Kontinuierliche Effizienzüberwachung der Gebäudeautomation · • Sollwert (+0,5 K) ist...

eu.bac KPI

Kontinuierliche Effizienzüberwachung der

Gebäudeautomation

Patrick Forster

AGENDA

eu.bac

Definition KPI

Gründe für und Ziele von KPIs

Grundlegende Bewertungsmethode

KPIs aus verschiedenen Gewerken

Implementierung in Niagara®

eu.bac

European Building Automation and Controls

Association

Überblick

• Gegründet 2003 in Brüssel

• Repräsentiert 85% eines 4,4 Milliarden Euro Marktes

• eu.bac Vision:

“Eine Welt, in der sich Energieeffizienz und Nachhaltigkeit in jedem

Gebäude durch die optimale Anwendung von Gebäudetechnik,

Automationssystemen und Dienstleistungen wiederspiegeln.”

• Aufgeteilt in drei Sektoren: Homes, eu.esco und Building Automation

Mitglieder

Zertifizierung

Zertifizierung

Level Punkte

AA 85 – 100

A 75 – 84

B 65 – 74

C 55 – 64

D 45 – 54

E 0 – 44

10 Punkte mehr entsprechen jeweils 5% Energieeinsparung!

Zertifizierung

Grundlage der Zertifizierung

Re-Zertifizierung

1

2 2

Definition Key Performance Indikator

Definition

Performance Indikatoren (PIs) sind Werte, die aus Operationsdaten

eines GA-Systems gewonnen werden und Hinweise auf die

Energieeffizienz einer bestimmten Komponente oder Funktion des GA-

Systems geben. Eine Bewertung dieser Werte über eine festgelegt

Beobachtungsperiode soll genutzt werden, um die Effizienz der

Komponente oder des Teils der Anlage mit Punkten zu bewerten.

Key Performance Indikatoren (KPIs) sind eine Auswahl der wichtigsten

PIs und definieren die relevantesten PIs oder eine Kombination

mehrerer PIs im Bezug auf Energie.

Gründe und Ziele

Gründe und Ziele

• Fortlaufende, automatische Aufzeichnung wichtiger

Operationsparameter

• Zusammenhang von Operationsparametern mit anderen relevanten

Parametern

• Qualitätssteigerung des Audits aufgrund anhaltendem Monitoring

• Industrieweit gleich definierte Algorithmen und Toleranzen

• Anbieter hat die Wahl wie KPIs in seinem System präsentiert werden

Kernaussagen von KPIs

• Aktuelle Werte entsprechen innerhalb Toleranzen dem Sollwert

• Anlagen sind potentiell über- oder unterdimensioniert

• Kontroll- und Automationsfunktionen sind richtig eingestellt

• Anlage oder einzelne Komponente mehr als xx h / Tag auf Hand

Gut zu wissen…

• Implementierung gibt Zusatzpunkte im eu.bac Systemaudit

• Audit an sich ist einfacher durchzuführen

• KPIs können helfen, die Anlage bei der ersten Inbetriebnahme

einzuregeln

• KPI System wird durch eu.bac kontinuierlich verbessert

Grundlegende Bewertungsmethode

am Beispiel von KPIR.c

Bestimmung des Tageswertes

KPIR.c – Room / Zone air temperature (heating comfort supervision)

Temperatur-Messwert im Raum wird in Relation zum Sollwert (±0,5K)

gesetzt, während der Raum belegt ist.

Aufgezeichnet wird:

