Energetische Betriebsoptimierung - Monitoring

5.11.15 ERFA MINERGIE 1
Energetische Betriebsoptimierung - Monitoring
Pierre Schoeffel
Leiter Geschäftsstelle
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5.11.15 ERFA MINERGIE
Was ist Monitoring?
Was ist heute in einer
breiten Anwendung
möglich und sinnvoll?
In welchen Bandbreiten?
Motivation, Chancen
Nutzen aus der Sicht des
Betreibers?
Stolpersteine?
• Allgemeine
Betrachtungen und
Feststellungen
• Kontext
• Vorschriften
• Voraussetzungen
• SIA 2048
Nutzen
Mögliche Stolpersteine
Anregungen,
Überlegungen zum
Monitoring
Ein Paar Inputs aus dem
reellen Leben
2
Inhalt

GNI
Gebäude Netzwerk
Initiative
Mitglieder: 180 Firmen /
Verbände
National führende
Verband für
Gebäudeautomation und
Intelligentes Wohnen.
Zusammenarbeit national
und international mit
Verbänden. Förderung der
qualitativen
Gebäudevernetzung
Promotion von Standards
Information
Ausbildung
Seminare
Presse
Networking
Arbeitsgruppen
Plattform für Bauherren
3

Wie lange braucht das
Natursystem der Erde um
das Naturkapital das jedes
Jahr benutzt wird, zu
ersetzen?
Heute nutzt die Menschheit
Ressourcen von 1,5 Planeten. Das
bedeutet, dass die Erde über ein Jahr
und sechs Monate braucht, um den
Verbrauch der Menschheit eines Jahres
zu decken.
46 % des
Gesamtenergieverbrauchs
der Schweiz wird in
Gebäuden verbraucht.
Lebenszyklus der
Gebäude:
Erstellungskosten?
Betriebskosten?
4
1,5 46 80
Quelle: footprintnetwork.org

Wie lange braucht das
Natursystem der Erde um
das Naturkapital das jedes
Jahr benutzt wird, zu
ersetzen?
Heute nutzt die Menschheit
Ressourcen von 1,5 Planeten. Das
bedeutet, dass die Erde über ein Jahr
und sechs Monate braucht, um den
Verbrauch der Menschheit eines Jahres
zu decken.
46 % des
Gesamtenergieverbrauchs
der Schweiz wird in
Gebäuden verbraucht.
Lebenszyklus der
Gebäude:
Erstellungskosten?
Betriebskosten?
5
1,5 46 80

MuKen– Stand 9.1.2015
Art. 5.2 Pflicht / betroffene Gebäude (V)
Neubauten der Kategorien III bis XII (SIA 380/1) mit mindestens 5000 m2 EBF sind mit Einrichtungen
zur Gebäudeautomation auszurüsten, die folgende Überwachungsfunktionen aufweisen:
a. Erfassung der Energieverbrauchsdaten getrennt nach Hauptenergieträger;
b. Ermittlung der Energieeffizienz-Kennzahlen der Wärmepumpen und Kältemaschinen;
c. Ermittlung der Energieeffizienz-Kennzahlen von Wärmerückgewinnungs- und
Abwärmenutzungsanlagen;
d. Erfassung der Betriebszeiten der Hauptkomponenten für die Aufbereitung und Verteilung der
Wärme, Kälte und Luft;
e. Erfassung der wichtigsten Vor- und Rücklauftemperaturen, sowie einiger repräsentativen
Raumtemperaturen und der Aussentemperatur;
f. benutzerfreundliche Darstellung der in a. bis e. erwähnten Daten an einer zentralen Stelle, für
mindestens folgende Zeitperioden: Jahr, Monat (oder Woche), Tag, und für jeden Tag mindestens eine
Periode während und eine ausserhalb Nutzungszeit;
g. benutzerfreundliche Vergleichsmöglichkeiten mit aussagekräftigen Vorperioden in der Darstellung
nach Buchstabe f.

