3. Planung der Betriebszustände

Institut für Gebäude- und Solartechnik
Prof. Dr.-Ing. M. Norbert Fisch
Mühlenpfordtstraße 23
D-38106 Braunschweig
www.tu-bs.de/igs
Qualitätsmanagement als Schlüssel für den
effizienten Gebäudebetrieb
Oliver Rosebrock, M. Sc.
Entwicklung der Gebäudekonzepte
1970 2010
21.05.2015 | Oliver Rosebrock | 2. AktivPlus Symposium – Qualitätsmanagement als Schlüssel für den effizienten Gebäudebetrieb│ Seite 2
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Die Praxis
Einsparpotenziale: 5 - 30 % Endenergie bzw. Energiekosten
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Überhöhte Laufzeiten von Lüftungsanlagen
Kühlen und Heizen gleichzeitig
Fehlerhafte Hydraulik
Ungenaue Kalibrierung von Sensoren
Überhöhte Beleuchtungsinstallationen
Falsche Regelungsstrategien / Soll- Werte
Mangelhafte Betriebsüberwachung
Fehlerhafte Anlagenergänzungen
Fehlende Nutzerakzeptanz / -kenntnis
…
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LichtAktiv Haus: Saniertes Siedlerhaus mit Neubauergänzung
19 m²
8,8 kWp
2x 50 m,
seit Ende
2013
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LichtAktiv Haus: aufwendige Fehlererkennung
 Technische Probleme treten auf, bspw. Systemeffizienz, hydraulische
Probleme
 Monitoring ist für den ordnungsgemäßen Betrieb bisher unabdingbar
 hoher Aufwand für die Fehlererkennung -> Vor-Ort-Termine
Systemarbeitszahl
5.0
4.5
4.0
12/2011
Einzug
2013
2014
Systemarbeitszahl [-]
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
Vor-Ort-Termine
0.5
0.0
Jan
Feb
Mrz
Apr
Mai
Jun
2014
21.05.2015 | Oliver Rosebrock | 2. AktivPlus Symposium – Qualitätsmanagement als Schlüssel für den effizienten Gebäudebetrieb│ Seite 5
Jul
2013
Aug
Sep
Okt
Nov
Dez
2012
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Die Herausforderung: Qualität für nachhaltige Gebäudeperformance
• Dezentrale Organisation des Bauwesens
• Stark projektorientierte Arbeitsweisen
• Verschärfte gesetzliche Anforderungen
an Energieeffizienz
• Dezentralisierung der Energieerzeugung
• Integration von Anlagen, Gebäuden
und Versorgungsnetzen
• Automatisierung und Vernetzung
 Qualität
ist die Herausforderung
für nachhaltige Gebäude!
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Unsere Lösung: Virtueller Prüfstand für die Gebäudeautomation
Planung
Ziele
Inbetriebnahme
Errichtung/Betrieb
Abnahme
Aktive
Funktionsbeschreibung
Soll
Messung
Monitoring
Optimierung
Prüfung
Ist
Betriebsdaten
Virtueller Prüfstand
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EffizienzhausPlus MFH Riedberg: EnergiePlus mit 17 WE
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Der Virtuelle Prüfstand für Gebäudeperformance
MFH Riedberg
Gebäudeausrüstung:
• Wärmepumpe mit Eisspeicher und Absorber
• Flächenheiz- und Kühlsysteme (freie Kühlung)
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Der Virtuelle Prüfstand für Gebäudeperformance
MFH Riedberg
Ablauf
1. Spezifikation:
Planung der Betriebszustände
