Pilot- und Demonstrationsprojekt – Neubau HKG Aarau
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ineltec Forum, 08. September 2015, 10.00-11.45 Uhr Eröffnungsanlass: Elektrotechnik als Schlüsseldisziplin der Energiewende Eine Veranstaltung von ineltec, EnergieSchweiz, SIA FGE, Swissgee und MeGA Weitere Informationen zum Event finden Sie unter folgendem Link: http://www.ieu.ch/ineltec-event-reports-2015/index.php
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Pilot- und Demonstrationsprojekt – Neubau HKG Aarau
- 1. Kreative Technik ineltec. Pilot- und Demonstrationsprojekt – Neubau HKG Aarau 17.09.15
- 2. Kreative Technik www.hkg.ch hkg.ch Beratende Ingenieure SIA ineltec. 2015 2 Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung 2. Potential von „intelligenten“ Gebäude 3. Pilot- und Demonstrationsprojekt – Neubau HKG Aarau 4. Energieeffizienzklassen 5. Werkstattbericht 6. Lessons learned
- 3. Kreative Technik www.hkg.ch hkg.ch Beratende Ingenieure SIA ineltec. 2015 3 Elektrotechnik als Schlüsseldisziplin der Energiewende
- 4. Kreative Technik www.hkg.ch hkg.ch Beratende Ingenieure SIA ineltec. 2015 4 Das Potential von «intelligenten» Gebäuden: A B C D Hoch energieeffizi ente Raumautomati on und vernetzte Gewerke Höherwertige, Gewerk- optimierte Einzellösung, partiell vernetzt Standard Raumautomati on Referenzgrundl age Keine Raumautomati on nicht energieeffizi ent -30% -20% 100% +34% -13% -7% 100% +9% Energieeffizienzklassen EN 15232 Einsparpotenzial thermische Energie Büro Einsparpotenzial elektrische Energie Büro
- 5. Kreative Technik www.hkg.ch hkg.ch Beratende Ingenieure SIA ineltec. 2015 5 Das energieeffiziente HKG-Bürogebäude
- 6. Kreative Technik www.hkg.ch hkg.ch Beratende Ingenieure SIA ineltec. 2015 6 Pilot- und Demonstrationsprojekt – Neubau HKG Aarau Beim Gebäude kann die Energieeffizienzklasse der Gebäudeautomation umgeschaltet werden. Wie wirken sich verschiedene Effizienzklassen auf den Energieverbrauch und die Nutzerzufriedenheit aus?
- 7. Kreative Technik www.hkg.ch hkg.ch Beratende Ingenieure SIA ineltec. 2015 7 Pilot- und Demonstrationsprojekt – Neubau HKG Aarau Rund 150 Messstellen (Temperaturen, Energieströme etc.) Regelmässige Befragung der Nutzenden Heizung/ Kühlung LüftungLichtStoren A B C D ß Effizienzklasse Gebäudeautomation à
- 8. Kreative Technik www.hkg.ch hkg.ch Beratende Ingenieure SIA ineltec. 2015 8 Energieeffizienzklassen nach EN 15232 A B C D Lux Hoch energieeffizi ente Raumautomati on und vernetzte Gewerke Höherwertige, Gewerk- optimierte Einzellösung, partiell vernetzt Standard Raumautomati on Referenzgrundl age Keine Raumautomati on nicht energieeffizi ent °C Heizen Kühlen 28242119 3 °C aussen °C VL °C aussen °C VL °C aussen °C VL °C aussen °C ZUL °C aussen °C ZUL °C aussen °C ZUL I0 I0
- 9. Kreative Technik www.hkg.ch hkg.ch Beratende Ingenieure SIA ineltec. 2015 9 Werkstattbericht: Matrix für Nutzungen und Verbrauchskategorien SIA 2024 Einzelbüro Grossraumbüro ICT Korridor Cafeteria Lobby/Empfang Nebenräume SIA 380/4 Betriebseinrichtungen Aktuelle Situation Anpassungen Auswirkungen auf Bauablauf Kosten Empfehlung / Umsetzung Beleuchtung Aktuelle Situation Anpassungen Auswirkungen auf Bauablauf Kosten Empfehlung / Umsetzung Lüftung Aktuelle Situation Anpassungen Auswirkungen auf Bauablauf Kosten Empfehlung / Umsetzung Wärme/Klima Aktuelle Situation Anpassungen Auswirkungen auf Bauablauf Kosten Empfehlung / Umsetzung Verbrauchskategorien Nutzungen
