorisoliertes Rohrsystem, das dem Label A entspricht. Der Unterschied zwischen den beiden Klassen sind immerhin 4,2 % des Deckungsbeitrags der Solaranlagen.

Die hochwertigen, geschlossenzelligen „Aeroflex-EPDM“-DämmBis zu 0,4 m² Sonnenkollektorfläche einer stoffe (Label »A«) sind pro Doppeldurchschnittlichen Solaranlage auf dem Dach meter zwischen 4 und 7 Euro teurer sind nutzlos investiert, wenn die solarther- als die energiebilanz-schwächeren mische Verrohrung des Brauchwasser-Systems Produkte. Das entspricht bei einer nicht richtig gedämmt ist. durchschnittlichen Anlage mit 20 m Doppelrohrlänge einer Mehrinvestition von 80 bis 100 Euro pro Anlage. Jedoch haben sich diese Mehrkosten für eine höherwertige Dämmung nach sechs bis sieben Jahren amortisiert. Und das ist immerhin schneller als die Kosten für die gesamte Brauchwarmwasser-Solarthermieanlage (meist acht bis zwölf Jahre). „Die Dämmung mit Label ‚A‘-Materialien für die Verrohrung verbessert damit die Gesamtwirtschaftlichkeit der Solaranlagen und ist nicht nur ein Beitrag für die Umwelt“, sagt Roland Baumann. „Schon nach sechs bis sieben Jahren verdienen die Betreiber an der besseren Dämmung!“ Bei der Heizungsunterstützungsanlage (z. B. 12 m²/1000 Liter) schlage die Label-A-Dämmung bezogen auf die Investitionssumme beim wirtschaftlichen Nutzen sogar um das Zwei- bis Dreifache durch.

Der Gesetzgeber hat sich schon lange Gedanken um die Qualität von Solaranlagen und solarthermischen Materialien gemacht. So fordern sowohl die Energie-Einsparverordnung (EnEV) als auch das RAL-Gütezeichen Solarthermie eine Dämmdicke von 100 % für wärmeführende Solarleitungen (Verteilleitungen).

Die neuen bidirektionalen Energiezähler basieren auf den aktuellen LCD-Energiezählern, allerdings mit der Möglichkeit, die Energie in beiden Flussrichtungen (also Verbrauch und Produktion) im selben Gerät messen zu können.

Aeroline Tube Systems Baumann GmbH, 89081 Ulm, Tel. 0731 9329250, Fax 0731 9329264, info@tubesystems.com, www.tubesystems.com Spezial-Ausgabe 1/2012 IKZ-ENERGY

Ein Energiezähler – zwei Flussrichtungen.

Dadurch sind Energieverbrauch und Energieproduktion mit nur einem Zähler mess- und bilanzierbar. Dies hat besondere Bedeutung in sogenannten „dezentralen Kraftwerken“ - wie z. B. PV-, Windkraft- und Biogas- sowie BHKW-Anlagen.

Die Zähler sind direktmessend in ein- und in dreiphasiger Ausführung erhältlich sowie in dreiphasiger Ausführung für Wandlermessung. Zunächst stehen die Varianten mit S0- und S-BusSchnittstelle zur Verfügung. Es folgen M-Bus- und Modbus-Schnittstelle, um auch bei den bidirektionalen Zählern die volle Kommunikationsfähigkeit zu bieten.

Durch die Bus-Anbindung können die neuen bidirektionalen Zähler wie die bisherigen Energiezähler als Systemelement benutzt werden, um aktives Energie-Monitoring und -Management betreiben zu können. Die Bus-Anbindung der Energiezähler an die „Saia PCD“-Geräte oder den „S-Energy Manager“ ermöglicht einen einfachen Zugriff auf die gemessenen Daten der Stromzähler, um diese zu verarbeiten, darzustellen und auszuwerten.

Wie die ganze Saia-Energiezählerfamilie sind auch diese Zähler MID zugelassen und können in ganz Europa zur Energieverrechnung eingesetzt werden.

Saia-Burgess Controls GmbH & Co KG, 63263 Neu-Isenburg, Tel. 06102 20250, Fax 06102 2025200, saia.marketing.de@saia-burgess.com, www.saia-pcd.de

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TIPPS & TRENDS

Produkte

BLUMARTIN

TECHNISCHE ALTERNATIVE

Ein Stück Energiewende

Bei Bedarf Wireless

Die neu entwickelte Lüftungssystem-Software „freeAir-Connect“ von bluMartin ist ab sofort unter www.blumartin.de verfügbar und kann jederzeit kostenlos runtergeladen werden. Die Software ist ein Stück Energiewende: Sie berechnet dem Kunden laufend und in Echtzeit seine aktuellen Energieeinsparungswerte. Das heißt, der Anwender kann jederzeit ablesen, wie viel Energie er mit seinem „freeAir 100“ Lüftungssystem einspart. „freeAir-Connect“ liefert neben den Energiewerten und den klassischen Geräteinfos auch Angaben zu den Betriebsstunden sowie den derzeitigen Umgebungsparametern, gemessen in CO2, Feuchte und Temperaturen. Im Mieter-/Vermieter-Verhältnis ist das ein Vorteil für den Mieter, etwa zum Nachweis seiner Lüftungspflichten (Vermeidung von Feuchtigkeit). Dem Vermieter verschafft es

Schon mal davon gehört? Haus geplant, Haus gebaut, Erweiterungen wie Solar und Wintergarten eingeplant, Hydraulik schon vorgesehen, Solar oder Wintergarten wird gebaut, Sensorleitungen vergessen,…! Uuups! Was jetzt? Kein Problem. Schlagbohrmaschine, Loch vom Dachboden bis in den Keller, Leitung verlegen, anklemmen, erledigt! Oder vielleicht doch ein Funksystem verwenden? Zumindest wäre es eine Überlegung wert.

Mit dem Funksystem von Technische Alternative kann die Sonneneinstrahlung und auch ein Temperatursensorwert vom Dach in den Keller gesendet werden. Der Batterietausch entfällt, da sich der Sensor (GBS-F) mit einer integrierten PV-Zelle selbst versorgt.

Stahlbetondecken sind für die Übertragung kein Problem. Der Montageaufwand hält sich in Grenzen und der Staub im Wohnraum entsteht erst gar nicht. Der Funk-Strahlungssensor ist auch für die nachträgliche Ausrüstung der Solaranlage geeignet, um das Startverhalten der Anlage zu optimieren.

Soll die Raumfeuchte und die Temperatur des Wintergartens erfasst werden? Auch dafür hat Technische Alternative eine Funklösung. „RAS-F/F“ kann die gemessene Raumtemperatur inklusive gewählter Betriebsart für den Heizkreis zum Empfänger senden. Auch die relative Luftfeuchte und der Taupunkt werden bei Bedarf übertragen. Der Funk-Raumsensor benötigt etwa alle drei Jahre eine CR 2032-Batterie.

Basierend auf dem neuen 868MHz Funksystem können mit dem Funk-Empfänger „RCV-DL“ bis zu acht Funksensoren an den DLBus gekoppelt werden. Das bedeutet, die Sensoreingänge am Regelgerät bleiben für andere Anwendungen frei. Kompatibel ist das Funksensorsystem mit den Solar-, Heizungs- und Universalregelgeräten der Technische Alternative.

Technische Alternative Elektronische Steuerungsgerätegesellschaft m.b.H, A-3872 Amaliendorf, Tel. 02862 53635, Fax 02862 536357, mail@ta.co.at, www.ta.co.at

Die neue Software „freeAir-Connect“ liefert Einsparungswerte in Echtzeit.

Klarheit über das Lüftungsverhalten oder über einen anstehenden Filterwechsel. Wenn sich ein Haus- oder Wohnungsbesitzer für Energieeinsparung interessiert, dann braucht er genaue Werte und nicht ungefähre Angaben. Mit den Ergebnissen können dann die Einsparmaßnahmen, hier die Wärmerückgewinnung beim Lüften genau beurteilt werden.

Die Software ist einfach zu installieren. Die Daten auf dem Bildschirm zeigen den Wert der Wärmerückgewinnung in Prozent und in Watt an. Vorteil: Das Ergebnis ist sofort da und es passt sich an bei Änderung der Umgebungsparameter. Bei einer Abluft-Temperatur von z. B. 21 °C und einer Feuchtigkeit von 50 % hat der Kunde mit seinem „freeAir 100“ einen Wärmerückgewinnungsgrad von 92 % und eine laufende Einsparung von 230 W. In diesem Beispiel verbraucht das Gerät selber lediglich 4 Watt. bluMartin GmbH, 82234 Wessling, Tel. 08153 8890330, Fax 08153 8890339, info@bluMartin.de, www.bluMartin.de

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Ob Solarstrahlung, Kollektortemperatur, Raumtemperatur oder Wintergartenluftfeuchte, es geht auch per Funksystem zum Regler.

IKZ-ENERGY Spezial-Ausgabe 1/2012

TIPPS & TRENDS

Produkte

SCHRÄDER

Abgaswärme sinnvoll nutzen Stetig steigend – so kurz und prägnant lässt sich die Preisentwicklung nahezu sämtlicher Brennstoffe in den letzten Jahren beschreiben. Auch für die Zukunft sind weitere Energiepreiserhöhungen zu erwarten. Verständlich also, dass jeder – egal ob in Wohngebäuden oder in der Industrie – versucht, Energie und damit auch bares Geld zu sparen. Ein Lösungsansatz den Verbrauch zu senken, ist die Installation eines Abgaswärmetauschers. Dieser nutzt die vorhandenen Wärmepotenziale in Abgasen, die andernfalls durch den Schornstein verschwinden. Ein solch ressourcenschonendes Produkt in Sachen Abgastechnologie entwickelte Schräder. Jetzt bietet der Kamener Hersteller mit dem „AWT“ bzw. dem „AWT-Top“ gleich zwei moderne Abgaswärmetauscher an. Die Effizienzsteigerung der Gesamtanlage beschränkt sich durch den „AWT“ nicht nur auf Heizkosteneinsparung, sondern trägt direkt durch eine erhebliche Reduzierung des CO2 -Ausstoßes zur Verbesserung der Umweltbilanz bei.

Die Nutzung der Energie aus Abgasen kann mit beiden Produkten sowohl in neuen als auch bereits bestehenden Heizungs- und Produktionsanlagen erfolgen. Zu diesem Zweck werden die Abgaswärmetauscher zwischen Feuerung und Abgasmündung eingebaut. Das ist unabhängig von der Art des verwendeten Brennstoffs möglich, ganz gleich ob Gas, Öl, Holzpellets oder Holzhackschnitzel. Besonders effizient einzusetzen sind derartige Aggregate bei Feuerungen mit hoher Abgastemperatur wie Back- oder Brennöfen, Thermoölkessel sowie Pellets- und Hackschnitzelfeuerungen. Mit den „AWTs“ können somit Heiz- und Industrieanlagen mit Feuerungsleistungen bis zu 1000 kW ausgestattet werden. Die zurück gewonnene Energie kann hierbei bis zu 20 % der eingesetzten Brennstoffenergie betragen.

Zusätzlich punkten die „AWTs“ durch eine qualitativ hochwertige Verarbeitung. Durch die kompromisslose Konstruktion sowie die Verwendung von lasergeschweißten Rippenrohren wird ein kompaktes und höchst effizientes Produkt geschaffen. Dies unterstreicht der ausschließliche Einsatz hochwertiger rostfreier Edelstähle – Werkstoffnummern 1.4404/1.4571 bzw. 1.4539 – und die nachfolgenden Produktionsabläufe. Nur das gute Zusammenspiel dieser einzelnen Komponenten garantiert die lange Lebens- und Einsatzbereitschaft der von Schräder in Kamen produzierten Abgaswärmetauscher.

Trotz der hohen Leistungsfähigkeit zeichnen sich die „AWTs“ durch niedrige StrömungsDer „AWT“ aus dem Hause Schräder wandelt Abgaswärme in nutzbare Energie um. Geeig- widerstände aus. Spezielle Bypasssysteme sorgen für eine sichere und unkomplizierte Innet ist er für den Einsatzbereich bis zu 1000 kW tegration und Handhabung.

Feuerungsleistung.

Mit dem „AWT-Top“ brachte Schräder einen Abgaswärmetauscher auf den Markt, der es ermöglicht, die Brennwertnutzung bei Öl, Gas, Holz-Pellets und auch Hackschnitzeln nachzurüsten. Hierfür findet in der ersten Stufe des Wärmetauschers die trockene Abkühlung der Abgase statt: Die hohen Abgastemperaturen werden auf ein Niveau knapp oberhalb des Taupunktes abgekühlt, die hierbei gewonnene Energie kann z. B. in den Heizungsrücklauf eingespeist werden.

Die zweite Stufe des Wärmetauschers übernimmt nun die weitere Nutzung der Abgasenergie: Die Brennwertnutzung, auf welche der größere Anteil der zurückgewonnenen Energie entfällt, ergibt sich durch die Auskondensation des im Abgas vorhandenen Wasserdampfes.

Als Wärmesenke eignet sich hierbei ein Niedertemperaturnetzwerk, wie z. B. die Fußbodenheizung oder ein Industrieprozess auf entsprechendem Temperaturniveau.

Um diese optimalen Betriebsweisen der Abgaswärmetauscher „AWT“ und „AWT-Top“ erreichen zu können und eine bestmögliche Energieeinsparung zu erzielen, bedarf es der passgenauen Auslegung für den individuellen Bedarfsfall. Diese wird in enger Absprache mit Kunden und Planern frühzeitig durchgeführt. Die Schräder interne Produktionssteuerung sorgt für den reibungslosen Ablauf, bis hin zur termingerechten Auslieferung.

Schräder Abgastechnologie, 59174 Kamen, Tel. 02307 973000, Fax 02307 9730055, kamen@schraeder.com, www.schraeder.com

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Energieeffizienz & Nachhaltigkeit (Spezial-Ausgabe 1/2012)

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NACHHALTIGKEIT

Green Building

Das H2 Office in Duisburg wurde von der Deutschen Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen mit dem Gold-Zertifikat in der Kategorie Neubau Büro- und Verwaltungsgebäude ausgezeichnet.

Bild: Duisburg Orco Germany

Die Zukunft des Bauens Von der Energieeffizienz zur Nachhaltigkeit Die Bauwirtschaft steht vor einer großen Herausforderung. Nachdem sie ihren Fokus in den vergangenen Jahrzehnten intensiv auf die Steigerung der Energieeffizienz gelegt hat, muss sie nun auch den Sprung in die Nachhaltigkeit schaffen.

Die Folgen des fortschreitenden Klimawandels treten immer häufiger und deutlicher zu Tage. Gletscherschmelze, Dürren von bisher nicht gekanntem Ausmaß, zerstörerische Überschwemmungen – die Medien zeigen täglich die Folgen der massiven Beeinflussung der Umwelt durch den Menschen. Aufhalten lässt sich der Klimawandel nicht, aber er muss gebremst werden. Damit dies gelingt, sind international weitgehende Maßnahmen zum Schutz des Klimas notwendig.

Besonders der Gebäudebereich kann und muss dabei einen erheblichen Beitrag leisten. Laut Statistik der Europäischen Union sind die 160 Mio. Gebäude in der Staatengemeinschaft noch immer für rund 40 % des gesamten europäischen Endener-

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gieverbrauchs verantwortlich. Sie erzeugen 36 % der CO2-Emissionen. Die immense Bedeutung der Bauwirtschaft hinsichtlich der Schonung natürlicher Ressourcen belegen weitere Zahlen aus Deutschland. Das Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS) beziffert den Anteil der für die Errichtung und den Umbau von Gebäuden verbrauchten Rohstoffe auf ca. 50 % des gesamten Landesbedarfs.

Rund 60 % der in der Bundesrepublik anfallenden Abfallmaterialien kommen aus dem Gebäudebereich.

Zentrale Zukunftsaufgabe Angesichts dieser Größenordnungen wird deutlich, dass Nachhaltigkeit eine zentrale Zukunftsaufgabe der Baubranche

ist. Zum schnellen Verständnis der Bedeutung von Nachhaltigkeit ist ein Hinweis auf die Waldwirtschaft dienlich. Hier bedeutet das Prinzip des nachhaltigen Handelns, nur so viel Holz zu schlagen wie nachwächst. In der Bauwirtschaft wird der Begriff weitreichender definiert und schließt gleichermaßen ökologische, ökonomische und soziokulturelle Aspekte ein.

Bei der Nachhaltigkeit von Baumaßnahmen und der Etablierung einer Kreislaufwirtschaft steht die Bauwirtschaft an der Schwelle zu neuen Planungs- und Umsetzungssystemen. „Green Building“ wird immer stärker nachgefragt und ist für die Finanz- und Immobilienwirtschaft längst ein wichtiger Aspekt ihrer Investitionsstrategien. Gebäude, die nachweisbar nicht nur IKZ-ENERGY Spezial-Ausgabe 1/2012

NACHHALTIGKEIT

Green Building

energieeffizient, sondern auch ressourcenschonend gebaut, betrieben, und rückgebaut werden können, gewährleisten einen hohen Werterhalt und lassen sich besser vermieten und verkaufen.

Forciert wird der Trend zum nachhaltigen Bauen auch durch die Politik. In Anhang I der im Frühjahr 2011 eingeführten europäischen Bauproduktenverordnung (EUBauPV) wurde die Nachhaltigkeit eigens als siebte wesentliche Grundanforderung an Bauwerke aufgenommen. Sie beinhaltet Kriterien zur Dauerhaftigkeit und Recyclebarkeit von Bauwerken und Baustoffen sowie zum ressourcenschonenden Einsatz von Rohstoffen und Sekundärbaustoffen. Ab 1. Juli 2013 müssen die Hersteller von Bauprodukten in der EU im Rahmen ihrer Leistungserklärungen entsprechende Angaben machen. Wie genau die Umweltinformationen der Bauprodukte künftig deklariert werden müssen, ist allerdings noch nicht endgültig entschieden.

