Smart Zonenregelung
Die Smart-Zonenregelung ermöglicht eine präzise Steuerung der Raumtemperatur und verbessert den Komfort sowie die Energieeffizienz von Gebäuden
Durch die separate Steuerung von Heizzonen ist es möglich, verschiedene Raumtemperaturen entsprechend der Nutzung und individuellen Anforderungen festzulegen. Intelligente Regelungssysteme können an das Verhalten der Nutzer und Umweltbedingungen anpassbar sein, um Energieeinsparungen zu realisieren. Die Einbindung einer intelligenten Zonenregelung in ein ganzheitliches Gebäudeautomatisierungssystem ermöglicht eine Optimierung der Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagentechnik.
Energieeffiziente Raumregelung durch smarte Zonensteuerung
Zu jeder Zeit in allen Räumen raumklimatische Behaglichkeit
Diese Zielsetzung ist klar und einfach ausgedrückt. Allerdings zeigen Erfahrungen, dass Auftraggeber in den meisten Fällen den Planern keine genauen Angaben machen können. Oft sind die Details nicht rechtzeitig geklärt. Kosten spielen ebenfalls eine wichtige Rolle im Bauprozess, und es ist offensichtlich, dass eine ausgeklügelte Regelungstechnik teurer ist als eine Standardlösung. Daher wird die Anlage so entworfen und gebaut, wie es zum Zeitpunkt der Planung am besten möglich ist.
Im Betrieb stellt sich heraus, dass es besser gewesen wäre, eine intelligente Lösung zu wählen, auch wenn sie teurer gewesen wäre. Jetzt muss improvisiert werden, was eine große Herausforderung sein kann, besonders da solche Herausforderungen oft an den Facility Manager herangetragen werden, da Raumbelegungen, funktionale Änderungen und Raumumgestaltungen an der Tagesordnung sind. Doch es hilft nicht, das Versäumnis zu beklagen.
Nehmen wir nun an, dass uns ein klares und endgültiges Raumkonzept vorliegt. Ein intelligentes Regelungskonzept ist zweifellos erforderlich, um sowohl ein angenehmes Raumklima im gesamten Bereich zu schaffen – was für den Nutzer das wichtigste Kriterium ist, unabhängig von Normen und Vorschriften – als auch hohe Energieeffizienz zu gewährleisten.
Dieses vorgeschlagene intelligente Regelungskonzept hat die Aufgabe, die einzelnen Komponenten der unterschiedlichen Nutzungszonen zu überwachen und einen energieeffizienten Gesamtbetrieb zu gewährleisten.
An dieser Stelle wird eine weitere Planungsanforderung sichtbar. Es ist verständlich, dass ein solches ganzheitliches Regelungskonzept nur dann realisiert werden kann, wenn die Planung von einer einzigen Stelle aus erfolgt. Besonders im öffentlichen Sektor, wo viele verschiedene Anbieter an den Aufgaben beteiligt werden sollen, führt die Aufteilung der Planung oft dazu, dass keine ganzheitliche und konsistent zusammenarbeitende Gesamtlösung erreicht wird. Aber auch hier nehmen wir an, dass eine ganzheitliche Herangehensweise die Grundlage sein sollte.
Die technische Entwicklung ermöglicht auf diese Weise
auch Komponenten, die eine bestimmte Realisierungsfirma selbst nicht herstellt, also am Markt „zusammengesucht“ werden,
die Vermeidung unnützer Schnittstellen,
Vereinfachung des Installationsaufwandes,
hohe Systemeffizienz
und schließlich einen raumklimatischen Komfort.
Vor allem im Wettbewerb um hochqualifizierte Arbeitskräfte streben Unternehmen danach, optimale Arbeits- und Aufenthaltsbedingungen zu schaffen. Ein wesentlicher Teil davon ist zweifellos die Gewährleistung eines angenehmen Raumklimas. Dies wird zukünftig umso bedeutsamer, je stärker die Außentemperaturen aufgrund des Klimawandels ansteigen. In Arbeitsumgebungen, in denen die Hitze die Produktivität beeinträchtigt, können keine sinnvollen Ergebnisse erzielt werden. Daher bleibt es unumgänglich, speziell gestaltete Lüftungs- und Klimadeckensysteme einzusetzen, um angenehme Temperaturen und eine gute Raumluftqualität zu gewährleisten. Wie bereits erwähnt, besteht eine zusätzliche Herausforderung darin, die Energieeffizienz sicherzustellen. Denn der Energieverbrauch verursacht im Laufe der Nutzungszeit deutlich höhere Gesamtkosten als die Kapitalkosten. Dies wird in der Zukunft verstärkt, da der Anteil der Klimatisierung weiter zunehmen wird und der Energieverbrauch für Kühlung etwa dreimal höher ist als der vergleichbare Verbrauch für Heizung. Um dieses Ziel zu erreichen, sind durchdachte Konzepte erforderlich.