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2. Import des Anlagenschemas
WMZ5
∑
WMZ2 ∑
HT
TWW+RLT
NT FBH
V2 M
V3
P2
P4
M
P3
WMZ1 ∑
Absorber
(Abs)
Eisspeicher
(ESp)
WMZ3
∑
P1
M V1
WMZ4
WP
∑
M
P5
WMZ6
WT
V4
∑
Pufferspeicher
(PSp)
WMZ7
∑
∑
SMZ1
Strom
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2. Import des Anlagenschemas
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3. Planung der Betriebszustände
WMZ5
∑
WMZ2 ∑
HT
TWW+RLT
NT FBH
V2 M
V3
P2
P4
M
P3
WMZ1 ∑
Absorber
(Abs)
WMZ3
Eisspeicher
(ESp)
∑
P1
M
V1
WMZ4
WP
∑
M
P5
WMZ6
WT
V4
∑
Pufferspeicher
(PSp)
WMZ7
∑
∑
SMZ1
Strom
0
AUS
1
WP
NT ESp
2
WP
HT Abs
3
FK
Betriebszustände
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3. Planung der Betriebszustände
Gebäude
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3. Planung der Betriebszustände
WMZ5
∑
WMZ2 ∑
HT
TWW+RLT
NT FBH
V2 M
V3
P2
P4
M
P3
WMZ1 ∑
Absorber
(Abs)
WMZ3
Eisspeicher
(ESp)
∑
P1
M
V1
WMZ4
WP
WT
M
P5
WMZ6
∑
V4
∑
Pufferspeicher
(PSp)
WMZ7
∑
∑
SMZ1
Strom
0
AUS
11
WP
WP
NT
NT ESp
ESp
22
WP
WP
HT
HTAbs
Abs
33
FK
FK
WP_BM
0
Heizen
Heizen
0
P1_BM
0
Ein
Ein
Ein
P2_BM
0
Aus
Aus
Aus
>40°C
-
<36°C
-
P3_BM
0
Ein
Aus
EIn
P4_BM
0
Aus
Ein
Aus
V1
-
Offen (1)
Offen (2)
Offen (1)
V2
-
Offen (1)
Offen (1)
Offen (2)
PSp_H_T
Betriebszustände
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3. Planung der Betriebszustände
WMZ5
∑
WMZ2 ∑
HT
TWW+RLT
NT FBH
V2 M
V3
P2
P4
M
P3
WMZ1 ∑
Absorber
(Abs)
WMZ3
Eisspeicher
(ESp)
∑
P1
M
V1
WMZ4
WP
WT
M
P5
WMZ6
∑
V4
∑
Pufferspeicher
(PSp)
WMZ7
∑
∑
SMZ1
Strom
0
AUS
11
WP
WP
NT
NT ESp
ESp
22
WP
WP
HT
HTAbs
Abs
33
FK
FK
WP_BM
0
Heizen
Heizen
0
P1_BM
0
Ein
Ein
Ein
P2_BM
0
Aus
Aus
Aus
>40°C
-
<36°C
-
P3_BM
0
Ein
Aus
EIn
P4_BM
0
Aus
Ein
Aus
V1
-
Offen (1)
Offen (2)
Offen (1)
V2
-
Offen (1)
Offen (1)
Offen (2)
PSp_H_T
Betriebszustände
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3. Planung der Betriebszustände
WMZ5
∑
WMZ2 ∑
HT
TWW+RLT
NT FBH
V2 M
V3
P2
P4
M
P3
WMZ1 ∑
Absorber
(Abs)
WMZ3
Eisspeicher
(ESp)
∑
P1
M
V1
WMZ4
WP
WT
M
P5
WMZ6
∑
V4
∑
Pufferspeicher
(PSp)
WMZ7
∑
∑
SMZ1
Strom
0
AUS
11
WP
WP
NT
NT ESp
ESp
22
WP
WP
HT
HTAbs
Abs
33
FK
FK
WP_BM
0
Heizen
Heizen
0
P1_BM
0
Ein
Ein
Ein
P2_BM
0
Aus
Aus
Aus
>40°C
-
<36°C
-
P3_BM
0
Ein
Aus
EIn
P4_BM
0
Aus
Ein
Aus
V1
-
Offen (1)
Offen (2)
Offen (1)
V2
-
Offen (1)
Offen (1)
Offen (2)
PSp_H_T
Betriebszustände
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3. Planung der Betriebszustände
WMZ5
∑
WMZ2 ∑
HT
TWW+RLT
NT FBH
V2 M
V3
P2
P4
M
P3
WMZ1 ∑
Absorber
(Abs)
WMZ3
Eisspeicher
(ESp)
∑
P1
M
V1
WMZ4
WP
WT
M
P5
WMZ6
∑
V4
∑
Pufferspeicher
(PSp)
WMZ7
∑
∑
SMZ1
Strom
0
AUS
11
WP
WP
NT
NT ESp
ESp
22
WP
WP
HT
HTAbs
Abs
33
FK
FK
WP_BM
0
Heizen
Heizen
0
P1_BM
0
Ein
Ein
Ein
P2_BM
0
Aus
Aus
Aus
>40°C
-
<36°C
-
P3_BM
0
Ein
Aus
Ein
P4_BM
0
Aus
Ein
Aus
V1
-
Offen (1)
Offen (2)
Offen (1)
V2
-
Offen (1)
Offen (1)
Offen (2)
PSp_H_T
Betriebszustände
21.05.2015 | Oliver Rosebrock | 2. AktivPlus Symposium – Qualitätsmanagement als Schlüssel für den effizienten Gebäudebetrieb│ Seite 18