- 10. Kreative Technik www.hkg.ch hkg.ch Beratende Ingenieure SIA ineltec. 2015 10 Werkstattbericht: Lüftungs- und Heizungszonen Lüftung Heizung
- 11. Kreative Technik www.hkg.ch hkg.ch Beratende Ingenieure SIA ineltec. 2015 11 Werkstattbericht: Systemschnitt Büro
- 12. Kreative Technik www.hkg.ch hkg.ch Beratende Ingenieure SIA ineltec. 2015 12 Werkstattbericht: Gesamtverbrauch elektrische Energie Differenz nach einer Woche ca. 150kWh oder ca. 15% Energie-Klasse C Energie-Klasse A
- 13. Kreative Technik www.hkg.ch hkg.ch Beratende Ingenieure SIA Differenz nach einer Woche ca. 95kWh oder ca. 30% Werkstattbericht: Verbrauch elektrische Energie Licht ineltec. 2015 13 Energie-Klasse C Energie-Klasse A
- 14. Kreative Technik www.hkg.ch hkg.ch Beratende Ingenieure SIA ineltec. 2015 14 Lessons learned ü Parametrierung der Nachtauskühlung ü Auswahl und Platzierung der Sensoren ü Monitoring ü BaN ü Lebenszyklus ü Störgrössen / Externe Einflüsse ü Akzeptanz
- 15. Kreative Technik www.hkg.ch hkg.ch Beratende Ingenieure SIA ineltec. 2015 15 Einfluss der Energieeffizienz auf die Behaglichkeit in Bürogebäuden - Regelmässige Nutzerbefragungen bei allen MitarbeiterInnen - Auswertungen erfolgen durch das ZIG Ø Akzeptanz des Nutzers?
- 16. Kreative Technik www.hkg.ch hkg.ch Beratende Ingenieure SIA ineltec. 2015 16 Gegenmassnahme in der Energieeffizienzklasse A für mehr Licht
- 17. Kreative Technik www.hkg.ch hkg.ch Beratende Ingenieure SIA ineltec. 2015 17 Gegenmassnahme in der Energieeffizienzklasse A für mehr Licht
- 18. Kreative Technik Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. 17.09.15
Hinweis der Redaktion
- Geschätzte Damen und Herren, gerne möchte ich Ihnen mit dem Inputreferat einen Einblick in unser Pilot- und Demonstrationsprojekt – unser Neubau HKG in Aarau, geben.
- *Mit der folgenden Agenda möchte ich Sie durch dieses Referat führen: Nach einer kurzen Einleitung gehe ich auf das Potential von „intelligenten“ Gebäude ein. Anschließend stelle ich Ihnen unser Pilot- und Demonstrationsprojekt – Neubau HKG Aarau vor, mit den verschiedenen Energieeffizienzklassen. Mit dem Werkstattbericht lasse ich Ihnen einen kurzen Einblick in die laufende Messperiode nehmen und runde das Ganze mit den lessons learned ab.
- Die Elektrotechnik als Schlüsseldisziplin der Energiewende – Welche Herausforderungen treffen aufeinander? Dies sind folgende Faktoren: * Der Mensch * Das Gebäude * Die Technik * Die Akzeptanz der Nutzer
- *Dass das Potential von «intelligenten» Gebäuden eine grosse Rolle in der Energiewende hat, zeigen verschiedene Studien auf. Wie hier eine Studie der Siemens Schweiz AG zeigt, sollen Energieeinsparungen in der Energieeffizienzklasse A zu C bei der thermischen Energie in einem Bürogebäude bis zu 30% und bei der elektrischen Energie bis zu 13% möglich sein.