mit denen die Abfuhr von Wärme- und Kühllasten über dezentrale, wasserführende Systemkomponenten realisiert wird,
Die Luftvolumenströme auf den hygienisch notwendigen (ausreichenden) Wert reduziert werden können.
Die Branche hat sich längst darauf eingestellt und bietet eine breite Palette entsprechender Produkte an. Diese können in der Regel ohne Schwierigkeiten auf die erforderlichen Anforderungsprofile abgestimmt werden. In der Praxis bedeutet das, dass für jede definierte Nutzungszone die Regelung erfolgen muss.
die Istwerte bezüglich der jeweiligen Personalbelegung,
die erforderliche Innentemperatur als Folge der Nutzungsart,
den Temperaturgang der Außentemperaturen,
Zonenregelung in Verbindung mit energieoptimalem Anlagenbetrieb
Die Herausforderung sowohl in der Planung als auch in der Umsetzung besteht darin, dass die gewählten Komponenten nicht nur einzeln, sondern in der richtigen Kombination zueinander den beabsichtigten Nutzerkomfort und den energetischen Systembetrieb erreichen müssen. Letztendlich erfordert dies eine sinnvolle Integration von Lüftung, Heizung und gegebenenfalls Klimatisierung. Dabei sollte auch berücksichtigt werden, dass Aspekte der Sanitärtechnik (wie beispielsweise die Warmwasserbereitung) ebenfalls eine Rolle spielen können. An dieser Stelle ist es nicht angebracht, tiefer in die Details der planerischen Anforderungen einzusteigen, da dies - wie bereits erwähnt - die Aufgabe der Planer sein wird. Um ein allgemeines Verständnis zu vermitteln, wird dem Facility Manager ein Fallbeispiel präsentiert, das die notwendige Komplexität verdeutlichen soll.
Fallbeispiel: Kombination eines dezentralen Lüftungsgeräts mit einem
Unterflurkonvektor
Das Lüftungsgerät übernimmt die primäre Abdeckung des Außenluftbedarfs und auch die Abfuhr der Grundheiz- und Grundkühllasten.
In dem Augenblick, in dem die Temperierung der erforderlichen Mindestluftrate erreicht ist, wird der Unterflurkonvektor automatisch zugeschaltet.
Vorteile dieser Lösung sind:
hoher thermischer Komfort
energiesparende Betriebsweise
geringe Schallemissionen (infolge Drehzahlanpassung).
Weiterführende Gedanken im Sinne einer intelligenten Zonen-Regelung sind:
Vernetzung der Lüftungs- und Klimatechnik in ein übergeordnetes Automationssystem
Einbindung weiterer raumklimatische Komponenten in dieses Automatisierungssystem
- Fensterkontakte
- Verschattungssysteme
- Stellventile u.a.m.Erfassung einer jeden Nutzungszone durch die Raumautomation bezüglich der weiter oben beschriebenen Komponenten und Daten (die Zustände bzw. Istwerte bezüglich Belegung, Temperatur, Luftqualität, Fensterstellung usw.)
Einbindung der Beleuchtungsanlage, soweit relevant.
Sonnenenergieanlagen
Schema eines Flachkollektors
In Heizungsanlagen wird Sonnenenergie direkt mittels thermischer Solarkollektoren genutzt. In den meisten Fällen sind zusätzliche Speichersysteme und konventionelle Wärmeerzeugung notwendig.
In Einrichtungen wie Freibädern kann beispielsweise während der Sommermonate eine Kollektoranlage ohne zusätzliche Heizung verwendet werden. Die thermischen Solarkollektoren umfassen Flachkollektoren, Vakuum-Röhren-Kollektoren oder Kollektormatten. Es gibt grundsätzlich zwei Hauptkategorien von Sonnenenergieanlagen: