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Software analysiert Lebenszykluskosten

Lebenszykluskosten für Planung und Betriebsoptimierung von Gebäuden und TGA: In dem Forschungsprojekt wurden Software-Module entwickelt, mit denen eine energetische Inspektion, die Lebenszykluskostenanalyse und die Optimierung verschiedener Komponenten

In dem Forschungsprojekt wurden Software-Module entwickelt, mit denen eine energetische Inspektion, die Lebenszykluskostenanalyse und die Optimierung verschiedener Komponenten oder ganzer Gebäude durchgeführt werden können.

© Hottgenroth Software GmbH

Projektsteckbrief

Offizieller ProjekttitelEnergieeinsparung durch lebenszyklusorientierte Planung und Betriebsoptimierung für Gebäude und TGA-Anlagen
SoftwaretypVollversion, PC-Software, Lizenzpflichtige Software
Laufzeit01/2013 bis 12/2016
KürzelLife-Cycle-Cost-Analysis (LCCA)
Download-Adresse

Angaben hierzu in Kürze.

NutzungskonditionenZusätzlich zu der kostenpflichtigen Vollversion wird es eine kostenlose Version für Hochschulen und sonstige Bildungsstätten sowie eine freie Demoversion mit zeitlich beschränker Nutzungsdauer geben.
Schwerpunkte

Projektbeschreibung

Bei der Planung von Gebäuden ist es notwendig, aus verschiedenen Anlagen der technischen Gebäudeausrüstung die passenden auszuwählen. Dabei gilt es, technische und wirtschaftliche Aspekte abzuwägen. Bei Wirtschaftlichkeitsberechnungen werden noch oft stark vereinfachte und statische Methoden verwendet. Diese gewichten die Investitionskosten zumeist relativ hoch gegenüber den laufenden Betriebskosten bzw. Energiekosten. Die kostenoptimale Lösung – über den gesamten Lebenszyklus des Gebäudes oder der Anlage betrachtet – wird verfehlt.

Doch für vergleichende Untersuchungen mit dem Ziel energieoptimierter und kostenminimierter Lösungen sind komplexe Simulationsrechnungen und Variantenstudien notwendig. Für gewöhnliche Gebäudeprojekte ist das zu aufwendig, zudem ist das nur von Spezialisten durchführbar. Für eine breitere Anwendung von methodisch exakteren Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen sollten in diesem Projekt Softwarelösungen entwickelt werden, die bei geringerer Komplexität der Gebäude- und Anlagenmodelle eine schnelle und hinreichend genaue energetische und wirtschaftliche Bilanzierung sowie eine Betriebsoptimierung von Gebäuden ermöglicht.

Fokus der Entwicklung

Im Projekt werden Software-Module entwickelt, mit denen eine energetische Inspektion, die Lebenszykluskostenanalyse und die Optimierung verschiedener Komponenten oder ganzer Gebäude durchgeführt werden können. Besonderes Augenmerk liegt dabei auf den Gebäudekomponenten Fenster, Außenwand und Dach sowie auf Lüftungsanlagen. Dabei werden auch Modellfunktionen für innovative Komponenten wie PCM-haltige Putze oder Eisspeicher in die Software integriert. Innerhalb des Projekts werden zudem Softwarelösungen mit steigender Komplexität entwickelt, von der Erfassung von Lüftungsanlagen mittels einfacher Inspektion des energetischen Zustands bis hin zur dynamischen Simulation des Gebäudes einschließlich seiner einzelnen TGA-Komponenten zur Bestimmung und Optimierung des Energieverbrauchs über die gesamte Lebenszeit des Gebäudes.

Im Rahmen dieses Projekts werden auch für die Betriebsoptimierung Strukturen geschaffen, um Betriebsdaten künftig direkt mit Simulationsergebnissen vergleichen zu können. So können Unregelmäßigkeiten im Betrieb erkannt und Fehler behoben werden.

Erfolge

Für verschiedene innovative Komponenten der TGA, wie beispielsweise modulierende Wärmepumpen, wurden mathematische Modelle geschaffen und in die Software integriert. Außerdem wurde ein Messkoffer für die energetische Inspektion von Lüftungsanlagen sowie eine dazu passende Software entwickelt. Ferner wurden herstellerneutrale Kostenfunktionen für verschiedene Lüftungsgeräte, Wärmeerzeuger und Dämmstoffe erarbeitet und in verschiedene Softwareprodukte der Hottgenroth Software GmbH integriert. Darauf aufbauend wurde eine Software zur Optimierung der Lebenszykluskosten von Lüftungsanlagen entwickelt. Außerdem wurde ein Softwaremodul realisiert, welches die Optimierung der Anlagenkonfiguration für die Wärmeerzeugung eines Gebäudes unterstützt – in Abhängigkeit vom Heizenergiebedarf und mit dem Ziel minimaler Lebenszykluskosten. Dieses Modul wird in bestehende Softwareprodukte der Hottgenroth Software GmbH eingebaut. Dabei erlauben Kostenfunktionen für einzelne Geräte oder Komponenten eine herstellerneutrale Abschätzung der Kosten über den ganzen Lebenszyklus. Optional können für einzelne Komponenten auch individuelle Preise eingegeben werden.