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4. Import und Zuweisung von Betriebsdaten
Ablauf
1. Spezifikation:
Planung der Betriebszustände
2. Analyse:
Import von Betriebsdaten
21.05.2015 | Oliver Rosebrock | 2. AktivPlus Symposium – Qualitätsmanagement als Schlüssel für den effizienten Gebäudebetrieb│ Seite 19
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4. Import und Zuweisung von Betriebsdaten
Gebäude
Gebäude
Gebäude
Gebäude
Gebäude
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5. Automatisierte Bewertung der Betriebsgüte
Ablauf
1. Spezifikation:
Planung der Betriebszustände
2. Analyse:
Import von Betriebsdaten
3. Evaluation:
Automatisierte Bewertung
der Betriebsgüte
21.05.2015 | Oliver Rosebrock | 2. AktivPlus Symposium – Qualitätsmanagement als Schlüssel für den effizienten Gebäudebetrieb│ Seite 21
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5. Automatisierte Bewertung der Betriebszustände (Dummy-Werte)
Gebäude
Gebäude
BZ00
Auswertung der
Betriebszustände
je ¼-Stunde
Gebäude
BZ01
Gebäude
BZ02
Gebäude
Gebäude
Gebäude
Gebäude
Gebäude
Gebäude
Gebäude
Gebäude
Gebäude
Gebäude
Gebäude
Gebäude
Gebäude
Gebäude
Gebäude
Gebäude
Gebäude
Gebäude
Gebäude
Gebäude
Gebäude
Gebäude
Gebäude
Gebäude
Gebäude
Gebäude
Gebäude
Gebäude
Gebäude
Gebäude
Grün: Funktion korrekt
Rot:
Fehler
Weiß: nicht aktiv
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5. Automatisierte Bewertung der Betriebsgüte (Dummy-Werte)
Auswertung des
Zustandsraum
je ¼-Stunde
Betriebsgüte BG:
Anteil der gültigen
Messungen innerhalb
eines Bewertungszeitraums
(hier >80%/Tag)
21.05.2015 | Oliver Rosebrock | 2. AktivPlus Symposium – Qualitätsmanagement als Schlüssel für den effizienten Gebäudebetrieb│ Seite 23
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5. Automatisierte Bewertung der Betriebsgüte (Dummy-Werte)
Betriebsgüte als eindeutiger, vertragsfester Indikator
für die Qualität der Gebäude- und Anlagenperformance
21.05.2015 | Oliver Rosebrock | 2. AktivPlus Symposium – Qualitätsmanagement als Schlüssel für den effizienten Gebäudebetrieb│ Seite 24
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5. Automatisierte Bewertung der Betriebsgüte (Dummy-Werte)
Systematische, zielgerichtete Unterstützung der Inbetriebnahme
21.05.2015 | Oliver Rosebrock | 2. AktivPlus Symposium – Qualitätsmanagement als Schlüssel für den effizienten Gebäudebetrieb│ Seite 25
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6. plot pilot – Beispielgraphiken (Dummy-Werte)
Neben Betriebsgüte: Energiebilanzen, Strom- /Wärmeverbräuche,….
21.05.2015 | Oliver Rosebrock | 2. AktivPlus Symposium – Qualitätsmanagement als Schlüssel für den effizienten Gebäudebetrieb│ Seite 26
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6. plot pilot – online Tool zur Visualiserung von Daten
https://apps.synavision.de/vm1/plotpilot/
Online Erstellung von Graphiken
aus Messdaten
Erstellung einer URL zum Einbinden
in MS Office, Weitergabe
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