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5.11.15 ERFA MINERGIE 1 Energetische Betriebsoptimierung - Monitoring Pierre Schoeffel Leiter Geschäftsstelle Fotolia

Energetische Betriebsoptimierung - Monitoring

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5.11.15 ERFA MINERGIE 1

Energetische Betriebsoptimierung - Monitoring

Pierre Schoeffel

Leiter Geschäftsstelle

Fotolia

5.11.15 ERFA MINERGIE

Was ist Monitoring?Was ist heute in einer breiten Anwendung möglich und sinnvoll?In welchen Bandbreiten?Motivation, Chancen Nutzen aus der Sicht des Betreibers?Stolpersteine?

• Allgemeine Betrachtungen und Feststellungen

• Kontext• Vorschriften• Voraussetzungen• SIA 2048

Nutzen

Mögliche StolpersteineAnregungen, Überlegungen zum Monitoring

Ein Paar Inputs aus dem reellen Leben

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Inhalt

5.11.15 ERFA MINERGIE

GNI Gebäude Netzwerk Initiative

Mitglieder: 180 Firmen / Verbände

National führende Verband für Gebäudeautomation und Intelligentes Wohnen. Zusammenarbeit national und international mit Verbänden. Förderung der qualitativen Gebäudevernetzung

Promotion von StandardsInformationAusbildungSeminarePresseNetworkingArbeitsgruppenPlattform für Bauherren

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5.11.15 ERFA MINERGIE

Wie lange braucht das Natursystem der Erde um das Naturkapital das jedes Jahr benutzt wird, zu ersetzen?Heute nutzt die Menschheit Ressourcen von 1,5 Planeten. Das bedeutet, dass die Erde über ein Jahr und sechs Monate braucht, um den Verbrauch der Menschheit eines Jahres zu decken.

46 % des Gesamtenergieverbrauchs der Schweiz wird in Gebäuden verbraucht.

Lebenszyklus der Gebäude:

Erstellungskosten?Betriebskosten?

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1,5 46 80

Quelle: footprintnetwork.org

5.11.15 ERFA MINERGIE

Wie lange braucht das Natursystem der Erde um das Naturkapital das jedes Jahr benutzt wird, zu ersetzen?Heute nutzt die Menschheit Ressourcen von 1,5 Planeten. Das bedeutet, dass die Erde über ein Jahr und sechs Monate braucht, um den Verbrauch der Menschheit eines Jahres zu decken.

46 % des Gesamtenergieverbrauchs der Schweiz wird in Gebäuden verbraucht.

Lebenszyklus der Gebäude:

Erstellungskosten?Betriebskosten?

5

1,5 46 80

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MuKen– Stand 9.1.2015

Art. 5.2 Pflicht / betroffene Gebäude (V)

Neubauten der Kategorien III bis XII (SIA 380/1) mit mindestens 5000 m2 EBF sind mit Einrichtungen zur Gebäudeautomation auszurüsten, die folgende Überwachungsfunktionen aufweisen: a. Erfassung der Energieverbrauchsdaten getrennt nach Hauptenergieträger; b. Ermittlung der Energieeffizienz-Kennzahlen der Wärmepumpen und Kältemaschinen; c. Ermittlung der Energieeffizienz-Kennzahlen von Wärmerückgewinnungs- und Abwärmenutzungsanlagen; d. Erfassung der Betriebszeiten der Hauptkomponenten für die Aufbereitung und Verteilung der Wärme, Kälte und Luft; e. Erfassung der wichtigsten Vor- und Rücklauftemperaturen, sowie einiger repräsentativen Raumtemperaturen und der Aussentemperatur; f. benutzerfreundliche Darstellung der in a. bis e. erwähnten Daten an einer zentralen Stelle, für mindestens folgende Zeitperioden: Jahr, Monat (oder Woche), Tag, und für jeden Tag mindestens eine Periode während und eine ausserhalb Nutzungszeit; g. benutzerfreundliche Vergleichsmöglichkeiten mit aussagekräftigen Vorperioden in der Darstellung nach Buchstabe f.

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MuKen – Stand 9.1.2015

Modul 8: Betriebsoptimierung «Worum geht es?»

Durch die Vorschriften zur Betriebsoptimierung sollen die Gebäudetechnikanlagen in bestehenden Gebäuden - ausgenommen sind Wohnbauten - auf dem jeweils aktuellsten Stand der höchsten Energieeffizienz betrieben werden. Die Betriebsoptimierung umfasst die Gewerke Heizung, Lüftung, Klima, Kälte, Sanitär, Elektro und Gebäudeautomation (HLKKSE + GA). Die Gebäudehülle ist nicht Teil der Betrachtung. Damit werden die Verbräuche von Elektrizität und Wärme optimiert. Gebäude bzw. Eigentümer, die als Grossverbraucher eine Zielvereinbarung abgeschlossen haben, im KMU-Modell integriert sind oder nachweisen können, dass sie bereits eine mehrjährige systematische Betriebsoptimierung durchführen, sollen von diesen Vorschriften befreit sein.

