Integrative Steuerungs- und Hydrauliklösungen
Das digitale Zeitalter und die Entwicklung der Gebäudetechnik war der Themenschwerpunkt beim 2. Sanierungsforum der Plattform Partnerbetrieb Traumhaus Althaus bei der Firma Walter Bösch GmbH in Lustenau.
Die Mitglieder der Plattform Partnerbetrieb Traumhaus Althaus waren beim 2. Sanierungsforum zum Gast bei Partnerbetrieb Walter Bösch GmbH.
1932 von Ing. Walter Bösch in Lustenau als Einmannbetrieb gegründet ist die Firma heute eine der innovativsten Komplettanbieter von Heizungs- Klima- und Lüftungstechnik in Vorarlberg.
Die Referate im Überblick:
Heizlastvergleiche: Die richtige Auslegung von Wärmepumpe mit Erdsonde und Speicher
Michael Braun und Thomas Roßkopf, Energieinstitut Vorarlberg
„Welches ist die passende Heizlastberechnung für Wärmepumpenanlagen?“
Viele installierte Wärmepumpen sind überdimensioniert. Sie laufen kürzer und mit höherer Leistung als richtig dimensionierte. Das führt zu ineffizientem Betrieb, überdimensionierten Erdsonden und überhöhten Investitionskosten. Als Grund werden oftmals die unterschiedlichen Berechnungsverfahren und Normen für die Gebäudeheizlast genannt.
Verschiedene Verfahren zur Heizlastermittlung
An drei unterschiedlichen Mustergebäuden wurden deshalb Berechnungen durchgeführt, um folgende vier Verfahren zur Heizlastermittlung detailliert zu vergleichen:
Die Heizlastermittlung nach ÖNORM H7500-3:2014 und Passivhaus Projektierungspaket (PHPP) funktioniert nach dem vereinfachten Hüllflächenverfahren, bei welchem das Gebäude als eine Zone betrachtet wird. Es werden also nur die Außenhüllflächen des Gebäudes betrachtet und nicht die Innenwände und Zwischendecken zwischen den einzelnen Innenräumen. Beide Verfahren setzen für den gesamten Innenraum eine einheitliche Innentemperatur und Luftwechselrate an, unabhängig der Nutzung.
Bei den Heizlastverfahren nach ÖNORM H7500-1:2015 (EN 12831) und SIA 384.201:2005 wird eine detaillierte, raumweise Heizlastberechnung durchgeführt. Dabei werden die Innenräume mit den ihnen zugeordneten Außenhüllflächen und den Innenwänden und Zwischendecken einzeln abgebildet. Den einzelnen Innenräumen können dabei in Abhängigkeit ihrer Nutzung eigene Innentemperaturen und Luftwechselraten zugeordnet werden.
Größeres Speichervolumen erhöht Versorgungssicherheit
Ausgangssituation an einem Beispielgebäude ist eine kombinierte Wärmepumpe mit 45 kW Heizleistung, welche die Wärmebereitstellung für das Warmwasser- und Heizungssystem übernimmt. Kombiniert ist diese Wärmepumpe mit einem 2.500 Liter Pufferspeicher, welcher zu jeweils 50% aus einem Niedertemperaturbereich für die Heizung und einem Hochtemperaturbereich für das Warmwasser besteht.
Mehr Speicher heißt geringerer Leistungsbedarf
Eine detaillierte Untersuchung zeigt, dass die Heizleistung der Wärmepumpe mit gleichbleibender Versorgungssicherheit von 45 auf 30 kW reduziert werden kann, wenn das Pufferspeichervolumen von 2.500 auf 3.250 Liter erhöht wird. Die Anzahl Einschaltungen reduziert sich dabei etwa um ein Achtel und die Laufzeit erhöht sich etwa um ein Viertel.
Fazit:
- Die berechnete Gebäudeheizlast nach PHPP ist am geringsten und doch am nächsten zur Realität, da interne und passiv solare Wärmegewinne berücksichtigt werden. Zudem wird nicht die minimale Außentemperatur gemäß Normvorgaben nach ÖNORM bzw. SIA zur Berechnung herangezogen, sondern ein ermittelter Tagesdurchschnitt unter Berücksichtigung von Gebäudekennwerten.
- Eine Verringerung der Heizleistung der Wärmepumpe erhöht die Laufzeit und verringert die Anzahl Einschaltungen.
- Die Heizleistung lässt sich mit gleichbleibender Versorgungssicherheit um ein Drittel verringern, wenn das Speichervolumen um 30% erhöht wird.
Smart Home: Vom Kundenwunsch zur Realisierung
Pascal Madlener von der Firma Dorfelektriker informierte über Smart Home - Lösungen:
"Der Grundgedanke eines „smarten Zuhauses“ liegt darin, dem Nutzer möglichst viele Handgriffe im Alltag abzunehmen. So bleibt mehr Zeit für die wichtigen Dinge im Leben."