Noch erfolgt die Nachhaltigkeitszertifizierung von Gebäuden auf freiwilliger Basis. Doch das Interesse des Immobilienmarktes wächst, und die Politik treibt die Entwicklung voran. Dass auf lange Sicht gesehen aus dem Kann ein Muss wird, gilt als wahrscheinlich.

Nachhaltigkeitszertifizierungen sind gefragt Weltweit existieren bereits zahlreiche nationale Bewertungs- und Zertifizierungssysteme für Gebäude. Die be-

Das Projekt Waterhouses – Wohnen am Inselpark in Hamburg erhielt das DGNB Vorzertifikat „Neubau Wohngebäude“ in Gold. Durch das Vorzertifikat lassen sich Gebäude schon in der Planungsphase optimieren und besser vermarkten. Bild: Hochtief Solutions AG, Design: oka-Studio

kanntesten internationalen Systeme sind das amerikanische LEED (Leadership in Energy & Environmental Design) und das britische BREEAM (Building Research Establishment (Ltd.) Environmental Assessment Method). Eine hohe Akzeptanz über die eigenen Landesgrenzen hinaus genießen auch die deutschen Zertifizierungsverfahren BNB- und DGNB. Da keines der internationalen Systeme den hohen Bewertungsansprüchen des

Konzept der Nachhaltigkeitsbewertung von Gebäuden, (EN 15643-1:2010).

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Bild: IBU

deutschen Bauministeriums genügt hatte, war mit fachlichem Beistand aus Forschung und Wirtschaft ein eigenes „Bewertungssystem Nachhaltiges Bauen“ (BNB) entwickelt worden. Alle neuen Büro- und Verwaltungsgebäude des Bundes werden schon jetzt auf der Basis des Leitfadens „Nachhaltiges Bauen“ nach dem BNB-System zertifiziert. An einer Erweiterung für den Wohnungsbau wird bereits gearbeitet.

Das Zertifizierungssystem der Deutschen Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen (DGNB) wurde auf einer Grundlage mit dem BNB-System entwickelt, enthält aber noch weiter gehende Bewertungskriterien.

Das „Deutsche Gütesiegel Nachhaltiges Bauen“ der DGNB wird – wie das BNB-Zertifikat – je nach Erfüllung der Anforderung in Gold, Silber und Bronze verliehen. Zu den sechs Themenfeldern des Bewertungssystems zählen vor allem die ökologische, die ökonomische, die soziale und die technische Qualität. Ein Vorteil des DGNB Zertifikats besteht in der Möglichkeit der Vorzertifizierung von Projekten. Gebäude können so bereits in der Planungsphase optimiert und schon frühzeitig entsprechend hochwertig vermarktet werden.

Umweltproduktdeklarationen liefern Basisdaten Um die Nachhaltigkeit von Gebäuden zertifizieren zu können, müssen die Hersteller von Baustoffen Informationen zu ihren Produkten bereitstellen. Dabei spielen Umweltproduktdeklarationen (EPDs)

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NACHHALTIGKEIT

Green Building

Struktureller Aufbau des Deutschen Zertifizierungssystems.

Bild: BMVBS, DGNB, IBU

eine entscheidende Rolle. Die europäische Bauproduktenverordnung fordert diesbezüglich: „Zur Bewertung der nachhaltigen Nutzung der Ressourcen und zur Beurteilung der Auswirkungen von Bauwerken auf die Umwelt sollten die Umwelterklärungen (Environmental Product Declarations – EPD), soweit verfügbar, heran gezogen werden.“ Normative Grundlage der Umweltproduktdeklarationen (Öko-Label Typ III) sind die ISO 14025 oder die prEN 15804. Sie geben die Berechnungsund Bewertungsverfahren vor, mit denen die Auswirkungen von Bauprodukten auf Luft, Boden und Wasser während ihres ge-

samten Lebenszyklus´ (Ökobilanz) analysiert werden.

Verpflichtend bei der Erstellung einer EPD sind nur die Angaben zum Lebenszyklus der Herstellung. Die übrigen Lebenszyklusphasen (Nutzung, Rückbau und Recycling) können, müssen aber nicht betrachtet werden. Sowohl das BNB- als auch das DGNB-Zertifizierungssystem fordern allerdings die Betrachtung aller Phasen.

Das Institut für Fenstertechnik Rosenheim (ift) weist in diesem Kontext darauf hin, dass gerade bei langlebigen Außenbauteilen wie Verglasungen, Fenstern, Fassaden der Einfluss auf die Umweltwirkungen

Ablaufschema des EPD-Programms des Instituts Bauen und Umwelt e.V. (IBU).

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während der sehr langen Nutzungsphase wesentlich größer ist als beim Herstellungsprozess. Seine Empfehlung an die Hersteller lautet darum, die Auswirkungen über den gesamten Lebenszyklus bewerten zu lassen.

Erstellt werden die EPDs von öffentlich anerkannten Stellen. In Deutschland sind dies zurzeit das Institut Bauen und Umwelt e. V. (IBU), ein Zusammenschluss von Bauproduktherstellern, und das ift Rosenheim. Erwartet wird jedoch, dass sich weitere Einrichtungen im Markt etablieren werden. Umwelt-Produktdeklarationen können für einen einzelnen Her-

Bild: IBU

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NACHHALTIGKEIT

Green Building

steller, mehrere zusammengeschlossene Hersteller oder einen gesamten Verband erstellt werden.

Durch den Aufbau von EPD-Datenbanken werden Gebäudeplaner und Zertifizierungsstellen künftig Zugriff auf die Umweltdeklarationen von Bauprodukten erhalten. Das bisher für viele Akteure aus der Baubranche noch schwer durchschaubare System wird sukzessive klare Strukturen erhalten und im Interesse aller Beteiligten einfach anwendbar sein. Erst im September 2011 haben EPD-Ersteller aus zehn europäischen Ländern und einige nationale Green Building Councils eine Absichtserklärung zur Gründung einer europäischen EPD-Plattform unterzeichnet.

Beim Institut Bauen und Umwelt e. V. ist man sich daher sicher, dass EPDs schon bald für jeden Bauprodukthersteller notwendig werden, um am Markt bestehen zu können.

Lösung für Glas, Fenster und Fassade Für die Unternehmen relativ komfortabel ist der Weg zu EPDs über Branchenlösungen. Im Forschungsvorhaben „EPDs für transparente Bauelemente“ haben beispielsweise die Forschungsstellen Institut für Fenstertechnik, Institut für Bauen und Umwelt sowie PE International GmbH gemeinsam mit den Fachverbänden Flachglas (BF), Fenster+Fassade (VFF), KunststoffErzeugnisse (QKE) und Schloss + Beschlag (FV S+B) EPDs für Kunststoff-, Aluminium-, und Holzfenster sowie für Gläser im Bauwesen erarbeitet.

Jochen Grönegräs, Geschäftsführer des BF Flachglas, in dem sich deutsche Flachglashersteller und -veredler zusammengeschlossen haben, hält einen Qualitäts-Wettbewerb der Unternehmen auf Basis der Produkt-EPDs nicht für sinnvoll: „Umweltproduktdeklarationen eignen sich aus unserer Sicht nicht, um sich am Markt zu differenzieren. Hier bietet sich eine Branchenlösung an. Darum haben der Bundesverband Flachglas, der Verband Fenster+Fassade und das ift das Forschungsprojekt ,EPDs für transparente Bauelemente‘ gemeinsam initiiert.“ Bezüglich des Weges, der nun vom Projekt zu den EPDs der Hersteller führt, stehe der Verband noch in der Diskussion mit ift und IBU, erklärt Grönegräs.

Auf Basis der Projektergebnisse wollen ift und PE International noch 2011 ein Online-Tool mit einfach anwendbaren Durchschnitt-EPDs für alle Produkthersteller frei schalten. Allerdings hat die Branchenlösung auch einen Nachteil. Sie konzentriert Spezial-Ausgabe 1/2012 IKZ-ENERGY

sich auf notwendige Mindestspezifikationen. Nicht berücksichtigt werden individuelle Rahmenbedingungen, wie beispielsweise der Einsatz von Öko-Strom oder eine besonders umweltschonende Logistik. Für Jochen Grönegräs ist dies aber kein Hinderungsgrund für eine gemeinschaftliche Vorgehensweise, denn schließlich könne jedes Mitglied jenseits der Branchenlösung auch individuelle EPDs für seine Produkte erstellen lassen.

Ein weiterer Beweggrund für die Flachglashersteller, das gemeinschaftliche For-

Verbände zum Thema Gebäudehüllen bündelt. Das messebegleitende Kongressprogramm bietet darüber hinaus eine Plattform für Know-how-Austausch und Diskussionen.

Zielvorgabe Plus-Energie-Haus Die Forderung nach ressourcenschonender, nachhaltiger Bauweise beinhaltet die Optimierung der Energieeffizienz von Gebäuden. Die Baubranche hat diesbezüglich in den vergangenen 20 Jahren schon viel erreicht. Dennoch ist der Gebäu-

Die Grafik zeigt den Lebenszyklus eines Bauproduktes. Welche Phasen für die Nachhaltigkeitsbewertung herangezogen werden, ist abhängig vom gewählten Zertifizierungssystem.

Bild: IBU

schungsprojekt durchzuführen, war die Möglichkeiten der Einflussnahme auf die Inhalte der schon jetzt für die Produktdatenbeschaffung verfügbaren Datenbank „Ökobau.dat“. Grönegräs: „Nun liegt die Qualität der Daten unserer Glasprodukte, die in diesem Portal zum Downloaden hinterlegt werden, in unserer Hand.“ Eine nachvollziehbare Motivation, denn die Qualität von Bauglasprodukten spielt bei der Umsetzung der hohen Nachhaltigkeitsforderungen eine entscheidende Schlüsselrolle. Hochfunktionale Sonnenschutz-, Wärmeschutz- und Schallschutzgläser tragen ebenso zu guten Bilanzierungsergebnissen bei wie gebäudeintegrierte PV-Anlagen. Eine ausgezeichnete Übersicht, wie weit die Entwicklungen in dieser wichtigen Zulieferbranche bereits fortgeschritten sind, zeigt beispielsweise die Messe glasstec vom 23. bis 26. Oktober 2012 in Düsseldorf. Auf der international bedeutendsten Glasfachmesse präsentieren Aussteller aus aller Welt ihre Produktlösungen für nachhaltiges Bauen.

Eine maßgebliche Rolle werden Energieeffizienz und Nachhaltigkeit auch in der Innovationsschau „glass technology live“ und im „FassadenCenter“ spielen, das neben renommierten Unternehmen auch wichtige

desektor noch immer der größte Energieverbraucher. Ursächlich dafür ist im Wesentlichen der energetisch veraltete Gebäudebestand. Die energetische Renovation muss also deutlich forciert werden. Im Neubaubereich werden die energetischen Anforderungen sukzessive durch staatliche Vorgaben verschärft. So fordert beispielsweise die EU-Richtlinie über die Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden (GEEGRichtlinie) ab 2021 nur noch „NahezuNull-Energiegebäude“ zu erstellen. Ihren verbleibenden Heiz- und Kühlbedarf sollen diese Bauten dann im Wesentlichen durch Erneuerbare Energien decken. Die Technologien für die Realisierung dieser sehr ambitionierten Vorgaben sind heute schon vorhanden. Sie müssen nur systematisch eingesetzt werden.

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E-City

Kompakte, dezentrale Anlagen im urbanen Umfeld sind eine interessante Möglichkeit für die Energieerzeugung in der Zukunft.

Bild: Weidmüller

Die Energieerzeugung der Zukunft Kompakte und dezentrale Anlagen in einem urbanen Umfeld Die Bundesregierung hat die Energiewende eingeleitet. Erneuerbare Energien sollen bis zum Jahr 2022 für mindestens 35 % des Stroms sorgen: Solarstrom, Windenergie, Biomasse, Geothermie und Wasserkraft müssen dafür ausgebaut werden. Damit verändert sich nicht nur die Zusammensetzung des Stroms, sondern auch seine Erzeugung: In den nächsten Jahren werden nicht mehr nur Großkraftwerke Energie erzeugen, sondern auch zunehmend Landwirte, Gewerbetreibende und Privatpersonen – u. a. mit Windenergie sowie PVAnlagen und kleinen BHKWs im Keller.

Kleinwindkraft- und PV-Anlagen lassen sich in die Gebäudearchitektur integrieren. Mit „Sonne und Wind“ stehen auch im urbanen Umfeld zwei klimafreundliche Energieressourcen quasi über den Köpfen der Verbraucher zur Verfügung. Diese Form der Energiegewinnung ist direkt einseh- und erlebbar.

Zur stets uneingeschränkten Funktion der regenerativen Stromerzeugung sind hochwertige industrielle Komponenten un-

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abdingbar. Dazu gehören u. a. Strom- und Spannungswandlerklemmen, Steckverbinder, Messumformer, Relaiskoppler, Ethernetmodule und -steckverbinder inklusive -verkabelung, Blitz- und Überspannungsschutz, Leiterplattenanschlusskomponenten sowie für PV-Anlagen Installationskomponenten, Generatoranschlusskästen, Komponenten für den Wechselrichter und Systeme für die permanente Leistungsüberwachung, wie sie beispielsweise eine

Firma wie Weidmüller produziert. Darüber hinaus erarbeitet und realisiert das Unternehmen in Zusammenarbeit mit Kunden applikationsspezifische Lösungen.

Energieerzeugung in Ballungsräumen Über den Dächern vieler Städte weht ein kräftiger Wind mit einer vorrangigen Windrichtung. Gerade die windexponierte Lage auf hohen Häusern wird so zu einem sehr guten Standort für kleinere WindIKZ-ENERGY Spezial-Ausgabe 1/2012

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E-City

energieanlagen. Neben Dächern stellen auch Fassaden eine ideale Fläche zur Montage von PV-Anlagen dar. Die Gebäude in den Städten bieten sich ideal für eine dezentrale Energieerzeugung an, mit einem entscheidenden Vorteil: Übertragungsverluste, die beim Energietransport entstehen, gibt es nicht mehr. Der Neubau von Leitungstrassen von den großen Windenergieanlagen auf See zu den Ballungsräumen und Zentren lässt sich deutlich reduzieren.

Durch die Kombination von Windenergie und Photovoltaik steht mehr Erneuerbare Energie in den Gebäuden zur Verfügung, als beim Einsatz von nur einer der beiden Energiequellen. Für den Einsatz in Windenergieanlagen werden z. B. elektrische Komponenten und Elektronikmodule mit langer Lebensdauer und geringem Wartungsbedarf angeboten, die exakt auf die Bedürfnisse der Windenergieindustrie zugeschnitten sind. Die Produkte sind auf „Herz und Nieren“ geprüft und verfügen über entsprechende Zulassungen für den

Einsatz in Windkraftanlagen. Sie unterstützen auch unter härtesten Umgebungsbedingungen den sicheren und störungsfreien Anlagenbetrieb.

Im Bereich der dezentralen Energiegewinnung durch Photovoltaik liegt ein großes Potenzial für nachhaltiges und energieeffizientes Bauen und Betreiben von modernen Häusern. Mit einem breiten Spektrum an leistungssichernden und speziell für die Anforderungen der Photovoltaik ausgelegten Komponenten und Lösungen lassen sich Effizienzsteigerungen bei PV-Anlagen erzielen. Dazu gehören z. B PV-Anschlussboxen mit „SunSniffer“-Technologie zur hundertprozentigen Leistungsüberwachung und Sicherheitsabschaltung jedes Solarmoduls. Darüber hinaus ermöglichen PV-Anschlussboxen eine vollautomatische Verarbeitung im Fertigungsprozess und beschleunigen so die Herstellung von PV-Modulen. Komponenten für den Blitz- und Überspannungsschutz sowie auf Industrial Ethernet basierende Kommuni-

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Systeme zur permanenten Leistungsüberwachung von PV-Anlagen komplettieren das Angebot.

Keine Utopien Die skizzierte Vision aus gebäudeintegrierten Windkraft- und PV-Anlagen mag auf den ersten Blick utopisch anmuten, doch sie lässt sich mit den derzeitigen Technologien bereits realisieren. Der CO2Ausstoß in den Innenstädten und Ballungszentren wird maßgeblich gesenkt.

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Versorgung

Wärme aus EE in der Gebäudesanierung Für die nachhaltige Bereitstellung von Wärme steht eine Vielzahl von Möglichkeiten zur Verfügung Unabhängig von Förderprogrammen und den sogenannten Sachzwängen der Politik werden sich die EE zur Wärmeversorgung durchsetzen. Dies liegt nicht nur an der ausgereiften Technik auf einer Vielzahl von Gebieten und Anwendungsfeldern, sondern auch an der allgemeinen Abkehr von den fossilen Wärmeerzeugern der Vergangenheit. Die Energieeinsparverordnung (EnEV) und das ErneuerbareEnergien-Wärme-Gesetz (EEWärmeG) tun ein Übriges.

Doch bevor man sich an die Auswahl erneuerbarer Möglichkeiten macht, gilt es den Bedarf an Wärme (oder Kälte) zu minimieren. Dies betrifft in der Hauptsache den Wärmeschutz des Gebäudes und rückt die thermische Hülle in den Fokus, welche für den Heizwärmebedarf primär verantwortlich ist. Undichtigkeiten in der thermischen Hülle sowie die Lüftung sorgen für weitere Wärmeverluste, die als Heizwärmebedarf kompensiert werden müssen.

Die erhöhte Luftdichtigkeit von Gebäuden nach einer energetischen Sanierung

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verlangt in der Regel eine Lüftungsanlage, da der bauliche Feuchteschutz nicht wirklich nur durch Fensterlüftung zu gewährleisten ist. Auch aus diesem Grund verlangt die Neufassung der DIN 1946 – Teil 6 ein Lüftungskonzept, das auf dem Nachweis der Notwendigkeit lüftungstechnischer Maßnahmen fußt und das Thema Wohnungslüftung aus dem Dornröschenschlaf reißt.

Aber nicht nur den Heizwärmebedarf für die Raumtemperierung gilt es abzudecken, sondern auch das Trinkwasser soll

erwärmt werden. Dieser Bedarf ist, unabhängig von der energetischen Qualität der thermischen Hülle, ausschließlich von der Anzahl der Bewohner und ihren Bedürfnissen abhängig. Ebenso ist die Trink-Warmwassertemperatur definiert und kann nicht nach unten reduziert werden. Zur Wärmeübertragung an den Raum aber sehr wohl.

Niedrige Systemtemperaturen sind die Grundlage eines hohen Wirkungsgrades oder optimaler Arbeitszahlen. Je niedriger die notwendige Vorlauftemperatur eines Heizkreises ist, desto höher ist der solare IKZ-ENERGY Spezial-Ausgabe 1/2012

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Versorgung

Deckungsteil, desto geringer ist der Aufwand einer Wärmepumpe, desto sanfter wird der Pufferspeicher eines Biomassekessels entladen.

Solarthermie zur Trinkwassererwärmung Auch wenn es der alte Kessel noch tun sollte, steht einer solaren Trinkwassererwärmung nichts im Wege, um dem Fossilen ein Schnippchen zu schlagen. Dies kann jederzeit und unabhängig von einer energetischen Sanierung geschehen. Der Kessel ist im Sommer weitestgehend aus, was eine Reduzierung der Betriebsstunden und somit des Verbrauchs bedeutet.

Des Weiteren verlängern sich die Reinigungsintervalle. Bei einer solaren JahresDeckungsrate von 60 %, ist in der Regel davon auszugehen, dass der Kessel in den Sommermonaten nicht läuft. Allein um den Primärenergiebedarf zu reduzieren, ist die solare Trinkwassererwärmung der Einstieg. Dieser kann entsprechend erweitert werden und in einer Erweiterung zu einem späteren Zeitpunkt mit der Erneuerung der restlichen Heizungsanlage die finale Bestimmung erhalten. Also sollte schon bei einem Einstieg bei der Trinkwassererwärmung das weitere gesamte Konzept beachtet werden.

Trinkwassererwärmung und Heizungsunterstützung Geht man in der Auslegung des solarthermischen Kollektorfeldes etwas weiter, ist eine solare Heizungsunterstützung nicht nur in der Übergangszeit, sondern durchaus auch mitten im Winter an sehr kalten Tagen zu erreichen. Voraussetzung hierfür ist ein Niedrigtemperatursystem, am besten eine Flächenheizung. Die solare Heizungsunterstützung verlangt eine direkte Verbindung mit dem Heizungswasser. Ein Solar-Pufferspeicher bietet nicht nur die Integration in das Heizungssystem, sondern auch eine solare Vorhaltung von Wärme. Es kann zudem auf den alten Warmwasserspeicher verzichtet werden, denn KombiPufferspeicher beinhalten eine Warmwasserblase, in der das Trinkwasser über die Fläche des internen Behälters durch Heizungswasser erwärmt wird. Im unteren Bereich befindet sich der Solar-Wärmetauscher.

Wer auf die Warmwasserbevorratung verzichten will, kann mit einem einfachen Solar-Pufferspeicher und einer externen Frischwasserstation das Trinkwasser hygienisch und effizient erwärmen, aber nur Spezial-Ausgabe 1/2012 IKZ-ENERGY

Auch luftgeführte Solarkollektoren sind vielseitig einsetzbar. Im Sommer erwärmen sie über einen Luft-Wasser-Wärmetauscher das Warmwasser, im Winter erwärmen sie direkt die Frischluft einer Wohnungslüftungsanlage.

Solarthermisches Kollektorfeld als Aufständerung auf einem Flachdach. Auf fachgerechte Befestigung (Windlasten) ist dabei zu achten.

dann, wenn es auch benötigt wird. Auch wenn die Frischwassertechnik nicht namentlich zu den EE zu zählen ist, so steht sie doch im unmittelbaren Zusammenhang mit derselben, insbesondere im Kontext der Energieeffizienz von Wohngebäuden überhaupt.

Alternative oder Tandem: die WW-WP Sollte eine Solaranlage zur Trinkwassererwärmung aus welchen Gründen auch immer nicht möglich sein, bietet die Warmwasserwärmepumpe (WW-WP) eine hervorragende Alternative. Die Trinkwassererwärmung mit Umweltwärme benö-

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NACHHALTIGKEIT

Versorgung

tigt zwar mehr Hilfsenergie als die solare Trinkwassererwärmung, doch dafür steht sie ganzjährig zu 100 % zu Verfügung, bei Tag und bei Nacht. Und schließlich ist der Energiebedarf weniger als 50 % von fossilen Wärmeerzeugern. Die Kosten für einen vier Personen-Haushalt betragen bislang weniger als hundert Euro.

Zentralheizungspelletkessel mit angeflanschtem Vorratsbehälter für Pellets und Anschlüsse einer Saugaustragung.

Luft-Wasser-Zentralheizungswärmepumpe zur Außenaufstellung. Im Gebäude befinden sich nur der Pufferspeicher und die Bereitstellungstechnik für Heizung und Warmwasser.

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Durch eine vollkommene Abdeckung des Trink-Warmwasserbedarfs aus Umgebungsluft wird für das Warmwasser kein Kessel mehr benötigt, eine notwendige Nacherwärmung entfällt. Der Kessel läuft nur noch in der Heizperiode und dann auch nur für die Heizung. Die einfachste Variante ist eine Speicher-WW-WP. Sie wird an-

Luft-Wasser-Wärmepumpe zur Innenaufstellung. Die Luftführung (Zuluft und Fortluft) erfolgt über die Außenwände.

Heizungspufferspeicher mit Frischwasserstation, die platzsparend direkt am Pufferspeicher montiert ist.

stelle des alten Warmwasserspeichers positioniert. Der Speicherladekreis kann optional angeschlossen werden, muss aber nicht.

Natürlich kann eine WW-WP auch mit einer solarthermischen Anlage kombiniert werden. Das Wärmepumpenaggregat fungiert dabei als Nacherwärmer, wenn der Solarthermie die Sonneneinstrahlung ausgeht. Aber auch die hygienische Frischwassertechnik ist mit WW-WP möglich.

Split-WW-WP bestehen nur aus dem Wärmepumpenaggregat ohne Speicher. Über einen Speicherladekreis können sie somit an einen Pufferspeicher angeschlossen werden und auch die Raumheizung unterstützen. Umso mehr, wenn das Split-Gerät vornehmlich zum Kühlen verwendet wird. In jedem Fall kann somit auch die Frischwassertechnik zur Anwendung kommen und als Sparringspartner ein Stückholz-, oder Pelletkessel den alten Wärmeerzeuger ablösen. Darüber hinaus kann eine WW-WP auch Wärme aus Abluft als Wärmequelle nutzen und Bestandteil einer zentralen Abluftanlage sein, die in der Sanierung beispielsweise durch externe Frischlufteinlässe ergänzt wird.

Frischlufttemperierung und Trinkwassererwärmung Ein ursprünglich mit dezentraler Frischlufteinführung geplantes Lüftungskonzept kann zu einem zentralen Frischluftkanalsystem ausgebildet werden, dem ein Solar-Luftkollektor vorgeschaltet wird.

Im Winter wird nicht das Wasser im Puffer für die Heizung erwärmt, sondern die Wärme wird direkt auf die Frischluft übertragen und somit eine solare Raumlufterwärmung realisiert, die unmittelbar im Wohnraum die Heizung unterstützt. Über die Stellglieder, welche von den Raumthermostaten bedient werden, findet die Entlastung der Wärmeübertragung an den Raum statt.

Im Sommer wird die solarerwärmte Luft über einen Bypass an einen Luft-Sole-Wärmetauscher geführt und erwärmt, wie eine herkömmliche Solaranlage den Speicher im Keller. Dieses System der direkten Raumlufterwärmung macht auch niedrige Kollektortemperaturen nutzbar.

Es genügen schon wenige Grad mehr, als die Raumluft beträgt.

Der Pufferspeicher im Zentrum Auch wenn der alte Kessel noch bestehen bleibt, kann dieser natürlich auch mit einem Pufferspeicher betrieben werden.

Durch das erweiterte HeizungswasserIKZ-ENERGY Spezial-Ausgabe 1/2012

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Versorgung

volumen und die Vorhaltung kann der Kesselbetrieb dahingehend optimiert werden, dass der Kessel wesentlich längere Laufzeiten und längere Stillstandszeiten aufweist. Längere Laufzeiten haben eine effizientere Betriebsweise zur Folge, da weniger Verbrennungsrückstände zurückbleiben. In einem nächsten Schritt kann überlegt werden, welcher Wärmeerzeuger den alten Kessel ablösen soll.

Egal ob Wärmepumpe oder Pelletkessel, ein Pufferspeicher ist die Grundlage nicht nur einer solarthermischen Integration in das Heizungssystem, sondern auch, um aus der Vielzahl erneuerbarer Möglichkeiten schöpfen zu können, sich Optionen offenhalten zu können und um verschiedene Wärmeerzeuger zusammenführen zu können.

Nutzung von Umweltwärme Dennoch ist die solare Heizungsunterstützung begrenzt. Wesentliche Wochen in der Heizperiode sind weniger durch Kälte als durch dichte Bewölkung gekennzeichnet und reduzieren den Solarertrag erheblich, wenn aber doch die Raumheizung stetig in Betrieb ist. Je kleiner die Flamme, desto geringer der Bedarf. Möchte man den Anteil an solarer Heizungsunterstützung aber optimieren, bedeutet das eine Vergrößerung des solarthermischen Kollektorfeldes. Dies wiederum bedeutet eine Überdimensionierung der Kollektoren für den Sommerbetrieb und eine Verschlechterung des Wirkungsgrades, da die Kollektoren sich die meiste Zeit im Stillstand

befinden. Die Temperaturen und Drücke steigen und fordern die Anlage zu Höchstbelastungen, deren Sicherheitstechnik funktionieren muss. Leider fehlt im Sommer der Wärmeverbrauch, bezogen auf die Anlagenleistung. Eine solare Heizungsunterstützung ist aber auch auf dem Wege zu erreichen, dass man die Wärmequelle einer Wärmepumpe solarthermisch optimiert.

Grundvoraussetzung für eine Zentralheizungswärmepumpe in der Sanierung ist die Reduzierung der Systemtemperaturen auf maximal 55 °C. Und das in erster Linie für die Trinkwassererwärmung.

Für die Raumwärme sollten es deutlich weniger sein. Ein Niedrigtemperatursystem mit einer Auslegungstemperatur von 40 °C/30 °C/20 °C. Die Kombination erdgekoppelter bzw. solegeführter Wärmepumpen mit solarthermischen Anlagen ist schier kongenial und bietet vielerlei Potenziale durch die gegenseitige Ergänzung beider Wärmequellenanlagen.

Wärme aus Biomasse Biomassekessel sind nicht nur eine gute Option in Sachen Bivalenzen mit Wärmepumpen, sondern sind auch gefragt, wenn es um höhere Temperaturanforderungen geht. Bleiben beispielsweise die bestehenden Heizkörper in Betrieb und benötigen diese mehr als 50 °C im Auslegungsfall, ist oftmals ein Pellet- oder Stückholzkessel die bessere Lösung. In ländlichen Regionen ist der Anteil an Scheitholzheizungen sehr hoch. In Ballungsgebieten und Städ-

ten ist es der Brennstoff Pellets, der seine Stärken ausspielt. Die Tradition des Feuers hat sich in eine Vielzahl von Holzheizungssystemen entwickelt.

Bei einem optimalen energetischen Standard der thermischen Hülle genügen oft schon weniger als fünf Ster. Wassergeführte Kamin- und Kachelöfen, aber auch Zentralheizungs-Küchenherde für Stückholz oder Pellets erwärmen das Heizungswasser im Pufferspeicher. Von dort aus gelangt die Wärme über das wassergeführte Zentralheizungssystem in alle Bereiche des Wohnens.

Fördersituation nicht entscheidend Der energetische Standard von Wohngebäuden macht bereits die EE sowohl im Neubau, aber auch in der Sanierung von Wohngebäuden unentbehrlich. Sie haben sich längst etabliert und sind technisch ausgereift. Auch wenn die momentane Fördersituation beklagenswert ist, sollte sie die Technik und die Zukunft nicht infrage stellen. Eine Umfrage unter den Kunden des Forum Wohnenergie ergab, dass für weit mehr als 90 % die Fördersituation, besonders aus dem MAP, keineswegs entscheidend für Investitionen gewesen sei. Es gibt genügend Menschen, die ihren persönlichen Einstieg in die Energiewende konsequent umsetzen wollen. Das Fachhandwerk der Gebäudetechnik tut gut daran, diesen Kundenwünschen optimal zu entsprechen.

■ Bilder: Hartmann/ Forum Wohnenergie

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Biogas

Nachhaltige Kreislaufwirtschaft Bank unterstützt fortschrittliche Konzepte der Landwirtschaft Vom Landwirt zum Energielieferanten – Jürgen Krall hat sich ein zweites Standbein geschaffen, ohne die traditionellen Strukturen zu vernachlässigen. Im Zentrum steht die Vision eines kompletten Stoffkreislaufs. Wichtiger Bestandteil dieses Kreislaufs ist eine Biogasanlage, die zu 50 % Gülle und Mist verarbeitet.

Landwirtschaft und Fortschritt, das war für Jürgen Krall schon vor 15 Jahren eine selbstverständliche Verbindung, als er den Hof seiner Eltern übernahm. „Das Anwesen war in gutem Zustand“, erinnert er sich, „aber natürlich haben meine Frau und ich darauf geachtet, den Betrieb immer weiter zu entwickeln und zu modernisieren.“ So vergrößerte sich der Hof von damals 70 auf heute 160 Hektar und spezialisierte sich auf Junghennen-Aufzucht und Bullenmast. „Wichtig ist“, so Jürgen Krall, „dass man stets die Entwicklung des Marktes im Auge behält.“ So stellte der Betrieb bei der Junghennen-Aufzucht schon ab dem Jahr 2000 auf Bodenhaltung um – 10 Jahre, bevor der Gesetzge-

Bioenergie Landwirt mit Anlage.

Bild: L-bank

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ber dies verbindlich vorschrieb. „Die stark steigende Nachfrage hat uns bei dieser frühen Positionierung mehr als Recht gegeben.“ Kompletter Stoffkreislauf Nachdem die Modernisierung und Umstellung erfolgt war, reifte in dem Unternehmer die Idee, nicht mehr in seinem angestammten Markt zu wachsen. Vielmehr wollte er sich ein zweites Standbein schaffen, das aber mit den traditionellen Strukturen harmonieren sollte. Ergebnis war die Bioenergie Wald GmbH & Co KG: Sie integriert hergebrachte landwirtschaftliche Prinzipien und greift gleichzeitig neue Entwicklungen auf. Zusammen mit – seinem Namensvetter – Ale-

xander Krall und Martin Binder entwickelte Jürgen Krall die Vision eines kompletten Stoffkreislaufs. Im Zentrum dieses Kreislaufs steht eine Biogasanlage, die zu 50 % Gülle und Mist verarbeitet. Sie fallen auf dem eigenen Hof an und werden teilweise auch von anderen Betrieben zugeliefert. Weitere 50 % werden mit Grünzeug und Mais betrieben: „Die Verwertung von Grünpflanzen in Biogasanlagen kommt vielen Landwirten in der Region entgegen“, erläutert Jürgen Krall das Konzept. „Einige von ihnen haben auf Schweinemast umgestellt und können die Grünflächen selbst nicht mehr sinnvoll nutzen.“ Für das angelieferte Material erhalten die Landwirte hochwertigen konzentrierten

Dünger, der als Nebenprodukt der Biogasanlage anfällt. Mais wird als Bestandteil der traditionellen Dreifelderwirtschaft angepflanzt: „Mit dem Wechsel von Gerste, Weizen und Mais halten wir die Böden fruchtbar und verhindern auf natürliche Weise die Ausbreitung von Krankheiten“, so Jürgen Krall.

Während Gerste und Weizen zur Fütterung der Tiere dienen, wird der Mais direkt in der Biogasanlage verwertet.

Günstige Fernwärme Für Jürgen Krall und seine beiden Mitgesellschafter ist der Kreislauf damit aber noch nicht vollständig geschlossen.

Denn bei der Stromproduktion entsteht auch Wärme, die man mittelfristig nicht nur zur Heizung eigener Räumlichkeiten nutzen will. Geplant ist der Aufbau eines Fernwärmenetzes, das die Bewohner der Gemeinde Wald langfristig versorgen soll. Auch hier sieht sich Jürgen Krall gut positioniert: „Wenn die Kosten für den Betrieb traditioneller Heizsysteme steigen, wird Fernwärme ganz automatisch zu einer attraktiven Alternative.“ Und natürlich würde auch die Umwelt davon profitieren, denn mit der Wärmeversorgung könnte der Verbrauch von Heizöl jedes Jahr um etwa 280 000 l reduziert werden.

Bevor die Biogasanlage im November 2010 in Betrieb gehen konnte, musste ein Business-Plan erstellt und das Projekt finanziert werden. Bei der Planung der Kosten und der Einnahmen konnte man auf die Angaben des Anlagen-

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Foto: Gerhard Hoffmann

PROGRAMM „ENERGIE VOM LAND“ Kleine und mittlere Unternehmen, die in Baden-Württemberg Energie auf Basis erneuerbarer Energieträger produzieren, können ihre Investitionen mit zinsgünstigen Darlehen finanzieren.

Förderfähig sind t Investitionen zur energetischen Verwertung nachwachsender Rohstoffe und anderer organischer Verbindungen, wie zum Beispiel Biogasanlagen, Biomasseheizkraftwerke und Anlagen zur Erzeugung biogener Kraftstoffe, sowie t Investitionen von Unternehmern der Agrar- und Ernährungswirtschaft (einschließlich Landwirten) in Photovoltaik, Windund Wasserkraftanlagen.