Betroffen sind Betriebsstätten mit einem Elektrizitätsverbrauch von mindestens 200‘000 kWh. Die Betriebsoptimierung adaptiert kontinuierlich die Gebäudetechnik an die Nutzerbedürfnisse.

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Merkblatt SIA 2048

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Die energetische Betriebsoptimierung (eBO) zeigt Massnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz auf, die für Gebäudenutzer keine merklichen Komforteinbussenbewirken, eine kurze Pay-back-Dauer (in der Regel Kürzer als 2 Jahre) aufweisen, kostengünstig sind und in der Regel ohne ordentlichen Planungsprozess umgesetzt werden können. Die eBO stellt ein schrittweise Vorgehen mit strukturierter Planung und Umsetzung einzelner Massnahmen dar. Das Resultat ist die Summe der erfolgreich und dauerhaft umgesetzten Massnahmen.

SIA 2048

Energetische Betriebsoptimierung

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Anwendung der Methoden des Controllings auf die Betriebsphase des Prozesses der Energiebereitstellung, -verteilung und –anwendung im Gebäude.

Umfasst das Energiemonitoring, das Plausibilisieren, das Normalisieren, das Bewerten (u.a. mit Hilfe von Benchmarking) des Energieeinsatzes sowie das Melden an die zuständigen Stellen (Entscheidungsträger, Betreiber, Nutzer usw.), damit diese entscheiden, ob und welche Massnahmen sinnvoll sind.

SIA 2048

Energiecontrolling

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Kontinuierliches Erfassen von Daten, Informationen und Betriebszuständen durch Beobachten und/oder Überwachen eines Vorgangs oder Prozesses. Die erfassten Daten werden langfristig auf einem geeigneten Datenträger gespeichert und archiviert.

SIA 2048

Energiemonitoring

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Ein Paar Überlegungen...

Japan: 15% Energieeinsparung dank Bewusstsein

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Strategische Planung

BewirtschaftungRealisierungAusschreibungProjektierungVorstudien

GA-Planer?

Plannungsteam

Anforderungsprofil

der GA

Lösungsstrategien

Kosten

Termine Zeitbedarf

Machbarkeit

Integrale Planung

Bereinigungen

Kosten / Termine

Vorstudien

Bauprojekt

Bewilligung

Werkvertrag

Unterlagen

Ausführung

Inbetriebsetzungen

Kontrolle

u. a.

Monitoring

Projektphasen SIA 112 / SWKI BA 101-01

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Strategische Planung

ProjektierungVorstudien

energetische Betriebsoptimierung / Monitoring

Der Prozess muss so früh wie möglich ins Projekt miteinbezogen werden

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Projektphasen SIA 2048

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Ziele

Die Hauptziele einer eBO sind, den Betrieb der Anlagen der effektiven Nutzung bzw. dem effektiven Bedarf anzugleichen und darauf abzustimmen sowie die energetisch optimale Betriebsweise zu ermitteln, festzulegen, einzuführen und kontinuierlich beizubehalten.

Vorgaben der Nutzer überprüfen.

Nichteinhalten der Vorgaben erkennen, Toleranzen aufzeigen.

Fehlfunktionen von Anlagen und Systemen erkennen und beheben

Die Erfolgskontrolle der umgesetzten Massnahmen

Risiken für Betriebsunterbrüche verhindern oder reduzieren.SIA 2048

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Raumconsulting

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Wichtige Voraussetzungen seitens Eigentümer

Technische Voraussetzungen

Die Anlagen, Systeme und deren Dokumentation sind aus Sicht der Unternehmer mängelfrei und dem Eigentümer nach vorheriger Prüfung übergeben worden.

Die Anlagen sowie Steuern- und Regel-Konzepte sind übersichtlich dargestellt Die Dokumentationen (auch Revisionsunterlagen) liegen vollständig vor, inkl. Der

Sollwert-Liste und Parameter-Einstellungen. Die Instandhaltung ist geregelt und wird korrekt ausgeführt und dokumentiert. Ein nach wesentlichen Verbrauchergruppen differenziertes Messkonzept ist

erstellt, umgesetzt und in Betrieb. Die Messwerte werden regelmässigausgewertet.

Die Inbetriebsetzung ist vollständig erfolgt und dokumentiert. Im Idealfall ist ein GA-System mit benutzerfreundlicher Bedieneroberfläche

sowie Aufzeichnungen von Trend- und Archivdaten vorhanden. Im Idealfall ist der Fernzugriff auf das Ga-System und die Automationsebene mit

Leserechten möglich.SIA 2048

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Wichtige Voraussetzungen seitens Eigentümer

Regelung Verantwortungen der Betreiber bzw. Eigentümer.

