Verringerung des Energieeinsatzes im "Haus der Zukunft" durch Nutzung innovativer Informationstechnologien

Status

abgeschlossen

Kurzfassung

Ziele

Die Ziele des Projekts bestanden in der Analyse der Möglichkeiten, den Energieeinsatz im "Haus der Zukunft" durch Nutzung innovativer Informationstechnologien zu verringern, sowie in der Bewertung der Möglichkeiten im Hinblick Hinblick auf technische Brauchbarkeit, praktische Einsetzbarkeit, Fragen des Datenschutzes und Kosten.

Motivation

Die Motivation zur Verringerung des Energieeinsatz im Haus der Zukunft ist durch die Notwendigkeit des Klimaschutzes im Wege der Verringerung des Einsatzes fossiler Energieträger und durch den Wunsch nach bestmöglicher Ökonomie im Sinne der Verbraucher begründet.

Inhalte und Methodik

Das Projekt wurde in 4 Arbeitsschritten durchgeführt

1. Erhebung und Charakterisierung der energetisch relevanten Komponenten und Systeme unter besonderer Berücksichtigung der Möglichkeiten der Informatik und der Bussysteme

   In diesem Arbeitsschritt wurden die energietechnisch relevanten Komponenten des Hauses der Zukunft in Bezug auf die Schnittstellen für den Eingriff innovativer Informationstechnologien sowie in der Untersuchung der Möglichkeiten, innovative Informationstechnologie zur Durchführung eines Energiemanagements für das "Haus der Zukunft" einzusetzen, untersucht.

2. Internes Energie-Management des Hauses der Zukunft

   In diesem Arbeitsschritt wurden die Möglichkeiten der energetisch optimierender Einflussnahme auf die relevanten Komponenten des Hauses der Zukunft durch innerhalb des Hauses installierte bzw. wirkende Informationstechnologie untersucht.

3. Externes Energie-Management des Hauses der Zukunft

   In diesem Arbeitsschritt wurden die Möglichkeiten der energetisch optimierender Einflussnahme auf die relevanten Komponenten des Hauses aus der Entfernung untersucht.

4. Gesamtkonzept zur Minimierung des Energiebedarfs des Hauses der Zukunft

   In diesem Arbeitsschritt wurde unter Berücksichtigung der Ergebnisse der vorangegangenen Arbeitsschritte ein Gesamtkonzept zur Minimierung des Energiebedarfs des Hauses der Zukunft erstellt.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen

Die Komponente der Haustechnik mit der größten Relevanz in Bezug auf die Verringerung des Energieeinsatzes mit Hilfe von Informationstechnologie ist die Heizanlage bzw. die zu ihr gehörenden Komponenten. Die Absenkung des Sollwertes der Raumtemperatur während der Abwesenheit der Bewohner ist die wichtigste Maßnahme hierzu. Durch eine entsprechende Fernsteuerung des Heizsystems kann der Sollwert der Raumtemperatur entsprechend den An- und Abwesenheitszeiträumen erreicht werden.

Die Wirksamkeit dieser Maßnahme hängt vor allem von folgenden Parametern ab:

• Klimatische Randbedingungen
• Bauart des Gebäudes, insbesondere die Wärmedurchgangszahl und das Wärmespeichervermögen der Wände
• Dauer der Temperaturabsenkung

Für den beispielhaft betrachteten Fall eines Einfamilienhauses unter in Österreich geltenden klimatischen Bedingungen wurden in Modellrechnungen folgende Ergebnisse erzielt:

• Die Absenkung der Sollwertes der Raumtemperatur ist bereits bei einer Dauer von nur wenigen Stunden sinnvoll. Die "Nachtabsenkung" von 21 auf 15 °C beispielsweise bringt im Jahresmittel eine Verringerung des Energieeinsatzes bei einem Gebäude in Leichtbauweise (Holzständerleichtbau) um mehr als 10 %. Bei Gebäuden in Massivbauweise (Stahlbetonbau mit Polystyroldämmung) beträgt die Verringerung ca. 7 %. Im "Wochenendhaus" wird durch Temperaturabsenkung während der Wochentage eine Verringerung des Energieeinsatzes im Jahresmittel um mehr als 20 % erreicht.
• Auch bei nicht periodischer Abwesenheit kann der Energieeinsatz durch Temperaturabsenkung erheblich verringert werden. Die Absenkung des Sollwertes der Raumtemperatur von 21 auf 5 °C während eines "1-wöchigen Urlaubs" bringt im Fall des Leichtbaus um bis zu 60 %, im Fall des Massivbaus um rund 23 % an Verringerung des Energieeinsatzes in dieser Periode. Während eines "3-wöchigen Urlaubs" können durch Absenkung des Temperatur-Sollwertes im Fall des Leichtbaus ca. 75 %, im Fall des Massivbaues ca. 40 % der eingesetzten Energie vermieden werden.

Die zur Umsetzung der obigen Maßnahmen geeigneten Informationstechnologien sind zu einem gewissen Teil Stand der Technik. Insbesondere werden die für das "Interne Energiemanagement" des Hauses der Zukunft benötigten Anlagen bereits seit längerem in den "Smart-Homes" eingesetzt. Auch "Externes Energiemanagement" ist heute mit handelsüblichen Komponenten realisierbar, zum Beispiel mit einer manuell über Mobiltelefon steuerbaren Feuerung. Auch die automatische energetisch optimierende Einflussnahme auf die Haustechnik in Abhängigkeit von der Entfernung des Benutzers (z. B. über eine GPS-unterstützte Datenübertragung) ist derzeit bereits möglich steckt allerdings noch in den "Kinderschuhen". Die Kosten der Nutzung solcher Methoden sind im Verhältnis zum Nutzen der oben genannten Einsparungsmöglichkeiten gering. Die zusammenfassende Empfehlung an Planer und Nutzer lautet daher, die Möglichkeiten der energetischen Optimierung des Hauses der Zukunft mit Hilfe von Informationstechnologie gezielt zu nutzen.

Kontakt

Dipl.-Ing. Dr. Reinhard Padinger
Joanneum Research, Institut für Energieforschung
Elisabethstraße 5
A-8010 Graz
Tel.: +43 0316 876 1333
Fax.: +43 0316 876 1320
E-Mail: reinhard.padinger@joanneum.at