Weitere Informationen finden Sie unter www.l-bank.de/unternehmen Rubrik „Landwirtschaft, Agrar- und Ernährungswirtschaft“.

herstellers zurückgreifen, der zahlreiche Erfahrungswerte anderer Anlagenbetreiber lieferte. „Mit unseren 360 KW Strom können wir etwa 750 Vier-Personen-Haushalte versorgen“, erläutert Jürgen Krall. Durch das ErneuerbareEnergien-Gesetz (EEG) sind voraussichtlich die Preise und auch der Absatz für einen Zeitraum von 20 Jahren gesichert, wobei das 2009 modifizierte Gesetz vorschreibt, dass mindestens 30 % des verwendeten Materials Mist oder Gülle sein muss. Die Finanzierung gelang über das L-Bank-Förderprogramm „Energie vom Land“, das zinsgünstige Darlehen mit Laufzeiten von 4 bis 20 Jahren bietet. „Ohne diese Förderung wären solche Projekte wie unsere Biogasanlage überhaupt nicht möglich“, ist Jürgen Krall überzeugt. Als Finanzierungspartner unterstützte die Kreissparkasse Sigmaringen als Hausbank die Beantragung der Fördermittel: „Das Projekt

wurde von unseren Gesprächspartnern intensiv begleitet“, sagt Jürgen Krall, mit der Betreuung sehr zufrieden. „Alle wirtschaftlichen Planzahlen haben wir bisher erreicht.“ Neben dem rein wirtschaftlichen Nutzen der Biogasanlage sieht Jürgen Krall aber auch viele weitere Vorteile für die drei Gesellschafter, die die Anlage geplant und von April bis November 2010 gebaut haben. So können sie sich beim Wochenenddienst abwechseln und die Anlage für die jeweils kommende Woche gemeinsam vorbereiten.

Einer der Gesellschafter ist gleichzeitig Angestellter der Bioenergie Wald GmbH und kann seine Aufgaben im eigenen landwirtschaftlichen Betrieb damit sehr gut vereinbaren. „Und wenn die jungen Burschen von den umliegenden Höfen uns im Sommer das Grünzeug anfahren, ist das oft ein richtiges Fest“, freut sich Jürgen Krall.

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NACHHALTIGKEIT

Energiepflanzen

Frühling lässt Bioenergie sprießen Vielfalt an Energiepflanzen leistet großen Beitrag zur Versorgung mit Strom, Kraftstoff und Wärme Mit dem Frühling wächst auf Deutschlands Feldern eine reiche Ernte heran. Neben der eigenen Versorgung mit Lebens- und Futtermitteln ist Deutschland ein wichtiger Exporteur von Getreide und benutzt Überschüsse aus der Landwirtschaft für die Produktion von Bioenergie. „Auf einer Anbaufläche von rund 2 Mio. Hektar – das sind knapp 12 % der landwirtschaftlichen Nutzfläche – werden unterschiedliche Energiepflanzen angebaut. Die Bioenergie schützt das Klima und ist eine wichtige Stütze für eine künftige Vollversorgung mit Erneuerbaren Energien“, erklärt Philipp Vohrer, Geschäftsführer der Agentur für Erneuerbare Energien.

Energiepflanzen können in Deutschland für die Stromproduktion ebenso eingesetzt werden wie für die Herstellung von Biokraftstoffen und die Erzeugung von Heizungswärme.

Dynamische Entwicklung Besonders dynamisch hat sich in den vergangenen Jahren die Stromerzeugung aus Biogas entwickelt. Mit einer installierten Leistung von rund 2850 MW erset-

zen Deutschlands Biogasbauern schon heute mehr als zwei Atomkraftwerke und versorgen über 5 Mio. Haushalte mit Strom. „Gefördert durch verlässliche Rahmenbedingungen im EEG hat die Bioenergie ihren Beitrag zur Stromproduktion in den vergangenen Jahren kontinuierlich gesteigert. Im Wärme- und Kraftstoffbereich hingegen stagnierte die Entwicklung zuletzt oder war sogar leicht rückläufig“, konstatiert Vohrer.

Zum Mais als Energiepflanze für die Biogasanlagen sind in den vergangenen Jahren vielversprechende Alternativen gekommen. Dazu gehören die klassischen Zuckerrüben ebenso wie ökologisch besonders sinnvolle Anbaukonzepte mit z. B. Durchwachsener Silphie, Wildkräutern oder Chinaschilf. Neben dem Anbau alternativer Energiepflanzen sorgen in diesem

Jahr zudem wieder viele Landwirte durch Blühstreifen an den Feldrändern mit Pflanzen wie Sonnen- und Kornblume, Mohn und Kamille für mehr Farbe im Feld und leisten damit einen Beitrag zu mehr Biodiversität. Die gelbe Pracht der Rapsblüte tut in diesen Wochen ein Übriges, um uns die Bedeutung der Bioenergie zu zeigen. Das Öl der kleinen schwarzen Rapssamen wandert zu einem Großteil in die Produktion von klimafreundlichem Biodiesel.

Weiteres Potenzial Der durch sehr unterschiedliche Marktbedingungen im Strom-, Wärme- und Kraftstoffsektor geprägte Bioenergiebereich weist wachsende Beschäftigungszahlen auf. Weit über 120 000 Arbeitsplätze sind in diesem Bereich entstanden, das

„DER VOLLE DURCHBLICK IN SACHEN ENERGIEPFLANZEN“ Broschüre „Der volle Durchblick in Sachen Energiepflanzen“ der Agentur für Erneuerbare Energien ist neu erschienen. Auf mehr als 40 Seiten bietet das aktualisierte Heft Zahlen und Argumente. Monokulturen, Regenwaldzerstörung und Konkurrenz um Ackerflächen: Auf den ersten Blick erscheinen viele Vorbehalte gegenüber Energiepflanzen plausibel. Doch dahinter verbirgt sich oft ein ganz anderes Bild. Mit Daten und Fakten erweitert die Broschüre den Blickwinkel zum vollen Durchblick und räumt mit Vorurteilen gegenüber der Bioenergie auf. Kurzporträts wichtiger Energiepflanzen, die schon heute weit verbreitet oder für den Anbau in der Zukunft interessant sind, runden die Broschüre ab. „Der volle Durchblick in Sachen Energiepflanzen“ kann bei der Agentur für Erneuerbare Energien unter www.unendlich-viel-energie.de kostenlos bestellt werden und ist dort auch als Download verfügbar.

Bionergie und Erneuerbare Energien.

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IKZ-ENERGY Spezial-Ausgabe 1/2012

und Naturschutz beeinträchtigt würden.

Das haben auch die jüngsten Langfristszenarien des Bundesumweltministeriums bekräftigt. Hinzu kommt die nachhaltig nutzbare Energie aus Deutschlands Wäldern, die wichtigster Heizwärmelieferant unter den regenerativen Energiequellen ist und in Heizkraftwerken zudem ein bedeutender Stromlieferant ist. „Für eine in steigendem Maße durch Erneuerbare geleistete Energieversorgung ist Bioenergie auch deshalb unverzichtbar, weil die Energie aus Acker und Wald einspringen kann, wenn der Wind einmal nicht weht oder die Sonne nicht scheint“, betont Vohrer.

■ Zertifizierunsgablauf.

KONTAKT

ist knapp ein Drittel aller Jobs in der Erneuerbaren-Energien-Branche. Neben Wachstumsbereichen wie der Biogassparte hat es allerdings auch Einbrüche gegeben. „Die Schließung vieler kleiner Ölmühlen, die im Zuge der Biokraftstoffbesteuerung dicht machen mussten, ist auf Kosten der regio-

nalen Wertschöpfung gegangen“, meint Vohrer.

Für den Ausbau der Bioenergie in Deutschland besteht weiteres Potenzial.

Auf mehr als 4 Mio. Hektar könnte die für energetische Zwecke genutzte Fläche Deutschland wachsen, ohne dass Umwelt-

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Spezial-Ausgabe 1/2012 IKZ-ENERGY

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NACHHALTIGKEIT

Gebäudeöffnungen

Ressourcen schonen – Energie sparen Nachhaltiges Bauen ist das oberste Gebot der Stunde Weltweit steigen die Energienachfrage und deren Preise massiv an. Es werden immer häufiger umweltfreundliche und energiesparende Lösungen angestrebt, die in nachhaltige Konzepte münden. Dabei gilt es, den Kostendruck zu reduzieren und somit die Wettbewerbsfähigkeit zu stärken. Dem Einsatz von energetisch optimierten und innovativen Produkten sowie regelungstechnischen Gebäudemanagementsystemen kommt daher immer mehr Bedeutung zu.

Die Zukunftsfähigkeit, aber auch die Qualität von Gebäuden hängen ursächlich von den verwendeten Bauteilen und deren Einbausituationen ab. Beim Blick auf die Gebäudehülle differenziert beispielsweise Essmann als Hersteller intelligenter Tageslichtsysteme zwar zwischen Dach und Fassade – jedoch sind die modernen Ansprüche an Licht und Luft vom Grundsatz her gleich. Im Vordergrund der Produktentwicklungen steht dabei eher der Nachhaltigkeitsgedanke als der Umgang bzw. das Arbeiten mit der rein physikalischen Energie.

Einerseits führt eine verbesserte Gebäudedämmung dazu, Heizkosten im Winter zu sparen, da die Wärmeverluste verrin-

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gert werden. Andererseits wird im Sommer darüber hinaus aber auch die unerwünschte Aufheizung verzögert.

Essmann konzentriert sich bei der ganzheitlichen Betrachtung der Energieeffizienz auf eine Optimierung der Öffnungsaggregate in der Fassade und im Dach, die für den Eintrag von Tageslicht und Luft zum Einsatz kommen. Gerade diesen Öffnungen ist eine besondere Beachtung zur Erreichung der Anforderungen an die EnEV in der Gebäudehülle zuzuschreiben.

Tageslichtnutzung durch Oberlichter Von oben kommend, ist das Tageslicht bis zu fünfmal heller als das Licht, das von der Seite durch das Fenster dringt.

Gut, dass es diese von der Natur gegebene Energieform gibt, die uns jeden Tag kostenlos zur Verfügung steht. Denn wir brauchen Licht. Für unser Wohlbefinden, zum Leben und Arbeiten. Um diese gebündelten Vorteile optimal nutzen zu können, bedarf es ausgereifter Produkte, widerstandsfähiger Materialien und langlebiger Techniken. Lichtkuppeln und Lichtbänder mit unterschiedlichen Verglasungsmöglichkeiten – wie beispielsweise die von Essmann – fangen das Licht effektiv ein und leiten es dorthin, wo es gebraucht wird.

Zum Beispiel zu einem perfekt ausgeleuchteten und angenehmen Arbeitsplatz.

Mit der „AeroTech“-Verglasung bietet der Hersteller beispielsweise zusätzlich IKZ-ENERGY Spezial-Ausgabe 1/2012

anspruchsvolle, energieeffiziente Verglasungen an, mit denen sich betriebswirtschaftlich interessante Bauaufgaben nicht nur für Neubauten, sondern auch hervorragend für die Dachsanierung und energetische Bestandsaufwertung lösen lassen.

Mit den neuen Lichtbändern „i“ (insulation) und „ih“ (insulation high) hat man das Portfolio im Bereich Lichtband um ein Premium-Produkt, das energetisch, technisch und optisch hohen Ansprüchen genügen soll, erweitert.

Kontrollierte Be- und Entlüftung Wo Menschen sich aufhalten, z. B. in Verkaufsstätten, Schulen oder auch Produktionshallen, müssen Räume möglichst komplett und systematisch mit Frischluft versorgt werden. Beides garantiert heute die kontrollierte natürliche Lüftung über das Dach und die Fassade nach neusten energetischen Gesichtspunkten. Wenn möglich ohne die Notwendigkeit einer dauerhaften Nutzung von Klimaanlagen.

Wenn nötig mit maschineller Unterstützung als Hybridsysteme. Der Verzicht auf Klimaanlagen ist in unseren Breiten eine bewiesene Maßnahme zur deutlichen Reduzierung der Energiebilanz sowohl im Verwaltungsbau, als auch in der Produktions- und Lagerstätte.

Der Flachdachexperte aus Bad Salzuflen bietet individuelle Lösungsansätze, mit denen sich Umwelt und Klima langfristig schonen lassen. Umweltfreundlichkeit und Nachhaltigkeit sind für das Unternehmen kein Trend der Zeit. Energieeffizienz gehört bei dem Tageslichtspezialisten mit zur Kernkompetenz. So werden bei Essmann Energiefragen immer in Abhängigkeit zum Projekt und zu ihrem Umfeld bearbeitet. Die aktuellen Produktentwicklungen tragen das firmeneigene Energieeffizienz-Siegel für hohe Energieeffizienz und Kosteneinsparungen.

Damit werden ausschließlich Produkte gekennzeichnet, die den selbstgestellten Ansprüchen der Essmann Group an Energieeffizienz entsprechen. Diese werden z. B. durch Tageslichtnutzung, U-WertOptimierung, Integration in intelligente Steuerungskonzepte oder Sanierung erfüllt. Ziel der Produktentwicklungen ist – auch im Sinne der Richtlinien des Europäischen Parlaments – so zu verfahren, dass alle Anstrengungen in der Regel zu überprüf- und messbaren Verbesserungen einer gesamten Energieeffizienz von Gebäuden führen.

■ Bilder: Essmann Spezial-Ausgabe 1/2012 IKZ-ENERGY

Innenaufnahme Lichtband „ih“ mit „AeroTech“-Verglasung: Die Verglasung eignet sich überall dort, wo es auf gute und gleichmäßige Ausleuchtung bei gleichzeitiger Verbesserung der Wärmedämmung ankommt.

Neue Lichtbandgeneration „ih“: Der Planer erhält die Option, dieses besonders nachhaltig konzipierte Oberlicht zusätzlich mit Lüftungs- oder Rauch- und Wärmeabzugsklappen auszustatten.

Neues Lamellengerät „ih“: Die neuen Lamellengeräte können erstmals mit 32 mm Wärmeschutzglas ausgeführt werden. Damit wird das einst schlichte passive Lüftungsgerät auf Wunsch zum funktionalen Highlight in der Glasfassade.

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Nachhaltige Strom- und Wärmeerzeugung Moderne Technologie erzeugt umweltfreundliche und kostengünstige Energie Das Fernheizwerk in Olang/Südtirol produziert saubere, umweltfreundliche Wärme aus heimischem Holz. Verbunden mit zuverlässiger, störungsfreier und wartungsfreundlicher Heiztechnik und modernster Visualisierung bringen Strom sparende, langlebige Strahlpumpen die Wärme entsprechend dem individuellen Bedarf direkt zum Verbraucher.

Olang ist Teil des Feriengebietes Kronplatz im Südtiroler Pustertal. Wanderer und Skifahrer schätzen das Gebiet am Fuße des Naturparks FanesSennes-Prags, umrahmt von der imposanten Bergkulisse der Dolomiten, gleichermaßen. Seine Bewohner profitieren von der touristischen Attraktivität ihrer hügeligen, waldreichen Heimat, die in den letzten Jahren eine rege Bautätigkeit erfuhr. Neue Hotels, Pensionen und Wohnhäuser, ebenso wie die im Tal zu beobachtenden Renovierungen und Modernisierungen, erfordern auch eine moderne Infrastruktur. Aufgrund der Tallage, in der Abgase sich beson-

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ders hartnäckig halten, soll die Heizung die Umwelt möglichst wenig belasten und die Landschaft schonen.

Nachhaltigkeit Eine moderne und umweltschonende Wärmeversorgung stellt das zentrale Fernheizwerk in Olang bereit, das auf der Basis von Holz arbeitet. Holzhackschnitzel-Heizanlagen gelten im Vergleich zu Heizanlagen mit fossilen Brennstoffen als besonders umweltfreundlich.

Denn die Menge an CO2, die bei der Verbrennung von Holz freigesetzt wird, entspricht genau der Menge von CO2, die beim Wachstum des Holzes gebunden

worden ist und auch beim Verrotten wieder freigesetzt würde. Der regenerative Brennstoff Holz bietet sich hier besonders an, denn er ist im waldreichen Pustertal und seiner Umgebung im Überfluss vorhanden. Die kurzen Transportwege sind ein zusätzlicher Pluspunkt für die Umweltverträglichkeit der Anlage.

Anfang der Neunzigerjahre fiel die Entscheidung, ein Fernheizwerk mit Holz als Brennstoff zu errichten. Allerdings gelang es erst einige Jahre später, nach einer Überzeugungsphase, in der ein paar Pioniere sowohl bei den Energiekosten als auch bei der Zuverlässigkeit

gute Erfahrungen gemacht hatten, die Bewohner von Olang und Umgebung zu einem Anschluss an die Fernheizung zu gewinnen. Heute sind es bereits mehr als 500 Gebäude, die das Fernheizwerk Olang und das später zusätzlich gebaute Fernheizwerk Geiselsberg über Heißwasser-Fernheizung bei einer Kessel-Leistung von insgesamt 12 MW mit Wärme versorgen. In den Rohren fließt der Vorlauf mit 85 °C und der Rücklauf mit 55 °C auf insgesamt knapp 22 km Trassenlänge. Bei jedem Neubau, egal ob öffentlich, gewerblich oder privat, ist der Fernheizungsanschluss mittlerweile selbstver-

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NACHHALTIGKEIT

Holzhackschnitzel

ständlich im Plan. Nachhaltiges Heizen ist etabliert.