• Sollwert (+0,5 K) ist überschritten und trotzdem wird geheizt

• Sollwert (–0,5 K) ist unterschritten und trotzdem wird nicht geheizt

• Gesamtbelegungsdauer des Raumes

Bestimmung des Tageswertes

Komprimierung

1. Sollwert mit Messwert vergleichen

2. Tageswert ermitteln

• Grün: Wert ≤ 10%

• Gelb: 10% < Wert ≤ 20%

• Rot: Wert > 20%

3. Tageswerte speichern

Bewertungsmethode KPIR.c

4. Evaluierung Langzeit (Bedingung: mindestens 70% gültige Werte)

• Rot: mehr als 20% der gültigen Werte sind gelb oder rot

• Gelb: mehr als 10% (und weniger als 20%) der gültigen Werte sind

gelb oder rot

• Grün: ≤10% der gültigen Werte sind gelb oder rot

Grund für Rotwert KPIR.c

• Sensor liefert falsche Werte

• Falsch programmiert oder Parameter falsch eingestellt

• Regelstrecke hat einen Fehler

• Rückmeldung des Sollwert-Signals inkorrekt

KPIs aus verschiedenen Gewerken

Verfügbare KPIs

KPI-Gruppe Anzahl

Allgemein (Overall) 1

Energieverbrauch (Energy/Consumption) 15

Zonen / Räume (Zone / Room) 7

Heizgruppe (Heating groups) 3

Kühlgruppe (Cooling groups) 3

Warmwasserbereitung (Domestic hot water) 1

Lüftungsanlagen (Air handling units) 7

Fan Coils 3

Licht (Light) 2

Verdunklung (Blinds) 4

Summe 46

Consumption – KPIEH.c

• Total heating energy consumption (of an entire building)

= gesamter Heizenergiebedarf eines Gebäudes

Hauptzähler

HeizenergieDelta (Tag) KPIEH.c

Auswertung: Gegenüberstellung der Außentemperatur, um

ungewöhnlichen Heizenergiebedarf festzustellen.

Consumption – KPIE.b

• Specific total energy consumption per building HDD/CDD

compensated (per building area)

= Gesamter Energiebedarf (eines Gebäudes) Gradtagzahl bereinigt pro

Gebäudefläche

Heizenergie

Gebäude

KPIE.b

Kühlenergie

Gebäude

Elektrische

Energie

Gebäude

Gradtagzahlbereinigt

Gebäudefläche

Heating – KPIHS.a

• Monitor pump run time outside “heating demand”

= Pumpenlaufzeit außerhalb der Bedarfszeit wird gemessen

KPIHS.a

Heizbedarf in der

versorgten Zone

(in h)

Pumpen-

Laufzeit während

Heizbedarf (in h)

Auswertung (Tag):

• Grün: Pumpe läuft weniger als 90% der Bedarfszeit

• Gelb: Pumpe läuft zwischen 90% und 110% der Bedarfszeit

• Rot: Pumpe läuft über 110% der Bedarfszeit

Air Handling Units – KPIVMS.a

• Monitor AHU sizing while demand for air

= Laufzeit des Ventilators der Lüftungsanlage während Frischluftbedarf

KPIVMS.a

Belegungszeit der

versorgten Zone

(in h)

Lauftzeit (in h):

Ventilator >90%

während Bedarf

Auswertung (Tag):

• Grün: Ventilator läuft weniger als 20% der Belegungszeit

• Gelb: Ventilator läuft zwischen 20% und 40% der Belegungszeit

• Rot: Ventilator läuft über 40% der Belegungszeit

Implementierung in Niagara®

Modul

Modul

Logik PIs

Logik & Auswertung KPI

Langzeitauswertung KPI

Report

Testgebäude “Am Lavafeld 8”

• Baujahr 2013, 300qm Nutzfläche, hauptsächlich Büro

• Fussbodenheizung / -kühlung (5 Erdbohrungen a 70m)

• 30kWp Photovoltaikanlage auf dem Dach

• Grauwasserrückgewinnung für Toilettenspülung

• WAGO Lichtsteuerung und – Regelung über Präsenzmelder

• Centraline HAWK AX-Integrationsplattform

• Alle Fenster mit Fensterkontakten und Rolladensteuerung

• Einzelraumregelung

Testgebäude – KPIs

KPI aufgezeichnet

KPIHS.a Ja

KPIHS.c Ja

KPICS.a Ja

KPICS.c Ja

KPIR.c Ja

KPIR.d Ja

KPIR.e Ja

KPIEH.d Folgt

KPIEC.d Folgt

KPIEE.b Folgt

KPIE.a Folgt

• Zusatzpunkte durch KPIs

• Zusätzlich bereits:

• KPIL.a (Licht)

• KPIL.b (Licht)

• KPIHS.b (Heizen)

• KPICS.b (Kühlen)

• KPIR.f (Raum)

Testphase

81 88

vor KPI-

Implementierungaktuell Ziel

Vielen Dank für die Aufmerksamkeit.