EnBop: Energetische Betriebsoptimierung

In der Planungsphase werden Gebäude oft als „innovativ“, „ökologisch“ oder „intelligent“ etikettiert. Wenn die Gebäude gebaut und in Betrieb genommen sind, enden meist Berichterstattung und Dokumentation. Die von den Planern verabreichten Etiketten bleiben – unabhängig vom tatsächlichen Erfolg des Gebäudekonzepts im realen Nutzungsalltag. Verschiedene Untersuchungen haben deutlich gemacht: Die Performance von Gebäuden bleibt oft deutlich hinter den in der Planungsphase gesetzten Zielvorgaben zurück. Das ist nicht weiter verwunderlich, denn heutige Nichtwohn-Gebäude sind – insbesondere bei hohem Komfortniveau und im Zusammenspiel mit individuellen Nutzungsprofilen – zunehmend komplexe „Systeme“. In diesem Sinne sind Gebäude oftmals individuell geplante und gefertigte Prototypen, deren Inbetriebnahme eine Phase der intensiven Einregulierung und Optimierung erfordert.

Die Abweichungen von den Zielvorgaben aus der Planungsphase haben unterschiedliche Ursachen. Die Planung ist zu stark auf den Bau des Gebäudes und zuwenig auf dessen Betrieb fokussiert. Es fehlen eindeutige Vorgaben für die Einregulierung und die Betriebsführung der gebäudetechnischen Systeme und die oft fehlende Qualitätssicherung führt zu nur bedingt effektiv funktionierenden Systemen. Zudem gibt es nur selten Unterlagen oder Veranstaltungen zur Information und Schulung der Nutzer. Und mit den üblichen Betriebsüberwachungs- und Facility-Management-Systemen können suboptimale Betriebsweisen nur bedingt erkannt werden. Eine Evaluierung der Gebäudeperformance erfolgt in den seltensten Fällen. Das führt schließlich dazu, dass innovative Gebäudekonzepte und –technologien in der Praxis nur eingeschränkt funktionieren und ihr Komfort- und Energieeffizienzpotenzial nicht voll ausspielen können. Speziell der Faktor Energieeffizienz bleibt oft hinter den Möglichkeiten zurück. 10 bis 20% des Strom- und Wärmeverbrauchs können in vielen Gebäuden mit nicht- oder geringinvestiven Maßnahmen eingespart werden – mit Amortisationszeiten unter 3 Jahren. Und weil viele Architekten und Fachplaner gar nicht erfahren, ob ihre Gebäude überhaupt wie geplant funktionieren, kann jetzt mit der Evaluierung ein notwendiger Lernprozess in Gang gesetzt und konstruktiv gestaltet werden.

EnBop

In dem Forschungsbereich »Energieeffiziente Betriebsoptimierung«, kurz: EnBop, werden konventionelle und innovative Nichtwohn-Gebäude im laufenden Betrieb auf den Prüfstand gestellt, um anschließend die Gebäudeperformance mit einfachen, nicht- oder gering-investiven Mitteln zu optimieren. Das neue Forschungsfeld und die entsprechenden Einzelprojekte werden durch das Institut für Gebäude- und Solartechnik der TU Braunschweig (IGS) koordiniert und projektübergreifend dokumentiert. Das IGS setzt dabei auf ein interdisziplinär besetztes Team aus Architektur, Fachplanung, Psychologie, Medizin, Immobilienwirtschaft und Informatik, um die unterschiedlichen Faktoren für einen optimierten Gebäudebetrieb evaluieren zu können.

Im Fokus der Forschung steht das Performance-Potenzial durch die Optimierung von Gebäuden im Betrieb. Die Optimierung umfasst alle für den Gebäudebetrieb relevanten Bereiche, von der aussagekräftigen Funktionsbeschreibung bis zum effektiven Energiemanagement und vom Mängelmanagement bis zur Nutzerschulung. Neben der Energieeffizienz werden insbesondere auch das Raumklima sowie die Produktivität und Leistungsfähigkeit der Nutzer untersucht. EnBop setzt damit den Forschungsschwerpunkt auf das aus dem angelsächsischen stammende „Commissioning“, das im wörtlichen Sinne soviel wie „Abnahme“ oder „Inbetriebnahme“ bedeutet, mittlerweile aber Maßnahmen im gesamten Lebenszyklus von Gebäuden zur kontinuierliche Ziel- und Qualitätssicherung umfasst.