Die Heizkessel des Werkes können aufgrund von Unterschubfeuerungen außer Holzhackschnitzel, die den größten Brennstoffanteil darstellen, auch feine Brennstoffe wie Säge- und Hobelspäne zur Wärmegewinnung verbrennen. Dadurch ist es einerseits für die einheimischen Bauern wirtschaftlich, ihr nicht sägewerksfähiges Waldrestholz anzuliefern und zu verkaufen. Andererseits haben auch Sägewerke aus der Region mit ihren Abfallprodukten wie Hackschnitzel, Sägespäne, Hobel- und Schälspäne eine zusätzliche Einnahmequelle. Nur unbehandeltes Holz darf in die Brennöfen. Holz ist ein erneuerbarer Energieträger aus der Region, der die Abhängigkeit von fossilen Energieträgern reduziert. Der CO2 -Ausstoß beträgt bei Holzhackschnitzel ca. 35 g/kWh, bei Heizöl dagegen ca. 303 g/kWh. Energiebereitstellung Beim Bau des Heizkraftwerks war nicht nur eine umweltfreundliche und sehr saubere, sondern auch eine weitgehend wartungs- und störungsfreie Heizungstechnik gefordert.

Das Ziel war dabei eine sichere Wärmebereitstellung bei minimalen Personalkosten. Die speziell konstruierten Biomassekessel nützen den Brennstoff Holzhackschnitzel bestmöglich aus und erfahren gleichzeitig eine regelmäßige automatische Reinigung, die optimale Wärmeübertragung und maximale Brennstoffausnützung gewährleistet.

Neben den beiden ausschließlich Wärme erzeugenden Biomassekesseln, mit zusammen 8 MW, erzeugt ein dritter auch Strom, indem er Thermoöl in einer ORC-Anlage (Organic Rankine Cycle) erhitzt. Der Thermoöldampf treibt eine Turbine zur Stromerzeugung an.

Sein anschließendes Abkühlen im Kondensator erzeugt Wärme, die über Wärmetauscher

ins Fernwärmesystem einfließt (ca. 3,9 MW thermische Leistung). Im geschlossenen System beginnt nun der Prozess von Neuem. Die Turbine erzeugt in der kalten Jahreszeit die maximale Strommenge (ca. 0,7 MW elektrische Leistung), in der warmen Jahreszeit dagegen nur so viel, wie das Fernwärmenetz an Restwärme aufnehmen kann. Die Stromerzeugung ist ein zusätzlicher wirtschaftlicher Vorteil für die Kraftwerksgesellschaft.

Diese Art der Wärmebereitstellung eignet sich ganz besonders für Erholungsgebiete wie das südtiroler Pustertal. Denn moderne Heiztechnik mit Elektrofilter, Kondensationsanlage und Wärmerückgewinnungssystemen sorgt dafür, dass sehr wenig und sehr sauberes Abgas am Ende entweicht. Ein Durchleiten durch Wasser reinigt den Dampf. Schadstoff emissionen wie Kohlenmonoxid, flüchtige organische Kohlenwasserstoffe, Stickoxide und Staub lassen sich durch Rauchgasreinigung weitgehend entfernen. Feuchtentaschung entfernt Asche staubfrei und Ruß lässt sich der Entaschung zuführen.

Energieverteilung Frequenzgeregelte Umwälzpumpen verteilen die in der Heizzentrale erzeugte Wär-

Spezial-Ausgabe 1/2012 IKZ-ENERGY

me weiter. Diese bedarfsangepassten Netzkreispumpen minimieren Stromverbrauch und Wärmeverluste. Wärmetauscher zusammen mit geregelten Strahlpumpen auf der Primärseite geben die Wärme über verschiedene hydraulische Armaturen sicher an den Kundenheizkreis ab. Geräuschlose Wärmeübergabestationen bieten dem Abnehmer hohen Komfort.

Energieabgabe Hinsichtlich Wartungs- und Störungsfreiheit spielen nicht nur Biomassekessel, Generator, Turbine und Umwälzpumpen in der Zentrale eine wichtige Rolle, sondern auch die Energieabgabe bei den Endabnehmern. In jedem Gebäude mit Fernwärmeanschluss sorgen Strahlpumpen für die optimale Wärmeverteilung bei Heizung und Warmwasserbereitung und regeln in vielen Gebäuden auch die Lüftung.

Die Einspeisung der Wärme erfolgt indirekt über Plattentauscher. Die gewünschte Wärmemenge lässt sich mithilfe der Strahlpumpe, die auch „Jetomat“, Injektorventil oder Dreiwegeinjektorventil heißt, präzise und störungsfrei regeln.

Auf der Abnehmerseite ergibt sich die verlangte Temperatur sehr genau durch eine

Mischregelung anstelle einer Drosselregelung. Denn die Leistung von Strahlpumpen ist mit einem hubverstellbaren Düsenkegel innerhalb der Treibdüse veränderbar [1,2]. Der Stellantrieb für die Strahlpumpe ist hier elektrisch, er kann aber auch pneumatisch sein.

In der Düse zieht der energiegeladene Treibstrahl des Massenstroms das Beimischwasser aus dem Rücklauf in das Mischrohr, wo sich beide Ströme vermischen. Über die Hubverstellung des Düsenkegels und dem damit veränderbaren Düsenquerschnitt stellt sich dort die gewünschte Vorlauftemperatur exakt ein. Die Druckenergie des Treibstrahls wandelt sich um in kinetische Energie. Diese Energie genügt, um das Mischwasser im Heizkreis, ohne zusätzliche Umwälzpumpe, zirkulieren zu lassen. Der Regelbereich, den eine Strahlpumpe zuverlässig abdeckt, ist außergewöhnlich groß. Er liegt in den meisten Fällen zwischen 100 % und 0 % [3].

Da die Funktion der geregelten Strahlpumpe bei den Abnehmern der Fernwärme in der optimalen Verteilung der Wärme besteht, der Bedarf der Abnehmer jedoch sehr unterschiedlich ist, kommen verschiedene Leistungstypen der Strahlpumpen zum Einsatz.

In Olang sind das die Muf-

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NACHHALTIGKEIT

Holzhackschnitzel

fen-Kleinstrahlpumpe „Baelz 475-373-ESI“, die Muffenstrahlpumpe „Baelz 471-373-E“ und die Flanschstrahlpumpe „Baelz 480-373-E“.

Eine stetige Aufschaltung der primärseitigen Rücklauftemperatur auf die sekundärseitige Vorlauftemperatur bei jedem Energieabnehmer gewährleistet eine tiefe Rücklauftemperatur. Die Strahlpumpe garantiert eine hohe Regelgüte, eine optimale Wärmenutzung und eine lange Lebensdauer. Durch ihre Mischregelung anstelle der Drosselregelung mit konventionellen Regelventilen oder auch einer Mischregelung mit Dreiwegeventil und Umwälzpumpe hat die Strahlpumpe eine netzstabilisierende Wirkung. Sie übernimmt neben der lastab-

hängigen, mengenvariablen Förderung die Umwälzung und Beimischung im Energieabgabekreis. Gleichzeitig sorgt sie für eine Volumenstrombegrenzung und für eine zuverlässige Druckreduzierung. Umwälzpumpe, Druckbegrenzer und eine Druckdifferenzabgleicharmatur pro Heizkreis sind somit überflüssig [4].

Die Strahlpumpe ist nicht nur langlebig und wartungsarm, sondern spart im Vergleich zu Umwälzpumpen Investitionskosten und Strom [5,6].

Damit unterstützt sie die Umweltfreundlichkeit des Olanger Fernkraftwerks. Ihre Anwendung in Heizung, Warmwasserbereitstellung, Kühlung und Lüftung ist vielfältig und eignet sich besonders für Fernhei-

zungen. In Olang sind bisher ca.

800 Strahlpumpen für Heizung, Warmwasserbereitung und Lüftung eingesetzt.

Bei der elektronischen Überwachung der Anlagen ist man mit der hydrodynamischen Wasserwärmeverteilung mittels Strahlpumpen ebenfalls im Vorteil, da mit ihrem Einbau wesentlich weniger Geräte nötig sind und sich somit die Verfügbarkeit der Anlage deutlich erhöht [6,7].

Gebäudeleittechnik Das digitale Regel-, Steuerungs- und Überwachungssystem BAS-UNIX wurde zum damaligen Zeitpunkt in Verbindung mit der RS-485-Schnittstelle speziell für Fernwärmestationen entwickelt. Über

BAS-UNIX sind alle Energieabnehmer direkt mit der Zentrale des FHW Olang verbunden.

Ein Aufteilen der Peripherie auf zehn Stiche gewährleistete eine beschleunigte Abarbeitung und erlaubte dadurch eine sternförmige Struktur für das BUSSystem. Diese Struktur hat den Vorteil, dass bei Unterbrechung der Leitung, z. B. durch Erdarbeiten oder Blitzschläge, die übrigen Leitungen ihre Funktion weiterhin behalten.

Das Unix Betriebssystem wurde in dieser Zeit verwendet, da es bei professionellen Anwendungen sehr stabil war.

Es kam beispielsweise bei Banken und vielen anderen Anwendern zum Einsatz. Das einige Jahre später zusätzlich gebaute Fernheizwerk Geiselsberg be-

Vereinfachter Aufbau der Gesamtanlage ohne ORC.

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NACHHALTIGKEIT

Holzhackschnitzel

kam das noch modernere System WinBas. Eine einzige Person kann mit dieser Technik am PC der jeweiligen Leitwarte alles überwachen und jeden einzelnen Parameter verändern oder korrigieren. Auch eventuelle Störfälle sind so schnell zu erkennen und geeignete Maßnahmen zu ihrer Behebung umgehend einzuleiten.

Ein netzfähiger Mikroprozessor überwacht und regelt jede einzelne Verbraucherunterstation. Diese fernwirkfähigen Mikroprozessoren steuern die Strahlpumpen, überwachen den Heizbetrieb und melden über den MOD-BUS laufend Messwertveränderungen, Schaltungen und eventuelle Störungen auf den PC der Leitwarte. Netzvorlauf-, Netzrücklaufund Außentemperatur sowie Wasserdurchsatz sind in der Steuerung mit einbezogen. Der Leitstand dient als technische Verwaltungszentrale, die sämtliche eingehenden Messwerte registriert, speichert und bei Bedarf ausdruckt. Jede Datenänderung erscheint aktuell als Einblendung in den Farbdarstellungen am PC. Pro Kunde ist ein Anlagenbild angelegt, in dem die gespeicherten Messwerte und Alarmzustandsänderungen nahezu in Echtzeit als Klartext eintreffen. Die Messwerte sind darüber hinaus als Trendlogkurven grafisch darstellbar. Alarmmeldungen erscheinen in einem Übersichtsbild als Signale, die über Verzweigungsbilder zur Quelle der Störung führen.

Besonders komfortabel für den Endabnehmer ist, dass er bei sich zu Hause direkt am Display des Mikroprozessors jederzeit sehen kann, wie viel Wärme er momentan verbraucht. Dazu kann er den Gesamtverbrauch seit der letzten Rücksetzung einsehen, und er kann durch Verändern einiger Parameter die Wärmeabnahme selbst beeinflussen. Eigens für dieses Verändern von Nutzungszeiten und Sollwerten – z. B. in den Ferien und an Fei-

Fernheizwerk Olang.

ertagen – sowie das Ablesen der Soll-Ist-Werte bei der Regelung und der Wärmemenge wurde eine reduzierte Anzahl an Klartext-Bedienmenüs für den sogenannten „einfachen Bediener“ angelegt. Alle Parametrierebenen sind hier ausgeblendet und vereinfachen die Bedienung.

Einfaches Abschalten der Heizungen ist jeweils mit einem zusätzlich eingebauten Kippschalter (Heizung Ein/Aus) möglich.

Parallel dazu wird der Wärmeverbrauch in der Zentrale erfasst und eine automatische Abrechnung über eine Excel-

Tabelle bzw. ein Konvertierprogramm im BAS-System veranlasst. Auch das spart Personal für Ablesung, Aufzeichnung und Rechnungsstellung ein. Lediglich zu Beginn und am Ende der Heizperiode erfolgt eine Kontrolle vor Ort. Einsparpotenziale Die Fernheizkraftwerke Olang und Geiselsberg, deren Kessel Holzhackschnitzel verfeuern, sind in mehrfacher Hinsicht umweltschonend, kostengünstig, zuverlässig und

deshalb für Erholungsgebiete besonders geeignet. Mit Holz als erneuerbarem Energieträger ist die Abhängigkeit der Talbewohner von fossilen Energieträgern reduziert, und die Besitzer von Wald und von holzverarbeitenden Betrieben erzielen zusätzliche Einnahmen. Der CO2 Ausstoß ist deutlich geringer als bei Verwendung von Heizöl. Abgase, die bei der Holzverbrennung entstehen, sind dank modernster Technik mengenmäßig gering und darüber hinaus sehr sauber. Das Kraftwerk stellt zuverlässig Wär-

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Holzhackschnitzel

erkennung übernehmen. Der Personalbedarf ist also insgesamt gering. Die Einsparung von Umwälzpumpen und Armaturen wie Differenzdruckregler und Mengenbegrenzer verringert zudem Investitions-, Wartungs- und Instandhaltungskosten.

■ Autoren sind Prof. Dr. Uwe Bälz, Dozent für Heizungstechnik, und Dr. Renate Kilpper, Fachjournalistin bei der Firma W. Bälz & Sohn GmbH & Co, 74076 Heilbronn, www.baelz. de

Strahlpumpe.

me bereit und erzeugt parallel zur Wärme auch Strom.

Für die Kraftwerksgesellschaft ein finanzieller Vorteil. Die Wärmeverteilung leisten meistens wartungsarme, langlebige Strahlpumpen. Sie sind aufgrund der hohen Temperaturspreizung und tiefen Rück-

lauftemperaturen für Fernwärmeheizungsanlagen sehr geeignet [6].

Die hydraulische Stabilität der Anlage führt zu einer ausgezeichneten Regelgüte bei den Verbrauchern. Die Endabnehmer genießen den Komfort, dass sie den Wärmeverbrauch

auf dem Display vor Ort direkt ablesen und nach eigenem Bedarf regulieren können. Durch die Automation der gesamten Anlage kann eine einzige Person die Kontrolle des ganzen Ablaufs inklusive Wärmeverbrauchsabrechnung, eventuelle Korrekturen und Störungs-

Leistungstypen der Strahlpumpe in Olang:

„Baelz 480-373-E“ strahlpumpe.

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Flanschen-

„Baelz 471-373-E“ Muffenstrahlpumpe.

Literatur [1] Hesselbacher, H.: Die Wirtschaftlichkeit von Strahlpumpen in Heizungsanlagen. In: Haustechnische Rundschau (1976) 5/6, S. 226-231 [2] Bälz, U.: Praktischer Einsatz von Heizungs- und Lüftungsanlagen. In: Gesundheits-Ingenieur – Haustechnik – Bauphysik – Umwelttechnik 127 (2006) Nr. 2 S. 83-85 [3] Hesselbacher, H.: Umwälzpumpe ade. In: Chemie Technik (2000), S. 188-189 [4] Gebauer M.: Vereinfachung des hydraulischen Abgleichs.

In: Euro Heat & Power (2010) 12 S. 42-49 [5] Kilpper R., Bälz U.: Energetische ModernisierungeinerHeizungsanlage mit Strahlpumpen in der HTBLVA Villach. In: Heizung Lüftung Klimatechnik (2010) 8-9 S. 20-22 [6] Kilpper R.: Geregelte Strahlpumpen in der Gebäudetechnik. In: Moderne Gebäudetechnik (2010) 1-2 S. 26-28 [7] Bälz U., Kilpper R.: Heizungssanierung mit regelbaren Strahlpumpen. In: Moderne Gebäudetechnik (2010) 7-8 S. 10-13

„Baelz 475-373-ESI“ Muffenkleinstrahlpumpe.

IKZ-ENERGY Spezial-Ausgabe 1/2012

NACHHALTIGKEIT

Erdwärme

Maritimes Wohnen mit Erdwärme Kieler Fördeterrassen setzen auf nachhaltige Energieversorgung In Holtenau, dem schönen Nordwesten der Landeshauptstadt Kiel, wurde im November 2009 nach zweijähriger Bauphase der erste Bauabschnitt der Fördeterrassen mit einem innovativen Energiekonzept vollendet. Nun, nach mehr als drei Jahren Betriebszeit, gibt es einen positiven Erfahrungsbericht, der die rechnerischen Erwartungen sogar übertraf. Bei dem Projekt bilden Wärme aus Solarkollektoren und Sole-Wasser-Wärmepumpen die Basis eines Wärme-Contractings für hochwertige Eigentumswohnungen mit Meerblick.

Direkt am Ufer der Kieler Förde, am Eingang zum Nord-Ostseekanal, wächst auf einem früheren Gelände der Bundeswehr ein maritimes Wohnviertel mit Wasserblick, außerordentlicher Lebensqualität und ökologischer Wärmeversorgung für fünf identische Wohnhäuser mit je neun Wohneinheiten inklusive Penthouse-Wohnungen in den obersten Geschossen heran.

Großzügige, barrierearme Grundrisse und die anspruchsvolle Architektur bieten viel individuellen Raum. Im Verbund mit hochmodernen Dämmstoffen für die thermische Spezial-Ausgabe 1/2012 IKZ-ENERGY

Hülle und einer energiesparenden Bauweise garantieren fünf leistungsfähige SoleWasser-Wärmepumpen eine zukunftsweisende Energieversorgung mittels Erdwärme im Tandem mit Solarthermie.

Die Entscheidung, welche Konzepte und Technologien für die Wärme- und Warmwasserversorgung infrage kommen, wurde im Vorfeld durch eine Energie-Agentur geprüft. Im Wesentlichen ging es dabei um CO2-Emissionen, Vollkosten der Wärmeleistung, die absolute Investitionshöhe sowie die Wartungskosten. Im ersten

Schritt sollte die Auswertung Aufschluss darüber geben, ob die Wärmeversorgung dezentral oder zentral erfolgen soll. Im zweiten Schritt wurden unterschiedliche regenerative Systeme zur Energieerzeugung mit einer herkömmlichen Erdgaseinzelversorgung verglichen. Die Entscheidung fiel letztendlich auf den Einsatz von dezentralen Erdwärmepumpen in Kombination mit Solarkollektoren, da dieses System den höchsten Grad an Energieautonomie gewährleistet und sich kongenial ergänzt.