Die Immobilienstrategie ist bekannt.

Unterstützung durch die Geschäftsleitung des Eigentümers und/oder

Betreibers: Es liegen Budget- und/oder Energieziele vor.

Ein Energie-Verantwortlicher des Nutzers ist bestimmt.

Eine (interne) Ansprechperson für Endnutzer ist bestimmt.

Meldungen der Endnutzer werden gesammelt, dokumentiert und weiter

bearbeitet. SIA 2048

Organisatorische Voraussetzungen

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Grundsätze der energetischen Betriebsoptimierung

Bedarf hinterfragen

Systeme zeitlich und mengenmässig anwe-senheits- und bedarfsgerecht betreiben

Anlagen und Systeme im energetisch optimalen Betriebspunkt betreiben

Zusammenwirken der verschiedenen Anlagen aufeinander abstimmen

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MS

Erfolgskontrolle

Massnahmenumsetzung

Entscheidungsfindung

Massnahmenidentifikation

Analyse und Auswertung

Begehung / Messung

Datenerhebung

Auftragsdefinition

Massnahmensicherung

eBO - Phasen nach SIA 2048

WAS ?

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Was wird gemessen?

Energieverbrauch

Energieerzeugung

Temperaturen, innen, aussen

Laufzeiten

Volumenströme Luft und Wasser

Schaltuhrprogramme

Eingestellte Sollwerte

Heizkurven und Heizzeiten, dito Kühlung

CO2 - Werte

Usw.

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Genève aéroport

Keyboost Marketing

Tagesverlauf von Temperatur und Leistung

Tagesaggregation von Temperatur und Energie

Quelle: Sauter BC

Ventilaorenenergie: -50%

Luftmenge: -20%

Energiekosten-EinsparungEnergiekosten

Einsparung [CHF]

Quelle: Sauter BC

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Gebäudeautomationssysteme

Gebäudeautomationssysteme, bei denen (in der Regel) die Steuerung und Regelung der verschiedenen Gewerke

zusammenlaufen, spielen bei der eBO aus zwei Gründen eine grosse Rolle:

Durch eine korrekt funktionierende Gebäudeautomation kann sichergestellt werden, dass die verschiedenen

Systeme abgestimmt zusammenwirken.

Gebäudeautomationssysteme können die Erfolgskontrolle innerhalb eines eBO-Projektes und das kontinuierliche

Energie-Controlling wesentlich erleichtern (Messwerterfassung, -speicherung und –darstellung).

Wichtige Punkte zum abgestimmten Zusammenwirken der Gewerke: Ferien / Feiertage als Sonderprogramme

Schaltuhren dem bedarf angepasst

Hei-/Kühlsequenzen, Sequenzen bei Be- und Entfeuchterbetrieb

Gewerksübergreifende Freigaben bzw. Sperren (z.B. Luftkühler bei Nachtauskühlung sperren, Heizventile bei

Kühlbetrieb sperren)

Wichtige Punkte zur Unterstützung der Erfolgskontrolle innerhalb eines eBO-Projektes und des kontinuierlichen Energie-Controllings:

Trendaufzeichnungen programmiert, Trends archiviert

Überwachung der Funktion von WRG- und Abwärmenutzungsanlagen

Betriebszustände massgeblicher Anlagen aufgezeichnet und archiviert

Messkonzept abgestimmt auf Erfolgskontrolle und Energie-Controlling

Redundanz bei Energie- und Energiestrom-Messungen, um grosse Messfehler zu erkennen

Schwellwerte für die Alarmierung SIA 2048

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Nutzen

INFORMATION erschafft bessere Anpassungsfähigkeit, Handlungsfähigkeit usw. Der (direkte und indirekte) Ausstoss von Schadstoffen und Treibhausgasen (wie

CO2) wird reduziert und es kann gegebenenfalls eine Rückerstattung der CO2-Abgabe erwirkt werden.

Steigerung der Energieeffizienz und dauerhafte Umsetzung. Senkung der Kosten für Instandhaltung und Betrieb. Durch den energetisch optimierten Betrieb kann die Lebensdauer der Anlagen

verlängert, können Störungen reduziert und die Betriebssicherheit erhöht werden. Somit trägt eine eBO wesentlich zum Werterhalt und zur Wertsteigerung einer Immobilie bei.

Erhöhung des Komforts für die Gebäudenutzer. Erkennung und Behebung von Mängel an den Anlagen. Kommunikations-und Marketing-Vorteile Erfüllung der gesetzlichen Vorgaben : Grossverbraucher im Sinne der kantonalen

Energiegesetze können entweder eine Zielvereinbarung abschliessen oder sie werden zu einer Energieanalyse aufgefordert.