- *Diese möglichen Einsparungen will nun HKG im Rahmen des Pilot- und Demonstrationsprojektes – HKG Neubau in Aarau, welches durch das Bundesamt für Energie (BFE) unterstützt wird, mit verschiedenen Messungen aufzeigen können. -> Wir vertreten die These, dass das Einsparpotential abhängig ist von der Nutzung, der Lage, des Raumes und vor allem der Akzeptanz des Nutzers. Das neue strom- und energieeffiziente Bürogebäude der HKG soll die Kompetenzen in Innovation, Wirtschaftlichkeit, Ökologie und Nachhaltigkeit auf den 1‘000 m² Büroflächen reflektieren.
- Um bessere und weitere Kenntnisse über die Optimierungspotentiale der Gebäudetechnik zu erhalten, führt HKG zusammen mit dem Partner „ Zentrum für Integrale Gebäudetechnik (ZIG) der Hochschule Luzern“ wissenschaftliche Untersuchungen bezüglich der Effizienzklassen der Gebäudeautomation durch.
- *Mittels umschaltbaren Energie-Effizienzklassen in der Gebäudeautomation für die Bereiche: Heizung/Kühlung Lüftung Beleuchtung Sonnenschutz können so verschiedene Konstellationen unter verschiedenen Nutzungsbedingungen untersucht werden. Man verspricht sich davon noch differenzierter und spezifischer auf die Gebäude und das Nutzerverhalten mit der Gebäudetechnik reagieren zu können, und somit letztendlich einen noch effizienteren und energetisch optimierten Betrieb von Gebäuden erreichen zu können. Die Messperiode startete im April 2015 und wird im Juni 2016 abgeschlossen sein.
- Die hier abgebildeten Energieeffzienz-Klassen nach EN 15232 weisen exakt das Abbild der verschiedenen Konstellationen der Gebäudeautomations-Bereiche in unserem HKG-Neubau aus. Im Bereich der Lüftung heisst dies : Bei der Energieeffizienzklasse A haben wir eine anwesenheitsabhängige und bedarfsabhängige (CO2-Fühler) Regelung des Luftstromes auf der Raumebene, eine Regelung der VL-Temperatur mit variablen Sollwert in Abhängigkeit von der Last und eine Regelung der Abluft. Im Gegensatz haben wir bei der Energieeffizienzklasse D eine manuelle Regelung des Luftstromes auf Raumebene, eine konstante VL-Temperatur und keine Abluft-Regelung. Beim Licht heisst das: In der Energieeffizienzklasse A haben wir eine Konstantlichtregelung und Ein / - und Ausschalten über Präsenzmelder. Im Gegensatz dazu haben wir bei der Energieeffizienzklasse D nur die Möglichkeit des manuellen Ein / - und Ausschalten des Lichts.
- Den Anfang für unseren Werkstattbericht machen wir mit dieser Matrix. Wir haben uns Rechenschaft über die verschiedenen Nutzungen in Bezug auf die Verbrauchskategorien gegeben. In dieser Matrix sind in der Abszisse die verschiedenen Raumnutzungen nach SIA 2024 und in der Ordinate die Verbrauchskategorien nach SIA 380/4 aufgeführt. *Dabei wurden innerhalb jeder Raumnutzung definiert, welche Energieeffizienzklasse erreichbar ist, sind Einzelmessungen vorhanden und wenn nicht, in welcher Messung diese Verbrauchskategorie integriert ist. Aufgrund dieser Erkenntnisse erfolgten dann die notwendigen baulichen Anpassungen.