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NACHHALTIGKEIT

Erdwärme

Solarthermie und Wärme aus dem Untergrund Während der Bauphase entschied sich der Bauherr jedoch aus akustischen und optischen Gründen gegen aufgestellte Solarkollektoren auf den Flachdächern. Durch die direkte Fördelage und den starken Küstenwind war der Windstrom in der obersten Wohnung bei aufgestellten Röhrenkollektoren deutlich hörbar. So entschied man sich, die Kollektoren flach auf dem Dach zu installieren. Der fehlende Neigungswinkel der Kollektoren führt bei dieser „Sommeranlage“ jedoch zu wesentlich weniger Solarertrag. So konnten die Solarkollektoren nachträglich lediglich zur Warmwasserunterstützung und nicht wie geplant für Warmwasser und Heizungsunterstützung eingesetzt werden.

Eine energiesparende und effiziente Betriebsweise der Gesamtanlage ist jedoch auch ohne heizungsunterstützende Solaranlage möglich. Immerhin werden die Betriebsstunden der Wärmepumpen deutlich reduziert, da im Sommer die Warmwasser-

bereitung solar erledigt wird. Durch die Entscheidung für eine Wärmepumpenanlage mit Niedertemperatur-Wärmeverteilund -Wärmeübertragungssystem sind dafür alle Voraussetzungen geschaffen worden.

Für das Unternehmen, das mit der Ausführung des Energiekonzepts bei den Fördeterrassen beauftragt war, stehen Wärmepumpen hoch in Kurs. Aufgrund der langjährigen Erfahrung, die bei verschiedenen Projekten mit Wärmepumpen gesammelt wurden, war klar, dass bei diesem Bauvorhaben besonders leistungsfähige Wärmepumpen zum Einsatz kommen müssen und man sich für Wärmepumpen aus dem Hause Dimplex entschied. Ein weiterer Aspekt für die Erdwärmepumpen aus Franken war, dass sie auf einer bewährten Großserientechnologie basieren, sodass diese sehr wartungsarm und störungsfrei funktionieren. Dieser Aspekt ist insbesondere im Wohnungsbau nicht zu unterschätzen, der hohe Komfortansprüche sowie Betriebssicherheit verlangt.

Erdwärmesonden und Gründungspfähle Die zu beheizende Fläche je Haus liegt bei ca. 1000 m² und die Berechnung für den Gesamtwärmebedarf pro Haus belief sich auf 52 kW inklusive Warmwasserbereitung. Insbesondere die Warmwasserbereitung im Wohnungsbau hat es in sich, wenn definierte Spitzenlasten abzudecken sind. Daher ist ein praxisgerechtes Nutzungs- und Anforderungsprofil elementar. Der Auslegung zugute kam, dass sämtliche Wohnungen nur für zwei Personen ausgelegt wurden, da es sich um ältere Partner ohne Kinder handelte und somit auch nicht die üblichen Spitzenlasten in den Morgen-, Mittags- und Abendstunden zur Disposition standen. Dennoch galt es, den erhöhten Wärmekomfortansprüchen genüge zu tun. Denn es wurden die Badezimmer nicht nur mit Duschen ausgestattet, sondern ebenfalls mit Badewannen, die aufgrund ihres Füllvolumens maximale Schüttleistungen verlangen.

Hydraulikschema eines Bauabschnitts der Kieler Förde.

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IKZ-ENERGY Spezial-Ausgabe 1/2012

NACHHALTIGKEIT

Erdwärme

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Ansicht der Anlagenkomponenten im Haustechnikraum.

Auf diesen Werten basierend wurde in jedem der fünf Wohngebäude mit je neun exklusiven Eigentumswohnungen eine Sole/Wasser-Wärmepumpe mit einer Einzelleistung von etwa 50 kW eingebaut, die mit ihrem Leistungsbereich aus oben dargestellten Gründen über die reine Wohnraumtemperierung hinausgehen. Diese garantieren im Winter behagliche Wärme sowie angenehme Temperaturen im Sommer, da eine passive Kühlung über die Sonden möglich ist. Die aufwendigsten technischen Bauteile bei Erdwärmepumpenanlagen sind bekannter Weise die benötigten Erdwärmesonden. Diese gehen bis zu knapp 100 m in die Tiefe und entziehen dem Energiespeicher Erde die Wärme, die über einen Wärmetauscher in der Wärmepumpe auf die erforderliche Vorlauftemperatur der Gebäudeheizung angehoben wird.

Die Häuser der Fördeterrassen mussten auf Pfählen gegründet werden, da sie auf dem Aushub des Nord-Ostsee-Kanals Spezial-Ausgabe 1/2012 IKZ-ENERGY

entstehen. Da die Uferlage an der Kieler Förde durch Schichtenwasser die Temperaturerhöhung begünstigt, lag es nahe, die Gründungspfähle statisch sowie auch thermisch als Sonden zu nutzen. Die 14 m messenden Pfähle beinhalten jeweils 50 m lange Schläuche aus verrottungsfreiem Polyäthylen (PE) und dienen somit auch als Energiepfähle. Da die Sondenkapazität der Pfähle nicht ausreichend war, wurden zusätzliche Tiefensonden benötigt. Das Erdreich wird pro Gebäude mittels 56 Betonpfählen und 4 Doppel U-Sonden à 100 m thermisch genutzt und die Anbindeleitungen der Wärmequellenanlagen in Technikräume geführt und angeschlossen.

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Puffer- und Brauchwasserspeicher Darüber hinaus stehen in jedem Haus ein Pufferspeicher mit 500 l Fassungsvermögen und zwei parallel angeschlossenen Warmwasserspeichern mit je 500 l zur Verfügung.

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NACHHALTIGKEIT

Erdwärme

Da die Planung der Anlage schon 2006 erfolgte, wurden dort seinerzeit keine Frischwasserstationen eingebaut, weil damals die Frischwasserstationen – insbesondere für den Betrieb mit Wärmepumpen – noch nicht so leistungsfähig waren. Heute würde nach Auskunft des Planers die Anlage mit ziemlicher Sicherheit mit einer Frischwasserstation ausgestattet werden, da diese heutzutage sehr viel leistungsfähiger sind und auch im Betrieb mit Wärmepumpen problemlos kombiniert werden können. Ebenso haben sich die Anforderungen an die Warmwasserbereitung ja ziemlich verschärft. Die Temperaturdifferenz zwischen WP und gesetzlichen Anforderungen übernehmen bei diesen Anlagen leider Heizstäbe. Dennoch liegen die Jahresarbeitszahlen gemäß Fernwirktechnik derzeit bei ca. 3,94. Ein für die Wärmebereitstellung und Wärmekomfortabsicherung wichtiges Faktum sind die Sperrzeiten des Energieversorgers im Zusammenhang mit den jeweiligen (günstigeren) Wärmepumpentarifen. Diese kamen dem Nutzungsprofil bei diesem Projekt zugute, denn es waren hier keine üblichen Spitzenlasten während der gängigen Sperrzeiten zu berücksichtigen. Grundsätzlich sind aber immer die Sperrzeiten schon im Vorfeld der Vorplanung sowie in der Auslegung und Dimensionierung zu berücksichtigen.

Auf Solar und Wärmepumpe abgestimmte Regelstrategie Solarerträge können freilich nur genutzt werden, wenn die Bereitstellungs-

technik auch etwaige Solarerträge in das System einbringen kann. Oft ist der nachgeschaltete Wärmeerzeuger durch fehlende Systemabstimmung „schneller“, sodass einige solare kWh auf der Strecke bleiben und nicht genutzt werden können.

Nicht so in den Kieler Fördeterrassen: Um die Anlageneffizienz zu optimieren, sind die Wärmepumpen-Anlagen und die Solarkollektoren so geschaltet, dass die Wärmepumpe die Versorgung erst aufnimmt, wenn die Solarkollektoren die nötige Energie zur Warmwasserversorgung nicht mehr allein bereitstellen können. Ein ineffizienter Parallelbetrieb wird somit ausgeschlossen.

Flächenheizungssystem mit passiver Kühlung In allen Wohneinheiten wurde eine Flächenheizung als Wärmeübertragungssystem an den Raum installiert, die darüber hinaus auch zur Kühlung eingesetzt wird.

Somit werden im Sommer die Wohnungen über die Fußbodenheizkreise und eine passive Kühlstation, die in die Heizungsanlage integriert wurde, angenehm gekühlt und die thermische Behaglichkeit nachhaltig optimiert. So können die Bewohner im Sommer trotz großer Fensterflächen ein behagliches Temperaturniveau im Inneren genießen.

Bei der passiven Kühlung wird das Gebäude ohne den Einsatz von Verdichtern gekühlt und verlangt daher keinen überhöhten Bedarf an Hilfsenergie. Das Erdreich ist im Sommer deutlich kälter als die Um-

Zentrale Positionierung sämtlicher Komponenten rund um die Wärmepumpe gewährleisten eine gute Zugänglichkeit für Wartungsarbeiten.

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gebungstemperatur und bildet eine ideale Wärmesenke. Ein in den Solekreislauf eingebauter Plattenwärmetauscher überträgt die aus dem Gebäude abzuführende Wärme über den Solekreislauf an das Erdreich.

Durch dieses System fällt bei der Gebäudekühlung nur ein geringer Strombedarf für die Sole-Umwälzpumpe an und die natürliche Regeneration des Untergrundes wird nachhaltig unterstützt.

Investitions- und Betriebskosten Die Investitionskosten für die Wärmepumpen-Anlagen beliefen sich auf ca.

120 000 Euro je Haus und setzen sich aus je einer Wärmepumpe mit Wärmespeicher und Anschlusszubehör, den Erdwärmesondenfeldern sowie den Energiepfählen zusammen. Dabei macht die Wärmepumpe selbst – einschließlich Speichern und Zubehör – nur ein Drittel der Gesamtkosten aus. Die Energiequelle über Erdsonden und Energiepfähle fällt mit ca. 65 000 Euro ins Gewicht, die restlichen Kosten verursachen die Solaranlage und die passive Kühlung.

Trotz der relativ hohen Erstinvestition können in Anbetracht der kontinuierlich steigenden Energiekosten bereits ab Beginn der Nutzung verhältnismäßig geringe Betriebskosten realisiert werden.

Um die potenziellen Käufer nicht durch die hohen Anfangsinvestitionen von der Nutzung der dauerhaft günstigeren, unabhängigen und CO2-freien Warmwasserversorgung abzuschrecken, entwickelten der Investor und Bauherr der Fördeterrassen gemeinsam mit dem Planungsunternehmen ein Wärme-Contracting-Konzept für dieses Projekt.

Wärme-Contracting mit erneuerbarer Wärme Ziel des Contractings ist es, die Etablierung regenerativer Energien zu erleichtern. Bei den Fördeterrassen in Kiel bedeutet dies konkret: Bauherren bekommen die Möglichkeit, moderne energiesparende Erdwärme für Heiz- und Energietechnik zu nutzen, ohne dass Investitionskosten entstehen. Darüber hinaus übernimmt der Contractor ebenfalls die zur Energieversorgung anfallenden Aufgaben wie Konzeption, Bauausführung, Planung, Finanzierung, Primärenergiebezug, Überwachung und Wartung der Wärmepumpenanlage.

Die Bewohner zahlen – ebenso wie bei Fernwärme – nur eine Bereitstellungsgebühr sowie den tatsächlichen Wärmeverbrauch und bekommen somit günstige und ökologische Wärme geliefert. Die passive IKZ-ENERGY Spezial-Ausgabe 1/2012

NACHHALTIGKEIT

Erdwärme

Kühlung wird dabei kostenlos zur Verfügung gestellt.

Die Vorteile eines Wärme-Contractings liegen auf der Hand: Die Investitionskosten werden für den Investor maßgeblich reduziert, der Erwerber hat günstige regenerative Energie, muss sich aber nicht um die Unterhaltung kümmern. Wartung und Inspektion liegt beim Contractor, der pflegt und überwacht. Dies kann der Contractor realisieren. Der Leistungspreis ist per Pauschale festgeschrieben, der Wärmepreis wird nach Verbrauch berechnet.

Effizienter als berechnet Erste Erfahrungswerte zeigen, dass die Heizungsanlage noch effizienter arbeitet als ursprünglich berechnet, wie der Contractor ausführt: „Die Wärmepumpen-Heizungsanlage erreicht bei einer Soletemperatur von 0 °C und einer Vorlauftemperatur von 35 °C im Heizbetrieb die Jahresarbeitszahl von deutlich über 4. Dieser effiziente Betrieb der Anlage beschert den Mietern niedrige Heizkosten und dem Anlagenbetreiber einen geringen Wartungsaufwand“, so der Contractor. Grundsätzlich spart diese Anlage gegenüber einer Versorgung über einen Ölheizkessel mit einem Jahresnutzungsgrad von 80 % etwa 90 000 kg CO2 pro Jahr, bezogen auf alle fünf Wärmepumpen. Bei diesem Wert wird von 2000 Volllaststunden der Wärmepumpen pro Jahr ausgegangen sowie von einem CO2-Ausstoß von 0,6 kg pro kWh, bezogen auf den durchschnittlichen Strommix in Deutschland. In der Praxis hat sich herausgestellt, dass die Vollbetriebsstunden deutlich unter 2000 liegen, was nicht nur im Interesse des Contractors liegt, sondern auch den Wärmepreis für die Nutzer reduziert.

Diese durchdachte Energieversorgung sichert langfristig kalkulierbare Energiekosten und leistet einen erheblichen Beitrag zur Entlastung der Umwelt und besticht durch den zielgerechten und konsequenten Einsatz. Mit den Fördeterrassen ist es gelungen, attraktiven Wohnraum mit einem gesunden Wohnklima, einer zuverlässigen und fast wartungsfreien Wärmeanlage sowie einer beispielhaften Ökobilanz zu schaffen.

■ Autor: Frank Hartmann Bilder: Dimplex

Die Wohnungen weisen allesamt einen sehr hohen Anteil an transparenter Fläche auf.

Gebäudedaten Kieler Förde Daten zum Gebäude Gebäudetyp Bautyp Fertigstellung Beheizte Fläche Gesamtwärmebedarf Wärmeverteilsystem

Wohngebäude mit je 9 ETW Neubau Dezember 2008 – September 2009 je Haus 1054 m² je Haus 52 kW Flächenheizung

Kosten der Wärmepumpen-Anlage Investitionskosten je Wärmepumpe mit Zubehör und Erdsondenfeld sowie Energiepfähle Davon: Investitionskosten für Energiequelle Investitionskosten für Wärmepumpe

ca. 100 000,– Euro

ca. 60 000,– Euro ca. 40 000,– Euro

Technische Daten Betriebsart

Monovalent

Wärmequelle / Wärmesenke 1

4 Doppel U Sonden à 100 m

Wärmequelle / Wärmesenke 1

56 Energiepfähle à 13 m

Heizleistung

50 kW

Volumenstrom Sole

12,8 m³

Volumenstrom Heizung

4,8 m³

Anzahl Verdichter

2

COP Heizbetrieb (bei B0/W35)

4,5

Pufferspeicher

500 l

Warmwasserspeicher

2 x 500 l (parallel angeschlossen)

Daten zum Gebäude und der Technik.

Spezial-Ausgabe 1/2012 IKZ-ENERGY

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NACHHALTIGKEIT

Sanierung

Das sanierte Gebäude setzt im Hinblick auf Architektur, Nachhaltigkeit, Energieeffizienz, Raumklima, Akustik, Funktionalität und Innenausstattung neue Maßstäbe.

Kosten sparen und Werte steigern Intelligente Sanierung von Bürogebäuden Der internationale Polymer-Spezialist Rehau hat kürzlich sein Head Office Südosteuropa in Guntramsdorf bei Wien generalsaniert.

Neben diversen Umbauten entstand ein zukunftsweisendes Bürogebäude nach Niedrigenergiehaus-Standard: Komplett entkernt und mit den eigenen innovativen Systemen neu ausgestattet erzielt es nunmehr Topwerte in Sachen Energieeffizienz, Kosteneinsparung, Steigerung des Immobilienwerts und Mitarbeiterzufriedenheit.

Rehau baut für die Zukunft. Die weltweit tätige Gruppe hat soeben ihr Head Office Südosteuropa im niederösterreichischen Guntramsdorf bei Wien, das auch den Vertrieb Bau Österreich sowie die internationale Akademie beherbergt, generalsaniert. Notwendig wurde der Umbau aufgrund des starken Wachstums der letzten Jahre und der nicht mehr zeitgemäßen Gebäudeausstattung. Vor allem das älteste, ein 1973 errichtetes, 1800 m2 großes Gebäude am Standort entsprach nicht mehr den Anforderungen. Anstatt es abzureißen und neu zu bauen, entschieden sich die Verantwortlichen für eine intelligente und energieeffiziente Sanierung mit hauseigenen Systemen.

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Umweltschonendes Vorzeigeprojekt Um die Vision eines modernen, energieeffizienten Hauses an diesem Standort mit eigenen Lösungen umzusetzen, wurden rund zwei Millionen Euro in die Sanierung investiert. Zwölf Monate intensiver Planungen gingen den acht Monaten Bauzeit voraus. Über allem stand das Bestreben, ein Vorzeigeprojekt zu schaffen, das bei geringen Betriebskosten ein Maximum an Energieeffizienz und Komfort bringt – und damit gleichzeitig die Umwelt schont.

Denn je nach Betrachtung sind ältere Gebäude für über 70 % des CO2-Ausstoßes verantwortlich.

