Verbesserung von Energieeffizienz und Komfort im Gebäudebetrieb durch den Einsatz prädiktiver Betriebsverfahren

Auf dem Gebiet der technischen Gebäudeausrüstung sind in den letzten Jahren viele neue Möglichkeiten der Energieversorgung und -verteilung entwickelt worden. Diese sind immer häufiger im Neubaubereich und teilweise auch schon in der Sanierung des Bestandes zu sehen.

Typische Beispiele sind Technologien zur Nutzung von Geothermie für die Gewinnung von Wärme und Kälte oder neue Systeme zur Energieverteilung wie zum Beispiel wasser- oder luftführende Systeme in Gebäudeteilen großer Masse, die so genannte Betonkernaktivierung. Auch neue Verfahren, die schon vorhandene Technik nutzen, sind entwickelt worden. Ein Beispiel hierfür ist die freie Nachtluftkühlung, die vorhandene Lüftungssysteme nutzt, um auch ohne den Einsatz von Klimaanlagen den Komfort im Gebäude innerhalb der geforderten Grenzen zu halten.

Langzeituntersuchungen haben jedoch gezeigt, dass die konventionelle Gebäudeautomation mit ihren vorhandenen Algorithmen nicht in der Lage ist, die möglichen Energieeinspar-Potenziale vollständig auszuschöpfen und nachhaltige Energiequellen optimal zum Einsatz zu bringen. Wenn Energiespeicher oder sehr träge Prozesse wie die Betonkernaktivierung im System vorhanden sind, tauchen weitere betriebsdynamische Fragestellungen wie optimale Speicherbeladung auf. Nur durch den Blick in die Zukunft in Form von Wetter- und Nutzungsprognosen lassen sich die hier auftretenden regelungstechnischen Probleme zufriedenstellend lösen.

Ziel dieses Vorhabens ist es, die möglichen Einflussbereiche zu identifizieren und zu beschreiben. Darauf aufbauend sind prädiktive Algorithmen und mathematische Optimierungsverfahren für die Gebäudeautomation zu entwickeln, die in der Lage sind, trotz der beschriebenen Probleme und Herausforderungen, einen im Sinne der Energieeffizienz, der Nachhaltigkeit und des Komforts optimalen Gebäudebetrieb zu ermöglichen.

Hierfür ist es notwendig, für den jeweiligen Standort der Gebäude individuell angepasste Wetterprognosen verfügbar zu machen. Dazu soll ein neues Verfahren entwickelt und erprobt werden, Wetterprognosen über Langwellenfunk zu empfangen und vor Ort mit Hilfe von Wettermessdaten für den jeweiligen Standort hinsichtlich Präzision und Detailierungsgrad zu optimieren.

Nach Abschluss des hier beantragten Projektes sollen die Ergebnisse in der Praxis erprobt werden.