Im Mittelpunkt der Forschungsprojekte stehen Fallstudien zur Betriebsführung innovativer Gebäude, Systeme oder Komponenten. Darüber hinaus werden Methoden zur verbesserten Betriebsführung von Gebäuden erprobt und neuartige Werkzeuge und Dienstleistungskonzepte entwickelt. Ein besonderer Fokus liegt auf der Dauerhaftigkeit und Wirtschaftlichkeit der Optimierung, die maßnahmen- und gebäudespezifisch untersucht werden.

Im Forschungsbereich EnBop gibt es drei Schwerpunkte:

i) Entwicklung:
Methoden, Werkzeuge und Dienstleistungen für die Betriebsoptimierung

Innovative Gebäude nutzen in zunehmendem Maße neue und komplexe Gebäudeautomationssysteme. Gleichzeitig steigen die Anforderungen an den Nutzerkomfort und die Verfügbarkeit. Um unter diesen Bedingungen einen energieeffizienten Betrieb zu ermöglichen, sind neue Methoden und Werkzeuge erforderlich, damit das Gebäudemanagement die technischen Anlagen optimal betreiben kann. Neue Lehr- und Schulungskonzepte, Dienstleistungen und Servicemodelle können ihren Einsatz beschleunigen. Die Entwicklung neuer Methoden, Werkzeuge und Dienstleistungen ist ein wichtiger Baustein von EnBop.

ii) Evaluierung:
Fallstudien zu Komponenten, Systemen und Konzepten im Gebäudebetrieb

Wie erfolgreich sind Innovationen in der Praxis? Zahlreiche Innovationen haben die Möglichkeiten zur Gestaltung energieeffizienter Gebäude deutlich erweitert: Kompakte Blockheizkraftwerke, dezentrale außenwandintegrierte Lüftungsgeräte, thermoaktive Bauteilsysteme und geothermische Anlagen sind längst in der Baupraxis angekommen. Doch unklar bleibt, wie gut die neuen Komponenten und Systeme im Betrieb tatsächlich funktionieren. Im Rahmen der EnBop-Forschung werden innovative Komponenten, Systeme und Konzepte evaluiert. Die praxisorientierte Evaluierung wird so aufbereitet, dass sie für die optimierte Betriebsführung nutzbar ist.

iii) Dauerhaftigkeit und Wirtschaftlichkeit:
Dokumentation der energetischen Betriebsoptimierung

Um die zu erwartenden Optimierungs- und Einspareffekte beurteilen zu können, muss die Gebäudeperformance genau ermittelt werden. Das Gebäude muss also auf den Prüfstand – und zwar im laufenden Betrieb und kontinuierlich über mehrere Jahre. Die Art und Weise, der technische und wirtschaftliche Nutzen sowie die Dauerhaftigkeit der Betriebsoptimierung werden am Beispiel von realen Gebäudeprojekten dokumentiert. Damit sollen letztlich die Eigentümer und Nutzer großer Gebäudebestände überzeugt werden, ihr Optimierungspotenzial kosteneffektiv in Angriff zu nehmen.

Gebäude gesucht

EnBop ist auf Gebäude und Projekte aus der Praxis angewiesen. Deshalb sucht die Forschung hier gezielt den Kontakt zur Gebäudewirtschaft, um mit beispielhaften Projekten neue Optimierungsmethoden und -werkzeuge zu erproben und das Optimierungspotenzial zu dokumentieren. Gefragt sind Investoren, Eigentümer, Betreiber und Nutzer, die ihr Gebäude in modellhaften Forschungsprojekten evaluieren und optimieren möchten. Wissenschaftliche Einrichtungen sind aufgerufen, entsprechende Forschungskonzepte im Rahmen der förderpolitischen Ziele des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie (BMWi) zu entwickeln. Eine enge Zusammenarbeit von Wirtschaft und Wissenschaft wird angestrebt. Selbstverständlich werden dabei eventuell sensible Unternehmensdaten vertraulich behandelt.

Möchten Sie Ihre Gebäude auf den Prüfstand der EnBop-Forschung stellen und die Optimierungspotenziale systematisch ausloten? Nehmen Sie Kontakt auf mit dem Institut für Gebäude- und Solartechnik der TU Braunschweig (IGS).