Ein Smart Home soll möglichst viele Bereiche bzw. Anwendungen im Eigenheim miteinander vernetzen. Von der Beleuchtung, Beschattung, Heizung, Sicherheit bis hin zu Multimedia und Energiemanagement kann alles in ein System integriert werden.
Alle Gewerke können auf einer Oberfläche vereint werden, wobei vor allem die Usability (Benutzerfreundlichkeit) im Vordergrund stehen soll.
Ein smart Home kann, gerade, wenn viele Anwendungsbereiche in das System integriert werden sollen, recht komplex werden. Hierbei sollte trotz Einführungsgespräch mit dem Kunden immer darauf geachtet werden, dass die Bedienung und das Konzept hinter dem smarten Zuhause so einfach als möglich gehalten werden.
Erfolgreiche Smart Home Anlagen können nicht nur Zeit sondern auch Geld sparen. Ein interessantes Praxisbeispiel stellt ein EFH in Rankweil dar. Hierbei sind die Steuerung der Jalousien und das Energiemanagement perfekt aufeinander abgestimmt und erhöhen dadurch die Lebensqualität der Bewohner. Zudem wird die zentrale Steuerung zur Überwachung der Effektivität der Wärmepumpe verwendet sowie ein intelligentes Lastmanagement realisiert.
Das Überwachen der Wärmepumpe erfolgt mittels Echtzeitberechnung von COP und JAZ, welche über die Impulse des WMZ sowie einer Leistungsmessung berechnet werden.
Beim intelligenten Lastmanagement werden Komponenten wie beispielsweise ein E-Heizstab abhängig vom Überschuss der vorhandenen PV-Anlage gesteuert.
Fazit und Ausblick:
Mit dem rasanten Fortschritt der Technik steigen auch die Möglichkeiten eines smarten Zuhauses. Es wird daher wichtig sein, ein noch besseres Bewusstsein beim Kunden bezüglich der komplexen Technik im Hintergrund zu schaffen.
Ein anderer Bereich, der in der Zukunft vermehrt kommen wird, ist die „technische“ Bauleitung. Diese koordiniert die gesamten technischen Schnittstellen zwischen den einzelnen Gewerke
- Tipp 1: Bei einer Planung eines Smart Home System sollte das Augenmerk auf ein intelligentes, durchdachtes Konzept gelegt werden, da der Grundgedanke ansonsten verloren gehen kann.
- Tipp 2: Wichtig bei der Anschaffung eines Smart Home Systems ist, dass man sich beim Experten über die Investitions- aber auch laufenden Kosten (Updates, Wartung) informiert.
- Tipp 3: Der Zukunft sind so gut wie keine Grenzen gesetzt. Gerade deshalb sollte man sich den Grundgedanken eines möglichst durchdachten und „einfachen“ smarten Eigenheims immer vor Augen führen.
Hydraulischer Abgleich - ungenutzes Potential zur Heizungsoptimierung am Beispiel von vier größeren Objekten
Markus Kaufmann, Energieinstitut Vorarlberg
Wer kennt es nicht?
Die Heizkörper werden nicht warm, lassen sich nicht regeln, machen komische Geräusche und eine thermische Behaglichkeit ist nicht gegeben.
Diese Störungen bedeuten aber auch, dass mehr geheizt werden muss und deshalb auch mehr Energie als notwendig verbraucht wird.
Bei einer nicht abgeglichenen Anlage weisen die Leitungen einen unterschiedlichen Widerstand und Durchfluss auf. Dies hat zur Folge, dass manche Heizkörper einfach nur kalt bleiben und andere wiederum zu heiß werden.
Die Lösung bringt der hydraulische Abgleich. Mittels Durchflussbegrenzer kann der Durchfluss und somit der Widerstand in der Wärmeverteilung optimiert und abgeglichen werden
In vier Projekten mit 30 bis 200 Heizkörpern wurden in einer Versuchsreihe die hydraulischen Abgleiche durchgeführt und dokumentiert.
Die Kosten betrugen ungefähr € 100,- pro Heizkörper und € 1000,- für die Durchführung. Ein kompletter Abgleichprozess dauert in der Regel sechs bis zwölf Stunden - immer abhängig von der Anzahl der Heizkörper und der Qualität des hydraulischen Systems.
Fazit:
Nach Abschluss des Projekts konnten folgende fünf Punkte festgehalten werden:
- Effizienz erhöht
Durch Optimierung der Vor- und Rücklauftemperatur (Erhöhung der Spreizung) wurde die Effizienz der Heizsysteme erhöht
- Mängel entdeckt
Entdeckt und behoben wurden Mängel wie vertauschte Vor- und Rückläufe, fehlerhafte Temperaturfühler und ineffiziente Pumpen.