Durch die energetische Sanierung der Außenhülle, den Einbau neuer Fenster,

den Umstieg von Gas auf regenerative Energiequellen sowie einer übergeordneten vollautomatischen Gebäudetechnik, konnte der jährliche Heiz- und Kühlenergiebedarf des Gebäudes bereits innerhalb der ersten zwölf Monate nachweislich um bis zu zwei Drittel gesenkt werden.

Energetische Sanierung Das Gebäude, in dem heute Teile der Verwaltung und des Vertriebs untergebracht sind, wurde komplett entkernt. Nur die zweigeschossige Hülle blieb aufgrund der guten Bausubstanz erhalten. Ein neues, 20 cm dickes Wärmeverbundsystem und eine außenliegende Beschattung wurden angebracht. Ein wesentlicher Aspekt, um IKZ-ENERGY Spezial-Ausgabe 1/2012

NACHHALTIGKEIT

Sanierung

Energieeffizienz steigern – mit Schräder Abgaswärmetauschern Die beste Energie ist eingesparte Energie – und das gilt in Zeiten steigender Preise umso mehr. Die Wärmerückgewinnung aus Abgasen akl ]af] mfcgehdara]jl mek]lrZYj] =^Ú ra]fr% steigerungsmaßnahme: Dafür sorgen wir.

Die Verringerung des Primärenergieeinsatzes reduziert nicht nur die Kosten, sondern auch die Emissionen, was aktiv zum Umweltschutz und CO2%Eaf\]jmf_ Z]alj©_l&

In vielen Industriebetrieben schlummern ganz erhebliche Energiereserven im Abgas – wir wecken Sie! Minimaler Energieverlust: 58 Fenster aus „Geneo“-Profilen.

DATEN UND FAKTEN Der Umbau des Rehau Standortes in Guntramsdorf bei Wien dauerte nur ein Jahr. Insgesamt wurden dafür 2,8 Mio. Euro investiert. Nach Niedrigenergiehaus-Standard entstand hier ein Gebäude mit Vorbildcharakter. Bei der Sanierung kam das gesamte Rehau-Programm an polymeren Lösungen für eine ökonomische und ökologische Zukunft sowie die jahrzehntelange Erfahrung im Baubereich zum Einsatz.

Außenbereich: t Dämmung/Wärmeverbundsystem (20 cm) t Außenliegende Beschattung t 58 Fenster mit Wärmeschutzverglasung t 1 Hebeschiebetür (U-Wert 0,74) t 150 m2 Terrassensystem Innenbereich: t 200 m2 schalldämmende Schrankrollladen t Kantenbänder Gebäudetechnik: t 14 Erdwärmesonden (à 100 m) t 2 reversible Sole/Wasser-Wärmepumpe (2 x 17 kW) zum Heizen und Kühlen t 1 Sole/Wasser-Wärmepumpe (37 kW) für Brauchwasserbereitung und Lüftungsunterstützung t 1500 m² Flächenheizung/-kühlung t 1 antimikrobieller Luft-Erdwärmetauscher (5500 m3/h) t 1250 m² Akustikkühldecke 8/18R t CO2-geführte Lüftungsregelung t Technikschauraum t Zentrale Gebäudeleittechnik mit Energiemonitoring Durch energetische Sanierung der Außenhülle, den Einbau neuer Fenster mit PassivhausStandard, den Umstieg von Gas auf regenerative Energiequellen sowie einer übergeordneten vollautomatischen Gebäudeleittechnik kann der jährliche Heiz- und Kühlenergiebedarf nachweislich bis zu zwei Drittel gesenkt werden.

Spezial-Ausgabe 1/2012 IKZ-ENERGY

<]j K;@J <=J%9OL j]\mra]jl \a] 9Z_Ykl]e% h]jYlmj]f mf\ kl]ddl \a] Ymk \]e 9Zc¾`d% prozess gewonnene Energie zur weiteren Nutzung bereit. Diese kann dann für alle \]fcZYj]f E¹_da[`c]al]f _]fmlrl o]j\]f cdYkkak[`] =afkYlre¹_da[`c]al]f kaf\ r&:& Raumheizung und Warmwasserbereitung. ?jmf\k©lrda[` d©kkl ka[` \]j 9Z_Yko©je]lYm% k[`]j af Ydd]f 9fdY_]f$ \a] eal `g`]f 9Z_Yk% temperaturen arbeiten, einsetzen.

@]ekY[c ))%)+ -1)/, CYe]f L]d&2 #,1 (!*+ (/ ' 1 /+ ((%( >Yp2 #,1 (!*+ (/ ' 1 /+ ((%-]%eYad2 cYe]f8k[`jY]\]j&[ge F]m] Ka]\dmf_ ) (,-(1 K[`¹fo¹dcYm L]d&2 #,1 (!+ ,* (0 ' / ,)%( >Yp2 #,1 (!+ ,* (0 ' / ,)%)1 ]%eYad2 ZY\jafY8k[`jY]\]j&[ge

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den Energieverlust auf ein Minimum zu reduzieren, sind die 58 verbauten Fenster und die Hebeschiebetür mit Wärmeschutzverglasung aus „Geneo“-Profilen. Sie bestehen aus dem höchst stabilen HightechWerkstoff „Rau-Fipro“ und können dadurch in nahezu allen Anwendungsfällen auf eine wärmeleitende Stahlarmierung verzichten.

Hierdurch gehen bis zu 76 % weniger Energie im Vergleich zu alten Holz-/Kunststofffenstern aus den 80er-Jahren verloren.

Eine weitere bedeutende Rolle in Sachen Umweltschonung und Kosteneinsparungen spielen die Systeme zur Nutzung Regenerativer Energien, die im Zuge des Umbaus implementiert wurden. Kernstücke der energetischen Sanierung sind die im neugestalteten Innenhof verlegten 14 Erdwärmesonden zu je 100 m Tiefe. Sie sind in drei Feldern zu zweimal fünf beziehungs-

Blick in den neuen Technikraum: Zahlreiche Rehau-Systeme sind hier im Einsatz.

NACHHALTIGE UND ENERGIEEFFIZIENTE SANIERUNG Seit bei Rehau Anfang April die Bauarbeiten zur Neugestaltung des Verwaltungsgebäudes „Rheniumhaus“ am Stammsitz Rehau begonnen haben, stehen die Maschinen kaum still. Der unter dem Projektnamen „Lithium“ laufende Umbau sieht eine komplette Entkernung des Erdgeschosses vor. Mit dem Umbau des Verwaltungsgebäudes geht auch eine Entlastung der Umwelt einher. So können neben einer Reduzierung der Energiekosten von rund 280 000 Euro pro Jahr die CO2-Emissionen um stattliche 2585 t pro Jahr gesenkt werden.

Diese Reduzierung wird durch das Zusammenspiel eines Blockheizkraftwerks, die Umstellung der Wärmeversorgung von Dampf auf Warmwasser und den Einsatz einer Geothermieanlage erreicht.

Für diese Maßnahmen wird zusätzlich zu den Kosten von über 5 Mio. Euro für den Umbau eine weitere Million Euro investiert.

Die Themen Nachhaltigkeit und Energieeffizienz, die zur Grundausrichtung des Unternehmens zählen, setzt Rehau in dem Umbau konsequent mit dem Einsatz eigener Produkte um. „Wir sehen es als zukunftsorientiertes Unternehmen als unsere Pflicht, in Sachen Umweltbewusstsein eine Vorreiterrolle zu übernehmen“, erläutert Projektleiter Reinhard Dietel. „Dies umso mehr, als wir eine breite Palette energieeffizienter Systeme selbst produzieren.“

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Hohe Energieeffizienz: Drei Sole-/Wasser-Wärmepumpen.

weise vier Stück angelegt. Der große Vorteil des Prinzips ist, dass sie je nach Bedarf einzeln aktiviert werden können. Die Nutzung der Wärme aus dem Boden ermöglicht eine effiziente und kostengünstige Temperierung des Gebäudes.

Zwei reversible Sole/Wasserwärmepumpen arbeiten mit je 17 kW Heiz- und

Kühlleistung und können ebenfalls einzeln betrieben werden. Eine weitere mit 37 kW dient zur Brauchwasserbereitung und Lüftungsunterstützung.

Im Erdboden unter dem neuen BeachVolleyballplatz liegt ein weiteres System zur Nutzung einer regenerativen Wärmequelle – der antimikrobielle Luft-Erdwär-

Kerngrößen im Vergleich

Das Gebäude vor ...

... und nach der Sanierung

Heizenergiebedarf jährlich

151 659 kWh/a

36 016 kWh/a

Kühlenergiebedarf jährlich

–

14 173 kWh/a

Brutto-Grundfläche

1736 m2

1866 m2

Konditioniertes Bruttovolumen

6258 m3

6249 m3 2

27 kWh/m2a

Spezifischer Heizwärmebedarf

61 kWh/m a

Heizlast

95 kW

25 kW

Spezifische Heizlast

63 W/m2

16,6 W/m2

Kühllast

–

36 kW

Spezifische Kühllast

–

25 W/m2

IKZ-ENERGY Spezial-Ausgabe 1/2012

Zudem wird Regen gesammelt und gespeichert und beispielsweise zur Bewässerung genutzt.

Weitere Bausteine im energieeffizienten Gesamtkonzept sind das computergestützte, engmaschige Energiemonitoring sowie die durchdachte Gebäudeleittechnik. Beide tragen zu einer laufenden Optimierung des Betriebs bei. Mittels Energiemonitoring, das gemeinsam mit der Technischen Universität Braunschweig in Deutschland entwickelt wurde, werden Wasser- und Energieverbrauch aber auch Raumtemperaturen, Heizung, Kühlung und Lüftung sowie die Nutzung der Räume im sanierten Gebäude genau gemessen.

500 Messpunkte in zwei Referenzbüros pro Stockwerk liefern laufend Daten, ebenso wie eine Wetterstation auf dem Dach.

Behagliches Raumklima: 1500 m² Flächenheizung.

Gute Akustik: 1250 m² Akustikkühldecke.

metauscher mit einer Leistung von 5500 m3 pro Stunde. Das eingesetzte Rohrsystem wurde in einer Tiefe von 1,5 bis 2,5 m verlegt. Im Sommer kühlt es die Frischluft vor beziehungsweise erwärmt diese im Winter und sorgt damit für ein behagliches Raumklima und eine sehr hohe Luftqualität.

Ebenso wie die Belüftung sind auch Heizung und Kühlung automatisch geregelt. Die Fäden dafür laufen in der Energiezentrale des Hauses zusammen. Von hier gelangt gekühltes beziehungsweise erwärmtes Wasser in die auf insgesamt 1800 m2 verlegte Flächenheizung, die gemeinsam mit 1250 m2 Akustikkühldecken in den Büroräumen ein optimal temperiertes Arbeitsklima bietet. Die Betriebskosten sind hier geringer als bei herkömmlichen Heizkörpern, da Flächenheizungen mit deutlich kühlerem Wasser betrieben werden.

Die neue Decke verbessert darüber hinaus die Raumakustik. Die multifunkSpezial-Ausgabe 1/2012 IKZ-ENERGY

tionalen Gipskartonplatten mit variabler Lochung und integrierten Rohrleitungen temperieren auf sanfte Art, d. h. gänzlich ohne Zugluft. Stromfressende Klimaanlagen sind damit Vergangenheit. Zusätzlich reduziert die Akustikkühldecke störende Bürogeräusche auf ein Minimum. Im Zusammenspiel mit den schallabsorbierenden Schrankrolladen entsteht so eine geräuscharme Umgebung, die perfekte Arbeitsbedingungen bietet.

Nachhaltiges Wassermanagement Neben der Energieeffizienz wurde auch ein besonderes Augenmerk auf ein nachhaltiges Wassermanagement gelegt. So sorgt das im Gebäude verbaute Hausinstallationssystem „Rautitan“ für hygienisch sauberes Trinkwasser. Schalldämmende Hausabflussrohre entsorgen anfallendes Abwasser nahezu geräuschlos.

Außerhalb des Gebäudes sichern langlebige Kanalnetzlösungen das Grundwasser.

Mensch und Umwelt an erster Stelle Im Zuge der Sanierung wurden auch attraktive und moderne Arbeits- und Rekreationswelten nach den neusten Erkenntnissen hinsichtlich Klima, Beleuchtung, Akustik, Design, Funktionalität und Kommunikation geschaffen. Die fixe Gestaltung der Büroräume wurde zugunsten einer frei wählbaren Sitzordnung aufgegeben. Die Philosophie dahinter: Mitarbeiter sollen sich nicht nur wohl fühlen, sondern in der Erbringung ihrer Leistung optimal unterstützt werden.

Die Modernisierung des Standorts Guntramsdorf findet nicht nur bei den Mitarbeitern ein äußerst positives Echo: Rehau wurde dafür bereits mehrfach als vorbildlicher umweltfreundlicher Betrieb ausgezeichnet. Mittlerweile reicht der Ruf, ein energetisches Vorzeigeprojekt geschaffen zu haben, über die Landesgrenzen hinaus. Knapp 750 Besucher aus ganz Europa – unter anderem Investoren, Architekten und Planer – haben sich bereits selbst davon überzeugt, wie gelungenes energetisches Sanieren funktionieren und aussehen kann.

■ Bilder: Rehau

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FIRMEN & FAK TEN

Kurz notiert

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Ab sofort wieder förderfähig

Allianz pro Nachhaltigkeit

Mit Beginn des 2. Quartals 2012 haben sich bei der Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) und dem Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (Bafa) wichtige Programme im Bereich der energetischen Gebäudemodernisierung geändert: U. a. wird der Einsatz von kleinen Blockheizkraftwerken (BHKW) wieder gefördert. Das heißt, zusätzlich zu den Boni nach KWK-Gesetz, das nach wie vor Bestand hat, gewähren KfW beziehungsweise Bafa für diese effiziente Form der Strom- und Wärmeerzeugung beträchtliche Zuschüsse.

Die Zahlungen basieren auf dem im Januar 2012 vom Bundesumweltministerium herausgegebenen „Richtlinien zur Förderung von KWK-Anlagen bis 20 kWel “. Mit dieser Regelung sollen neben der Novelle des KWK-Gesetzes zusätzliche Impulse für den breiten Einsatz auch von kleinen KWK-Anlagen gegeben werden.

Neue BHKW bis 20 kWel in Bestandsbauten können nach diesem Förderprogramm einen einmaligen Investitionszuschuss erhalten, der nach der elektrischen Leistung der Anlagen gestaffelt ist. So erhalten z. B. sehr kleine, für Ein- und Zweifamilienhäuser besonders geeignete Anlagen, mit einer Leistung von 1 kWel 1500 Euro, große Anlagen mit 19 kWel hingegen 3450 Euro.

Die Anforderungen der EU-KWK-Richtlinie für Kleinstanlagen müssen deutlich übertroffen werden. Die Primärenergieeinsparung muss für Anlagen kleiner 10 kWel mindestens 15 % und für Anlagen von 10 kWel bis einschließlich 20 kWel mindestens 20 % betragen. Außerdem ist ein Gesamtnutzungsgrad von mindestens 85 % einzuhalten. Weitere Anforderungen sind das Vorhandensein eines Wärmespeichers, mit einem Energiegehalt von mindestens 1,6 kWh pro 1 kWth, einer Steuerung und Regelung für eine wärme- und stromgeführte Betriebsweise, inklusive eines intelligenten Wärmespeichermanagements sowie eines Messsystems zur Bestimmung des aktuellen Strombedarfs für Anlagen ab 3 kWel. Weitere Informationen sind auf der Website www.ecpower.de erhältlich.

Knappe Ressourcen und der globale Klimawandel stellen die Welt vor enorme Herausforderungen. Um sie erfolgreich zu bewältigen, ist nachhaltiges Handeln in allen Lebensbereichen erforderlich. D. h., die heutigen Bedürfnisse zu befriedigen, ohne die natürlichen Lebensgrundlagen kommender Generationen zu be-

Passend zum aktualisierten BafaFörderprogramm: Das neue BHKWModul „XRGI 20“ leistet modulierend bis 20 kWel und 40 kWth. Der Gesamtwirkungsgrad beträgt laut Werk 96 % ohne Brennwertnutzung der Abgase (Brennwertnutzung optional).

Wie das „XRGI 15“ mit 15/30 kWel/th basiert auch die 20-kWVersion auf dem bewährten ToyotaMotor. Bewährt heißt: Der Hersteller EC Power räumt für das Aggregat eine Gewährleistung von 5 Jahren ein.

Bild: EC Power

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Die Homepage der „Allianz pro Nachhaltigkeit“ bietet gebündelte, leicht verständliche Informationen zum nachhaltigen Bauen, Modernisieren und Wohnen.

einträchtigen. Jeder Einzelne kann seinen Beitrag leisten – durch möglichst sparsame Nutzung der natürlichen Ressourcen, Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz und den verantwortungsvollen Umgang mit der Umwelt.

Die breite und umfassende Information der Öffentlichkeit ist eine wichtige Voraussetzung, um dieses Ziel zu erreichen.

Dazu hat Viessmann die „Allianz pro Nachhaltigkeit“ ins Leben gerufen, der neben führenden Herstellern nachhaltiger Produkte aus der Gebäudetechnik und der Baustoffbranche auch Partner aus Forschung und Wissenschaft angehören. Als zentrale Informationsplattform wurde die Internet-Homepage www.allianz-pro-nachhaltigkeit.de eingerichtet.

Das neue Online-Angebot sammelt und bündelt Informationen zu den Themen nachhaltiges Bauen, Wohnen und Modernisieren, die bisher nur unvollständig oder in zu komplexer Form zur Verfügung standen. Aufgezeigt werden verlässliche Perspektiven für eine nachhaltige Gebäudeausstattung mit marktverfügbaren energieeffizienten Systemen und Erneuerbaren Energien. Konkrete Umsetzungsbeispiele liefern Ideen und Anregungen, wie der Modernisierungsstau ohne Vorgaben und Zwänge aufgelöst werden kann. Darüber hinaus dient die Online-Plattform dem Austausch von aktuellen Informationen und wissenschaftlichen Beiträgen.