- Für die verschiedenen Zonen der Heizung und Lüftung wurden die unterschiedlichen Nutzungen, also Grossraumbüro, Einzelbüro und Sitzungszimmer etc. berücksichtigt. *Des Weiteren haben wir nach Möglichkeit die Lage des Raumes mit einbezogen. Oben abgebildet zeigen sich die verschiedenen Lüftungszonen. Unten das Abbild der verschiedenen Heizungszonen. 5 sec. Pause
- Wir sehen hier den Systemschnitt eines typischen Büro’s, nach der Raumnutzung Winter (oben) und Sommer (unten). Die folgenden Eigenschaften zeichnen ein effizientes Abbild: Eine getrennte Beleuchtung von den Arbeitsplätzen zum Korridor. Die Hybridebeleuchtung, das heisst wir haben LED-Deckenleuchten kombiniert mit den LED-Arbeitsplatzleuchten, garantieren tiefe Watt pro m2. Fernwärme und Fernkälte mit einem Change-Offer. Eine Hygienelüftung mit Zuluft auf der Innenseite und der Abluft auf der Aussenseite des Gebäudes. Alles dimmbare LED-Leuchten. SMI-Storen-Motoren für eine genaue Sonnenstand geführte Steuerung. Master-Slave-Steckdosenleiste bei jedem Arbeitsplatz, d.h. dass bei einem ausgeschaltetem PC oder Laptop, alle übrigen Geräte wie Drucker, Tischleuchte, Netzadapter und Stehtische auch mit ausgeschaltet werden.
- Da wir uns in der laufenden Messperiode des P+D-Projektes befinden, kann ich Ihnen hiermit einen kleinen Werkstattbericht betreffend Messergebniss abgeben: Diese Grafik zeigt eine Auswertung mit den kumulierten Gesamtenergieverbrauch des Gebäudes in der *Energieeffizienzklasse A vs. *Energieeffizienzklasse C, während einer Woche. Das momentane Ergebnis weist eine Differenz von ca. 15%, resp. von ca. 150kWh aus. Dabei ist zu beachten, dass das Ergebnis pro Nutzung sehr unterschiedlich ausfallen kann.
- Dass dies so ist, zeigt die folgende Folie: Diese Grafik zeigt die Auswertung mit den kumulierten Gesamtenergieverbrauch für das Licht in der *Energieeffizienzklasse A vs. *Energieeffizienzklasse C, während einer Woche. Das momentane Ergebnis weist eine Differenz von ca. 30%, resp. ca. 95kWh aus.
- Unsere Lessons learned sind die folgenden: * Die Auswahl und die Platzierung der Sensoren ist massgebend für die Qualität der Regelung. * Die richtige Parametrierung der Nachtauskühlung zum Normalbetrieb ist wichtig. * Mit einem Monitoring ist das Gebäudeverhalten und eine detaillierte Energieanalsyse erst möglich. * Beim Betrieb ausserhalb der Nutzungszeit (BaN) ist jetzt schon nach einer kurzen Messperiode ein Potential erkennbar – auch Stand-By braucht Energie…. * Der Lebenszyklus und die Wartungskosten in der Gebäudeautomation ist zu beachten. * Auf allfällige Störgrössen und externe Einflüsse sind zu achten. Dies sind insbesondere grosse Fensterflächen / nasse reflektierende Strassen, parkierte Autos, die eine Blendung verursachen / Auswahl der Storenlamellen etc. * Die Akzeptanz der Nutzer ist sehr entscheidend.
- Uns ist es wichtig, das wir neben all den technischen Highlights und den verschiedenen Energieeffizienzklassen auch das Nutzerverhalten erfassen und auswerten können. Damit wir die Akzeptanz der Nutzer beurteilen können, führt das Zentrum für integrale Gebäudetechnik (ZIG) in Horw alle 2 Wochen, im gleichen Rhythmus wie die Energieeffizienzklassen, mittels einem Online-Tool, Nutzerbefragungen bei allen MitarbeiterInnen durch, welche das ZIG anschliessend auswertet. *Kann man jetzt schon eine Aussage über die Akzeptanz der Nutzer geben?
- Nur soviel: Energieeffizienzklasse A wie Akzeptanz der Nutzer *Energieeffizienzklasse A als Gütesiegel für die Kreativität der Mitarbeiter Hier haben Sie ein Beispiel für eine Gegenmassnahme für mehr Licht, indem der Mitarbeiter den Präsenzmelder mit einem schwarzen A4 Blatt abdeckt hatte.
- *Mit diesem abschliessenden kreativen Beispiel als weitere Gegenmassnahme in der Energieeffizienzklasse A für mehr Licht, hoffe ich, Ihnen einige Inputs für die anschliessende Podiumsdiskussion geben zu können.
- Herzlichen Dank für Ihre geschätzte Aufmerksamkeit.