Im Rahmen des Forschungsprojektes wurde weiterhin ein Gebäude messtechnisch evaluiert und die Betriebsdaten mit den Simulationsergebnissen verglichen. Ergänzend wurden verschiedene Simulationssoftware zwecks Validierung miteinander verglichen.

Projektpartner

Am Forschungsprojekt beteiligt sind die Hottgenroth Software GmBH & Co. KG (HS), das Institut für Technische Gebäudeausrüstung Dresden, Forschung und Anwendung GmbH (ITG) und das Institut für Energietechnik an der TU Dresden (TUD).

Das ITG bringt seine umfangreichen Erfahrungen in der Entwicklung von Simulationsmodellen für Komponenten und für Wirtschaftlichkeitsanalysen in der technischen Gebäudeausrüstung in das Projekt ein. Es übernimmt die Erstellung von mathematischen Modellen für verschiedene technische Komponenten.

Das Institut für Energietechnik hat ein eigenes, validiertes Softwareprogramm TRNSYS-TUD. Es liefert Referenzwerte zur Validierung der vollständigen Software und ist verantwortlich für das Monitoring von Gebäuden.

Die Hottgenroth Software GmbH & Co. KG ist ein mittelständisches Softwareunternehmen mit langjähriger Erfahrung in der Entwicklung von Software für Energieberater und TGA-Planer. Das Unternehmen integriert die neuen Softwaremodule in existierende und neue Softwareprodukte, um das neue Berechnungsverfahren in Form neuer oder etablierter Produkte am Markt anzubieten.

Weitere Perspektiven

Die Markteinführung ist für das Frühjahr 2017 geplant. Bis dahin werden die neuen Module in verschiedene marktetablierte Softwareprodukte integriert. Ferner werden alle Softwaremodule weiter validiert und umfangreichen Tests unterzogen.

Anwendungsreifes Produkt

Die Software soll von Planern, Handwerkern, Energieberatern sowie Facility Managern zur Optimierung von Gebäuden bzw. deren Anlagentechnik unter Gesichtspunkten minimaler Lebenszykluskosten genutzt werden. Dazu wurden in verschiedenen Projektstufen verschieden komplexe Module entwickelt, welche sich an die folgenden Kundengruppen richten:

Die Software "Klimacheck" (Hottgenroth Software GmbH) wird von Handwerkern, Kältefachtechnikern und TGA- sowie Bauingenieuren für die Inspektion von Klimaanlagen genutzt (nach §12 EnEV). Mit dem neuen Modul zur Kalkulation der Lebenszykluskosten wird eine erweiterte Wirtschaftlichkeitsberechnung möglich.

Energieberater können dieses Modul auch mit der Software "Energieberater" nutzen (Hottgenrath). Auch in die Simulationssoftware von Hottgenroth wurde das Modul integriert, so dass auch TGA-Planer und Facility Manager von der neuen Methode der energetischen Optimierung und Wirtschaftlichkeitsberechnung profitieren.


Zusätzliche Informationen:

LCCA-Monitoring, Erstellung von Referenzwerten
Technische Universität Dresden, Institut für Energietechnik
Erstellung mathematischer Modelle
ITG Dresden
Projektkoordination, Softwareentwicklung
Hottgenroth Software GmbH & Co. KG
  • Lebenszykluskosten für Planung und Betriebsoptimierung von Gebäuden und TGA: Für eine begutachtete Lüftungsanlage werden die Sanierungskosten in der Lebenszykluskostenbetrachtung für verschiedene Varianten ausgegeben.
  • Lebenszykluskosten für Planung und Betriebsoptimierung von Gebäuden und TGA: Lebenszykluskostenanalyse für die energetische Sanierung von Teilen der Gebäudehülle. Das ist besonders für Energieberater interessant.
  • Lebenszykluskosten für Planung und Betriebsoptimierung von Gebäuden: Lebenszykluskostenanalyse für den Vergleich der Wirtschaftlichkeit unterschiedlicher Anlagen in einem Gebäude. Dieses Modul wird in den Simulationsprogrammen von Hottgenroth eingeset
  • Lebenszykluskosten für Planung und Betriebsoptimierung von Gebäuden und TGA: Eingabemaske für das LCCA-Modul
  • Lebenszykluskosten für Planung und Betriebsoptimierung von Gebäuden und TGA: Darstellung der Amortisation einer Maßnahme
  • Lebenszykluskosten für Planung und Betriebsoptimierung von Gebäuden und TGA: Ergebnis der Simulationsberechnung für den Heiz- und Kühlbedarf eines Hauses. Diese Ergebnisse werden zur Ermittlung der Kosten für das LCCA-Modul verwendet.
  • Lebenszykluskosten für Planung und Betriebsoptimierung von Gebäuden und TGA: Datenflussmodell zwischen den einzelnen Komponenten des Moduls