- Investitionen ausgelöst
Jeder Abgleich zog weitere Investitionen in Effizienz oder Mängelbehebung nach sich.
- Komfort gesteigert
Gleichbleibende Temperaturen und ein funktionierendes, eingeregeltes Heizsystem erleichtern die Arbeit der Hauswarte und verbessern den Komfort der Nutzer.
- Betriebskosten gesenkt
Durch das Absenken der Rücklauftemperatur kommen Gasbrenner in den Kondensationsbereich. Weniger benötigtes Wasser verringert die Kosten für Pumpenstrom.
Integrative Steuerungslösung für HLS-Systeme im Wohn- und Gewerbebau“
Gernot Bereuter, Walter Bösch GmbH
Die Firma Walter Bösch GmbH liefert wirtschaftliche, nachhaltige und effiziente Gesamtsysteme für Jedermann. Ob im Einfamilienhaus bis hin zu Großprojektenkann aufgrund des umfangreichen Leistungsangebotes abgestimmte und optimierte Gebäudetechnik aus einer Hand angeboten werden.
Zu den drei wichtigsten Einflussfaktoren am Markt zählt ganz klar das Energieeffizienzgesetz Effg mit der verpflichtenden Energieeinsparung für Energieversorger, Energieaudits zur Bewusstseinsbildung für Betriebe sowie die Vorbildwirkung und die Dokumentation der Energieverbrauchdaten. Gernot Bereuter erklärt:
„ Wir müssen klarere Abstimmungen zwischen den Gewerken finden, um den Kunden mehr zufrieden zu stellen.“
Um das zu schaffen benötigt es die Entwicklung und den Fortschritt. Ausschlaggebend für die Entwicklung der Baubranche ist das Building Information Modeling (BIM). BIM ist eine Methode der optimierten Planung, Ausführung und Bewirtschaftung von Gebäuden. Es hilft nicht nur zu einer digitalen Darstellung sondern dient als gemeinsame „Wissensdatenbank“ jedes einzelnen Gebäudes und dient als Grundlage für Entscheidungen des Gebäudelebenszyklusses.
Auf die Anforderungen für die unterschiedlichen Kunden muss hohes Augenmerk gelegt werden.
Zum Beispiel der Kunde aus dem Bereich Wohnbau: Die Anforderungen beziehen sich in der Regel auf leistbare Wohneinheiten mit technisch minimalsten Anforderungen, nachhaltige Anlagenbetreuung durch externe Personen und dies alles zu einem attraktiven Preis.
Fazit und Ausblick:
- Die Abstimmung der Gewerke wird und muss mittelfristig noch stärker an Bedeutung gewinnen.
- Die Ziele und Vorgaben der verschiedenen Kunden sind zu berücksichtigen.
Gesamtpakete für haustechnische Lösungen von der Einreichungsplanung bis hin zur Betreuung der Anlage werden in Zukunft den Erfolg eines jeden Unternehmens ausmachen.
Effiziente Geothermie in Neubau und Sanierung
Roland Satzger, Firma I+R Geotech GmbH
Im Inneren unserer Erde liegt eine beinahe unerschöpfliche Energiequelle Namens Erdwärme. Das Beste daran ist, dass diese kostenlose Ressource für alle zugänglich ist. Wenn man von Effizienter Geothermie spricht, kann man von vielen positiven Aspekten profitieren. Zum Beispiel:
- Ob zum Heizen oder zum Kühlen es handelt sich hierbei um eine regenerative Energiequelle.
- Eine Umsetzung vom EFH bis zu Großprojekten ist möglich.
- Durch eine Reduzierung der Energiekosten und Förderungsmöglichkeiten von Land und Bund können Kosten eingespart werden.
- Durch die Unabhängigkeit von fossilen Energieträgern leistet man einen ökologischer Beitrag zur Energiewende und zur Reduktion des CO2 Ausstoßes.
Wichtig bei der Vorplanung einer Geothermieanlage sind unter anderem:
Der 4 m Mindestabstand von der Sonde bis zur Grundstücksgrenze.
Schutzgebiete und Quellen müssen bei der Erdwärmesondenplanung berücksichtigt werden.
Bei der Auswahl der Sondenstandorte sind zu den bestehenden Versorgungsleitungen Mindestabstände einzuhalten.
Für die Zufahrt zu den Bohrpunkten braucht es einen befestigten Untergrund.
Tipp für den Bauherrn:
- Der Mindestabstand zwischen den Sonden beträgt 8 m. Bei einem größeren Abstand wird die Effizienz der Sonden erhöht.