SIA 2048

Unser VersprechenKennzahlen – Portfolio

-25

0

25

50

75

100

125

150

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

sp

ez. C

O2-E

mis

sio

n

(kg

/m2)

spez. Stromverbauch (kWh / m2)

Gesamtportfolio 2015Strom und CO2 spezifisch

Elektro absolut (kWh)

2015 Fläche VFL: 216'738 m2

absolut spezifisch

Elektro 78'698 MWh 363 kWh/m2

CO2 2'115 To 9.8 kg/m2

Genossenschaft Migros Zürich | Engineering & Services | Energieoptimierung konkret 2014

Unser VersprechenBetriebsoptimierungen: wie gehen wir vor ?

Genossenschaft Migros Zürich | Engineering & Services | Energieoptimierung konkret 2014

Betriebsoptimierung und

Anlagen noch in Garantie

Die ersten 2 Jahre

Tägliche Beobachtung im

MSR

Periodischer Check der

Anlage

Ziele:

Kennenlernen der Systeme

Infos von Nutzern

(Reklamationen)

Gezielte Tests

(Möglichkeiten ausloten)

Optimierung von Funktionen

und Energiebedarf

Wir haben ein konkretes

Problem erkanntGesamtverbrauch ist zu

hoch (Kennzahlen)

Standardreport-Analyse

Aufgabenbeschrieb / Ziele

Grobabschätzung

Aufwand/Ertragsabschätzung

Detailanalyse mit MSR und EDMS

Optimierung der Funktion

Allenfalls auch Nachrüstung

Unser VersprechenBsp. ZH-Affoltern

Genossenschaft Migros Zürich | Engineering & Services | Energieoptimierung konkret 2014

Beispiel: ZH-Affoltern

Abwärme für Warmwasser erfüllte

Erwartungen nicht.

> Analyse der Situation

> Steuerung Gaskessel und

Warmwasser-Zirkulation wurde

verbessert

Einsparung 80’000 kWh über AWN

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Beispiel Technische Betriebe Glarus Nord

500 Lux

Beleuchtung Tageslicht-und Präsenzabhängig

100`000 Lux

-90 % Strom für Beleuchtung

- 8 c

23 c

Heiz-P: Innenbeschattung

Total: -50 % Wärmeverbrauch

Praxis: Storensteuerung

34 c24 c

Sonnennachlauf / Nachtauskühlung

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Herausforderungen & Stolpersteine

Die Kostenverrechnung des eBO-Projektes muss klar geregelt sein.

Den verantwortlichen Betreiber ausfindig machen.

Die Verantwortungsabgrenzung zwischen Betreiber, Eigentümer und

Nutzer klären.

Der Betreiber stellt keine personellen Ressourcen zur Verfügung.

Fachkompetenzen fehlen vor Ort.

ein Messkonzept fehlt und/oder die Messdatenaufzeichnung und -

auswertung ist ungenügend.

Anlagen sind mit Mängeln behaftet.

SIA 2048

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Herausforderungen & Stolpersteine

Energiepreise

Unterschiedliche Auffassungen / Temperatur

Wahrnehmung der Gebäudeautomation

Wahrnehmung der Terminsituation

De Telegraaf

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Fotolia

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www.orbiterballoon.com

Changing altitude

Au lieu d‘un ballon stable, construire un ballon instable, qui ne conserverait son altitude de croisière qu‘avec des interventions constantes des pilotes. Cela devait permettre, sans perte de gaz ni diminution d‘autonomie, de laisser le ballon monter et descendre spontanément pour explorer régulièrement toutes les couches de l‘atmosphère, de façon à toujours trouver la plus favorable. C‘est ainsi que le Breitling Orbiter 3 est devenu le meilleur aérostat jamais construit, simplement parce qu‘il était conçu, comme tout être humain devrait l‘être, avec la capacité de changer sans cesse d‘altitude pour changer de trajectoire. Bertrand Piccard

Statt eines stabilen wurde ein instabiler Ballon entwickelt, dessen Flughöhe die Piloten ständig regulieren mussten. Dies hatte den Vorteil, dass nicht unnötig Gas verbraucht wurde und die Piloten jederzeit die Kontrolle über den Ballon hatten. Sie konnten ihn spontan aufsteigen oder absinken lassen, um die verschiedenen Schichten der Atmosphäre zu prüfen die jeweils optimale für ihre Fahrt zu finden.So war die Breitling Orbiter 3 der beste Ballon aller Zeiten, weil sie so gebaut war, wie auch jeder Mensch sein sollte: jederzeit in der Lage, die Flughöhe anzupassen, um auch die eingeschlagene Richtung korrigieren zu können. Übersetzung PS Bertrand Piccard

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www.orbiterballoon.com

Changing altitude

Besten Dank für Ihre Aufmerksamkeit