Nutzerorientierte, dezentrale und einfache MSR und TGA

Tatsächliche Energieeffizienz im Betrieb durch einen neuen Ansatz für MSR/TGA und robuste Optimierung zur Reduzierung der Performance Gap

Aktuelle Ansätze zur Umsetzung von ambitionierten Energieeffizienzzielen für Gebäude können großteils als gescheitert angesehen werden. Die immer komplexer werdende Gebäudetechnik zur Optimierung der Energieeffizienz und Nutzung erneuerbarer Energien funktioniert wenn dann nur mit einem stark erhöhten Personal- und dadurch Kosteneinsatz in allen Phasen von der Planung über die Inbetriebnahme und das Monitoring bis hin zum Betrieb. Bei einem Großteil der Gebäude liegt der tatsächliche Energieverbrauch im Betrieb jedoch weit über den errechneten Bedarfswerten aus der Planung (Performance Gap). Als eine der Ursachen kann dabei die hochkomplexe und dadurch auch oft fehleranfällige Gebäude- und insbesondere Regelungstechnik identifiziert werden.

Des Weiteren bringt eine aufwendige Gebäudetechnik einen hohen Platzbedarf sowie eine große Menge an grauer Energie mit sich und weist eine vergleichsweise geringe Lebensdauer bei hohen Investitions-, Betriebs- und Wartungskosten auf. Zudem zeigt sich, dass damit nicht automatisch eine hohe Nutzerzufriedenheit sichergestellt wird, sondern umgekehrt eine hochtechnisierte Raumklimatisierung in Bezug auf den Nutzerkomfort sogar gegebenenfalls Nachteile gegenüber einfachen und passiven Ansätzen aufweist (z.B. natürliche VS mechanische Lüftung).

Ferner sind durch die aktuelle Covid-19-Pandemie die Relevanz der Frischluftzufuhr in geschlossenen Räumen sowie hygienische und infektionsschutz-relevante Aspekte von Lüftungsanlagen wieder stärker in den Fokus gerückt. Dies wird die zukünftigen Anforderungen an Lüftungskonzepte von Nichtwohngebäuden und deren Regelung verändern, was wiederum mehr Komplexität und daher Fehleranfälligkeit mit sich bringen wird.

Daher muss die klassische Herangehensweise grundlegend hinterfragt und dringend durch neue, alternative Ansätze ersetzt werden, um die Lücke zwischen geplanter und tatsächlicher Energieeffizienz zu schließen und dadurch im Gebäudebereich einen wichtigen Schritt in Richtung der Klimaschutzziele zu machen. Aufbauend auf Erkenntnissen aus einem Vorgängerprojekt wird im Rahmen dieses Vorhabens der Ansatz einer nutzerorientierten, dezentralen und einfachen MSR (Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik) und TGA (Technische Gebäudeausrüstung) entwickelt.

Zentraler Baustein ist dabei die Dezentralisierung der logischen Einheiten der MSR, die gleichzeitig über offene Schnittstellen miteinander und im Gesamtsystem kommunizieren und interagieren können. Damit geht auch eine Neuausrichtung der TGA mit ebenfalls dezentralen Bausteinen einher, wodurch sie sich stärker an tatsächlichen, aktuellen Nutzeranforderungen orientieren und zum Teil vereinfacht werden kann.

Dadurch wird eine Interoperabilität und dadurch Flexibilität erreicht – im Gegensatz zu zentralisierten und in sich geschlossenen Systemen – welche der kurzen Lebensdauer und den rasanten technologischen Weiterentwicklungen Rechnung trägt. Gleichzeitig wird der Nutzer und dessen Bedürfnisse wieder in den Mittelpunkt gerückt sowie der Betrieb der MSR und TGA vereinfacht, was die Fehleranfälligkeit reduziert und eine tatsächliche Energieeffizienz im Betrieb ermöglichen soll.

Basierend auf diesem neuen Ansatz für MSR und TGA wird eine robuste Optimierung durchgeführt, um die folgenden Ziele zu erreichen:

• Reduzierung der Performance Gap
• Optimierte Nutzerzufriedenheit
• Verlängerte Lebensdauer

Somit wird in diesem Vorhaben zunächst theoretisch ein Konzept für einen robusten und dadurch tatsächlich energieeffizienten Gebäudebetrieb basierend auf einer nutzerorientierten, dezentralen und einfachen MSR und TGA entwickelt und optimiert. Durch eine enge und frühe Einbindung in die integrale Planung des Schulcampus Aschheim können konzeptionelle Ansätze in Form eines Modellvorhabens mit in die Planung einfließen und daraufhin in der Bauphase implementiert sowie später im Betrieb über ein Monitoring getestet und dadurch validiert werden. Gleichzeitig ermöglicht die Komplexität des ambitionierten Bauvorhabens eine hervorragende Übertragbarkeit auf Nichtwohngebäude unterschiedlichster Nutzungen.