Langfristiges Ziel der „Allianz pro Nachhaltigkeit“ ist zum einen das Erreichen eines nachhaltigen Umgangs mit den natürlichen Ressourcen und zum anderen eine CO2 -neutrale Gebäudeversorgung. Das Thema Nachhaltigkeit soll in den Alltag der Gesellschaft transportiert und dort verankert werden.

IKZ-ENERGY Spezial-Ausgabe 1/2012

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FIRMEN & FAK TEN

Kurz notiert

VW

Millionen für regenerative Energien Das Thema Energie wird nach Ansicht von VW-Chef Martin Winterkorn immer mehr zur „Schlüsselfrage für Wirtschaft und Gesellschaft“. Nachhaltigkeit sei ein „Motor für Wachstum und Innovation“, sagte der Vorstandsvorsitzende der Volkswagen AG beim „19. Münchner Management Kolloquium“. Gleichzeitig stelle dieses Ziel aber auch eine „gewaltige Kraftanstrengung, sowohl finanziell als auch technologisch“ dar. Um es zu erreichen, investiere VW bis 2016 weltweit 62,4 Mrd. Euro. Allein den Ausbau regenerativer Energien lasse sich der Wolfsburger Konzern 600 Mio. Euro kosten. „Ohne saubere Energie keine nachhaltige Produktion“, brachte Winterkorn die Devise des Konzerns auf den Punkt. Ziel sei, die Produktion bis 2018 um 25 % umweltfreundlicher zu machen. Dies sei eine „weltweite Aufgabe“, schließlich sei kaum ein anderer Autobauer so global aufgestellt wie VW mit seinen mehr als 500 000 Mitarbeitern auf fünf Kontinenten.

Jedes neue Fahrzeuge werde 15 bis 20 % effizienter werden, kündigte Winterkorn an. Der Leichtbau sei ein „wesentlicher Stellhebel“ für weniger Verbrauch.

EINIGUNG ZU EFFIZIENZRICHTLINIE

VFF & BF

Durchbruch für deutsche Wirtschaft

Studie „Mehr Energie sparen mit neuen Fenstern“

Im Juni stimmten die EU-Mitgliedsstaaten den Ratsvorschlägen für eine neue Energieeffizienzrichtlinie zu. Nach fast einem Jahr Verhandlungen gab auch Deutschland grünes Licht. Die Deutsche Unternehmensinitiative Energieeffizienz e. V. (DENEFF) begrüßt die Einigung als wichtigen Schritt für Wachstum und Versorgungssicherheit der europäischen und deutschen Volkswirtschaft.

Christian Noll, geschäftsführender Vorstand der DENEFF: „Der gefundene Kompromiss ist zwar nicht der avisierte große Wurf für mehr Energieeffizienz in Europa, aber ein Schritt in die richtige Richtung. Er lässt ausreichend Flexibilität zu und ist keineswegs überambitioniert. Gerade in Deutschland ist Energieeffizienz der Kostenairbag für die Energiewende. Das Beispiel der Dänen, welche als Ratspräsidenten die Verhandlungen für die Mitgliedstaaten geführt haben, zeigt, dass auch hier erst große Skepsis von Seiten der Industrie und Versorger zu hören war, diese jedoch mittlerweile eine Verdopplung der Effizienzziele fordern. Wir begrüßen ausdrücklich, dass die Bundesregierung diesem Entwurf nach anfänglicher Zurückhaltung nun wohl doch zustimmen wird. Wer weiter behauptet, dass durch mehr Effizienz die Energiepreise steigen, hat die grundlegenden Prinzipien von Angebot und Nachfrage nicht verstanden.“ Warnungen, dass der Text absolute Verbrauchsgrenzen enthalte, sind unbegründet. Anstelle von Einsparverpflichtungen für Energieversorger haben die Mitgliedssaaten die Wahl alternative Maßnahmen zu ergreifen, kommentiere die DENEFF die Einigung. „Es kommt jetzt darauf an, dass Deutschland bei der Umsetzung mit seiner nationalen Energieeffizienzpolitik Vorbild in Europa wird, um die europäischen und die eigenen energiepolitischen Ziele zu erreichen“, so Noll weiter. Hintergrund ist, dass statt der angepeilten 20 % Energieeinsparungen bis 2020 nun voraussichtlich nur 15 % durch die Maßnahmen der Richtlinie erreicht werden. Den Rest müssten die Mitgliedsstaaten durch ambitioniertere nationale Effizienzpolitik erreichen.

Seit 2005 geben der Verband Fenster + Fassade (VFF), Frankfurt, und der Bundesverband Flachglas (BF), Troisdorf, gemeinsam eine Studie zur Gebäudemodernisierung mit neuen Fenstern heraus.

Unter dem Titel „Mehr Energie sparen mit neuen Fenstern“ ist sie jetzt in komplett überarbeiteter Version erschienen.

Die 14 Druckseiten umfassende Studie beleuchtet zunächst den Fensterbestand in Deutschland. Von insgesamt 581 Mio. FensterEinheiten (1 FE = 1,3 m x 1,3 m = 1,69 m²) sind danach noch 25 Mio. mit Einfachglas ausgestattet, 52 Mio. sind (energetisch nicht ertüchtigte) Verbund- und Kastenfenster, und 235 Mio. besitzen noch unbeschichtetes Isolierglas. Das Modernisierungspotenzial umfasst also gewaltige 312 Mio. FE; nur 257 Mio. FE sind mit Zweischeiben- und 12 Mio. FE mit Dreischeiben-Wärmedämmglas ausgestattet.

Die technischen Grundlagen zur Ermittlung des Einsparpotenzials durch Fenstertausch wurden gegenüber den Vorläuferstudien modernisiert. So wird jetzt von einer Gasheizung mit Brennwerttechnik ausgegangen; die AnnahDer Fenstertausch lohnt sich, so das Ergebnis me eines bereits teilder Studie. sanierten Gebäude-

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bestandes schlägt sich in einem entsprechenden Gradtagszahlfaktor nieder. Eine weitere, wesentliche Änderung: Bei der Berechnung der Einsparung wurden jetzt nicht mehr nur die Wärmeverluste (U-Wert), sondern auch die solaren Gewinne (g-Wert) einbezogen. „Da die Berücksichtigung dieser kostenlosen Energiegewinne ein zentrales politisches Anliegen unserer beiden Verbände ist, war diese Umstellung nur konsequent“, sagt VFF-Geschäftsführer Ulrich Tschorn. „Weil Beschichtungen den g-Wert gegenüber alten, schlecht Wärme dämmenden Gläsern reduzieren, errechnen sich mit der neuen Methode allerdings etwas geringere Einsparungen. Mit insgesamt 7,2 Mrd. m³ Erdgas und 17,6 Mio. Tonnen CO2 pro Jahr ist das Potenzial des Fenstertausches in Deutschland trotzdem gewaltig“, so Tschorn.

Schon frühere Versionen der Studie hatten Aussagen zur Wirtschaftlichkeit des Fenstertausches gemacht, damals noch in Form von Amortisationszeiten. Die aktuelle Neubearbeitung wählt eine andere Methode, die sich seit einem entsprechenden Bericht von Professor Wolfgang Feist für das Bauministerium 2007 durchgesetzt hat: Sie setzt die Kosten des neuen Fensters in Relation zur Energiemenge, die über seine Lebensdauer eingespart wird. Das Ergebnis: Durchschnittlich 0,045 Euro kostet es, eine kWh Ener-

gie durch ein modernes Fenster im Vergleich zu einem einfachverglasten Altfenster einzusparen. „Da die kWh Energie sowohl bei Erdgas- als auch bei Ölheizungen schon heute etwa 0,070 Euro kostet, ist der Austausch eines Fensters mit Einfachglas gegen ein modernes Fenster mit Dreifach-Wärmedämmglas also sehr wirtschaftlich“, erläutert der Geschäftsführer des BF, Jochen Grönegräs.

Eine weitere Neuerung der Studie: Es werden nicht mehr ausschließlich die Vollkosten, sondern auch die Mehrkosten der energetischen Sanierung gegenüber einer „Sowieso-Maßnahme“ zur Fenstersanierung wegen Funktionsstörung oder Verschleiß dargestellt. Das Ergebnis dieser Betrachtung könnte man kurz so zusammenfassen: Wenn sanieren, dann aber auch richtig! Denn es zeigt sich, dass es wirtschaftlich ist, gleich ein hochwertiges Fenster mit Dreifach-Wärmedämmglas zu nehmen statt des nach der aktuellen EnEV mindestens geforderten Fensters mit einem UW von 1,3 W/(m²K). Die Berechnungen wurden übrigens durchgeführt von Prof. Gerd Hauser (TU München) und Dr. Rolf-Michael Lüking (Uni Kassel).

Die Studie ist über die Geschäftsstellen von BF und VFF bzw. über die Internet-Seiten www.window.de und www.bundesverband-flachglas.de zu beziehen, sowohl in gedruckter als auch in Dateiform.

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FVEE

VIESSMANN

Wege zur nachhaltigen Energieversorgung

Würdigung des strategischen Nachhaltigkeitsprojekts

2020 soll der Anteil der Erneuerbaren Energien in Deutschland 18 % betragen, 2050 könnte er schon bei 100 % liegen. Dies ist nicht nur ein Quantitätszuwachs, sondern bedeutet einen vollständigen

Für ihr strategisches Nachhaltigkeitsprojekt „Effizienz Plus“ ist die Viessmann Group mit dem „ENERGY GLOBE Award for Sustainability for Germany“ ausgezeichnet worden. Der Preis wird von der österreichischen Stiftung ENERGY GLOBE Foundation vergeben und gilt als weltweit renommierter Umweltpreis.

Die Verleihung fand am Viessmann Unternehmensstammsitz in Allendorf (Eder) statt. Der österreichische Handelsdelegierte für Hessen, Nordrhein-Westfalen, Rheinland-Pfalz und das Saarland, Christoph Sturm, übergab die Urkunde an Manfred Greis, Viessmann Generalbevollmächtigter und verantwortlich für die Unternehmenskommunikation.

Aus fast 1200 Projekten in 115 Ländern hat die international besetzte Jury unter Vorsitz der ehemaligen indischen Umweltministerin Maneka Gandhi „Effizienz Plus“ für den ENERGY GLOBE Award Deutschland ausgewählt. Damit wird gewürdigt, dass es Viessmann mit dem Projekt gelungen ist, den Verbrauch fossiler Energie um zwei Drittel und den CO2 -Ausstoß um mehr als 80 % zu senken. Damit zeigt das Unternehmen am eigenen Beispiel, dass die energie- und klimapolitischen Ziele der Bundesregierung für 2050 schon heute erreicht werden können.

Positiv wurde von der Jury hervorgehoben, dass sich das Viessmann Nachhaltigkeitsengagement auch auf die anderen Standorte des Unternehmens erstreckt. So wurde für die Neubauten der Viessmann Verkaufsniederlassungen ein CO2 -neutrales Konzept nach dem Gold-Standard der Deutschen Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen (DGNB) entwickelt, das in Herford und Plattling schon umgesetzt wurde. Darüber hinaus sind auch bei den österreichischen Gruppenfirmen Köb und Mawera bereits die Weichen für eine CO2 -neutrale Energieversorgung gestellt.

Alle Preisträger des ENERGY GLOBE Award sowie weitere ausführliche Informationen zum Preis und zur Stiftung ENERGY GLOBE Foundation sind unter „www.energyglobe.com/award“ abrufbar.

Umbau – eine Transformation – des gegenwärtigen Energiesystems in technischer, wirtschaftlicher, rechtlicher und sozialer Hinsicht.

Ziel der Transformation ist eine nachhaltige Energieversorgung.

Im neu erschienenen Tagungsband „Transformationsforschung für ein nachhaltiges Energiesystem“ konkretisieren Wissenschaftler des ForschungsVerbunds Erneuerbare Energien (FVEE) die hierfür notwendigen Schritte.

Das Energiesystem der Zukunft wird nach dem Willen der Bundesregierung geprägt sein von fluktuierenden Energien, Dezentralität und intelligenten Netzen. Um in diesem System Versorgungssicherheit und Netzstabilität zu gewährleisten, ist eine intelligente Steuerung der Sektoren Strom, Wärme, Kraftstoff und Energiespeicher notwendig. Dabei reicht es nicht aus, regenerative Energien in das bisherige System zu integrieren. Eine nachhaltige Energieversorgung erfordert vielmehr eine Transformation des gesamten Energiesystems.

Die „Transformationsforschung für ein nachhaltiges Energiesystem“ war Schwerpunkt auf der Jahrestagung des FVEE Ende 2011 (BINE Informationsdienst berichtete). Im jetzt erschienenen Tagungsband zeigen die Wissenschaftler die Meilensteine der Transformation bis 2050 auf, stellen die technologischen und ökonomischen Prozesse vor und legen dar, wie die Bevölkerung in den Umbau einbezogen werden kann. In weiteren Beiträgen erläutern Vertreter des Bundeswirtschafts- und des Bundesumweltministeriums, wie die Bundesregierung die Energiewende umsetzen will.

Zusätzlich enthält die Broschüre einen Gastvortrag von Prof.

Dr. Hans Joachim Schellnhuber, Vorsitzender des Wissenschaftlichen Beirats der Bundesregierung Globale Umweltveränderungen (WBGU). Der WBGU sieht den Umbau der Energiesysteme als eine Antwort auf die Herausforderungen von Klimawandel und Bevölkerungswachstum.

Auf der Webseite des FVEE (www.fvee.de) steht das Heft im Bereich „Publikationen“ als Download zur Verfügung und kann dort auch kostenfrei bestellt werden.

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Christoph Sturm (l.), Österreichischer Handelsdelegierter für Hessen, Nordrhein-Westfalen, Rheinland-Pfalz und das Saarland, übergab die Urkunde zum ENERGY GLOBE Award an Manfred Greis, Viessmann Generalbevollmächtigter und verantwortlich für die Unternehmenskommunikation.

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Das EE-PORTAL.EU wurde Anfang 2012 gegründet und ist ein auf EE sowie Energieeffizientes Bauen spezialisiertes Ausschreibungsportal.

EE�PORTAL.EU

Marktüberblick zum energieeffizienten Bauen Die Ausschreibungsplattform EE-PORTAL.EU (www.ee-portal.eu) stellt eine umfassende kostenfreie Datenbank zur Erneuerbaren Energiewirtschaft und dem Energieeffizienten Bauen zur Verfügung. Bauherren, Unternehmen und Planern ermöglicht die komfortable Suche eine hohe Markttransparenz sowie die einfache Einholung von Angeboten.

Anstelle mühsam im Internet zu suchen, findet der Nutzer auf www.ee-portal.eu tagesaktuelle aufbereitete Informationen zu Herstellern, Dienstleistern und Produkten. Das umfangreiche Branchenportal enthält ebenfalls Referenzobjekte, Fachartikel sowie eine umfangreiche Ausschreibungsdatenbank.

Ob PV-Anlage, Wärmedämmung oder Biogas: Bereits mehr als 10 000 Dienstleister, Hersteller und Handwerksbetriebe aus dem großen Spektrum der Erneuerbaren Energiewirtschaft sowie dem Energieeffizienten Bauen sind auf dem EE-PORTAL.EU gelistet. Detailreich gegliedert nach Gewerken, Region, Hersteller oder Produkt und ergänzt mit zahlreichen Referenzobjekten, lassen sich einfach und kostenfrei Informationen einholen und Angebote aus dem gesamten deutschsprachigen Raum vergleichen.

Die Datenbank wird laufend aktualisiert und hat den Anspruch, den umfassendsten Marktüberblick der Erneuerbaren Energiewirtschaft zu liefern. Ergänzt wird das Informationsangebot durch eine Artikelübersicht wichtiger Fachpublikationen und eine tagesaktuelle, kostenpflichtige Ausschreibungsdatenbank.

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IMPRESSUM Bezieher der „IKZ-ENERGY“ erhalten bei Abschluss eines KombiAbonnements mit „IKZ-HAUSTECHNIK“ einen um 25 % vergünstigten Bezugspreis zzgl. Versandkosten.

Mitglieder des Bundesverbandes WärmePumpe (BWP) e. V., des Industrieverbandes Technische Gebäudeausrüstung RheinlandPfalz / Saarland e. V., des Industrieverbandes Technische Gebäudeausrüstung Nordrhein-Westfalen e. V., des VGT – Gesamtverband Gebäudetechnik e. V. erhalten die IKZ-ENERGY im Rahmen ihres Mitgliedsbeitrages.

Magazin für Erneuerbare Energien und Energieeffizienz in Gebäuden IKZ-ENERGY erscheint im 6. Jahrgang (2012) www.ikz-energy.de · www.strobel-verlag.de Verlag STROBEL VERLAG GmbH & Co. KG Postanschrift: Postfach 5654, 59806 Arnsberg Hausanschrift: Zur Feldmühle 9-11, 59821 Arnsberg, Telefon: 02931 8900-0, Telefax: 02931 8900-38 Herausgeber Dipl.-Kfm. Christopher Strobel, Verleger Redaktion Chefredakteur: Hilmar Düppel Dipl.-Ing. (Architektur) und Dipl.-Wirt.-Ing. IKZ-ENERGY Redaktionsbüro Essen Im Natt 22 B, 45141 Essen Telefon: 0201 89316 - 60, Telefax: 0201 89316 - 61 E-Mail: h.dueppel@strobel-verlag.de Redakteur: Frank Hartmann Redaktions-Sekretariat: Birgit Brosowski Telefon: 02931 8900-41, Telefax: 02931 8900-48 E-Mail: redaktion@strobel-verlag.de Anzeigen Verkaufsleiter: Uwe Derr (verantwortlich) Anzeigenmarketing/Unternehmenskommunikation: Dipl.-Kfm. Peter Hallmann Anzeigendisposition: Anke Ziegler und Sabine Trost Anschrift siehe Verlag.

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