- Wichtig bei der Planung und Auslegung der Geothermieanlage sind nicht nur die verschiedenen Bedarfsberechnungen (Heizlast, Warmwasser und Kühlbedarf) sondern auch die Berücksichtigung eventueller Solar- oder Photovoltaikanlagen.
- Bei kleineren Erdwärmesondenanlagen muss bei der Berechnung der Bohrmeter die maximale Entzugsleitung von 40 W/Bohrmeter eingehalten werden.
- Bei größeren Erdwärmesondenanlagen ab 1000 Bohrmeter wird vom Land ein Thermo- Response Test gefordert. Mit dem Thermo Response Test werden über die gesamte Erdwärmesondenlänge Messdaten erfasst. Berücksichtigt werden alle thermischen Einflüsse, wie die Wärmeleistung des Untergrundes, die vorhandene Grundwasserströmung und die Erdwärmesonde mit der Hinterfüllung vom Bohrloch.
Empfehlungen für eine effiziente Geothermieanlage:
- Der Hydraulische Abgleich sollte bei einer Geothermieanlage unbedingt durchgeführt werden.
- Eine bestehende Fußbodenheizung kann im Sommer auch zum Kühlen verwendet werden.
- Bei Sanierungen muss höheres Augenmerk auf das Wärmeabgabesystem gelegt werden.
- Eine geringere Vorlauftemperatur erhöht die Effizienz der Wärmepumpe.
- Bei einer niedereren Vorlauftemperatur können bestehende Heizkörper zu wenig Heizleistung erzeugen. Beim Heizkörpertausch kann auch ein Umluftkonvektor verwendet werden. Mit ihm kann man auch im Sommer kühlen.
„Die Erde schickt uns keine Rechnung! Jetzt umsteigen und unabhängig sein von fossilen Brennstoffen“
KNX: Potentiale, absehbare Entwicklungen und realisierte
Beispiele“
Thomas Fink, FiTh Elektrotechnik
KNX Secure ist die erste Technologie, welche die höchsten Sicherheitsanforderungen nach dem Verschlüsselungsstandard AES 128 erfüllt. Bei dem AES 128 (Advanced Encryption Standard) handelt es sich um ein symmetrisches Verschlüsselungsverfahren.
Der Bedarf an Komfort und Vielseitigkeit beim Management von Heizungs-, Beleuchtungs- und Zugangskontrollsystemen wächst. Gleichzeitig wird der effiziente Umgang mit Energie immer wichtiger. Die Menschen wollen einen komfortablen, nachhaltigen und sicheren Ort zum Leben und Arbeiten. Ein höheres Maß an Komfort und Sicherheit bei gleichzeitig geringerem Energieverbrauch kann man aber nur durch intelligente Steuerung und Überwachung aller eingesetzten Produkte erreichen.
Datenschutz ist ein heiß diskutiertes Thema. Ein Heim- oder Gebäudeautomationssystem ist mit Risiken verbunden. Warnungen vor Angriffen auf Netzwerke sollten nicht bagatellisiert werden. Die Gefährdungslage ändert sich je nachdem, ob es sich um ein Smart Home oder ein Smart Building handelt.
Intelligente Anwendungen in Gebäuden werden immer vielseitiger. Zutrittsmanagement, Torsteuerungen und Alarmanlagen können mögliche Ziele sein. Wenn findige Kriminelle eine Sicherheitslücke finden, können sie Telegramme kopieren, Türen aus der Ferne öffnen oder sogar die Alarmanlage deaktivieren. Hacker könnten ungeschützte Daten von Anwesenheitsmeldern, Energieverbrauchern und Verwaltungsprogrammen einsehen und für böswillige Zwecke nutzen. Auch die Manipulation von Beleuchtungssteuerungssystem, Heizungsregelungsanlagen und anderen Prozessen in der Gebäudetechnik stellt ein potenzielles Risiko dar.
Um diesen Hackern keine Chance zu geben, hat KNX den höchsten Schutzstandard in der aktuellen Technologie implementiert. KNX Secure wurde entwickelt, um auf die aktuellen und zukünftigen Herausforderungen der Cybersicherheit in der Gebäudeautomation zu reagieren
Diese Veranstaltung wird im Zuge von GreenSan durchgeführt. GreenSan ist ein Projekt von Energieinstitut Vorarlberg, Energie- und Umweltzentrum Allgäu (eza!), Klimaschutz- und Energieagentur Baden-Württemberg (KEA), Energieagentur Ravensburg, Energieagentur St. Gallen und der baubook gmbh. Es wird gefördert von der Europäischen Union im Rahmen von Interreg Alpenrhein-Bodensee-Hochrhein und der Energieautonomie Vorarlberg.