MuKen – Stand 9.1.2015
Modul 8: Betriebsoptimierung
«Worum geht es?»
Durch die Vorschriften zur Betriebsoptimierung sollen die Gebäudetechnikanlagen in bestehenden
Gebäuden - ausgenommen sind Wohnbauten - auf dem jeweils aktuellsten Stand der höchsten
Energieeffizienz betrieben werden.
Die Betriebsoptimierung umfasst die Gewerke Heizung, Lüftung, Klima, Kälte, Sanitär, Elektro und
Gebäudeautomation (HLKKSE + GA). Die Gebäudehülle ist nicht Teil der Betrachtung. Damit werden
die Verbräuche von Elektrizität und Wärme optimiert.
Gebäude bzw. Eigentümer, die als Grossverbraucher eine Zielvereinbarung abgeschlossen haben, im
KMU-Modell integriert sind oder nachweisen können, dass sie bereits eine mehrjährige
systematische Betriebsoptimierung durchführen, sollen von diesen Vorschriften befreit sein.
Betroffen sind Betriebsstätten mit einem Elektrizitätsverbrauch von mindestens 200‘000 kWh. Die
Betriebsoptimierung adaptiert kontinuierlich die Gebäudetechnik an die Nutzerbedürfnisse.

Merkblatt SIA 2048

Die energetische Betriebsoptimierung (eBO) zeigt
Massnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz auf, die
für Gebäudenutzer keine merklichen Komforteinbussen
bewirken, eine kurze Pay-back-Dauer (in der Regel Kürzer
als 2 Jahre) aufweisen, kostengünstig sind und in der Regel
ohne ordentlichen Planungsprozess umgesetzt werden
können. Die eBO stellt ein schrittweise Vorgehen mit
strukturierter Planung und Umsetzung einzelner
Massnahmen dar. Das Resultat ist die Summe der
erfolgreich und dauerhaft umgesetzten Massnahmen.
SIA 2048
Energetische Betriebsoptimierung

Anwendung der Methoden des Controllings auf die
Betriebsphase des Prozesses der Energiebereitstellung,
-verteilung und –anwendung im Gebäude.
Umfasst das Energiemonitoring, das Plausibilisieren,
das Normalisieren, das Bewerten (u.a. mit Hilfe von
Benchmarking) des Energieeinsatzes sowie das Melden
an die zuständigen Stellen (Entscheidungsträger,
Betreiber, Nutzer usw.), damit diese entscheiden, ob
und welche Massnahmen sinnvoll sind.
SIA 2048
Energiecontrolling

Kontinuierliches Erfassen von Daten, Informationen und
Betriebszuständen durch Beobachten und/oder
Überwachen eines Vorgangs oder Prozesses. Die
erfassten Daten werden langfristig auf einem
geeigneten Datenträger gespeichert und archiviert.
SIA 2048
Energiemonitoring

Ein Paar Überlegungen...
Japan: 15% Energieeinsparung dank Bewusstsein

Strategische
Planung
BewirtschaftungRealisierungAusschreibungProjektierungVorstudien
GA-Planer?
Plannungsteam
Anforderungsprofil
der GA
Lösungsstrategien
Kosten
Termine Zeitbedarf
Machbarkeit
Integrale Planung
Bereinigungen
Kosten / Termine
Vorstudien
Bauprojekt
Bewilligung
Werkvertrag
Unterlagen
Ausführung
Inbetriebsetzungen
Kontrolle
u. a.
Monitoring
Projektphasen SIA 112 / SWKI BA 101-01

Strategische
Planung
ProjektierungVorstudien
energetische Betriebsoptimierung / Monitoring
Der Prozess muss so früh wie möglich ins Projekt miteinbezogen werden

Projektphasen SIA 2048

Ziele
Die Hauptziele einer eBO sind, den Betrieb der Anlagen
der effektiven Nutzung bzw. dem effektiven Bedarf
anzugleichen und darauf abzustimmen sowie die
energetisch optimale Betriebsweise zu ermitteln,
festzulegen, einzuführen und kontinuierlich
beizubehalten.
Vorgaben der Nutzer überprüfen.
Nichteinhalten der Vorgaben erkennen, Toleranzen aufzeigen.
Fehlfunktionen von Anlagen und Systemen erkennen und beheben
Die Erfolgskontrolle der umgesetzten Massnahmen
Risiken für Betriebsunterbrüche verhindern oder reduzieren.
SIA 2048

Raumconsulting

Wichtige Voraussetzungen seitens Eigentümer
Technische Voraussetzungen
 Die Anlagen, Systeme und deren Dokumentation sind aus Sicht der Unternehmer
mängelfrei und dem Eigentümer nach vorheriger Prüfung übergeben worden.
 Die Anlagen sowie Steuern- und Regel-Konzepte sind übersichtlich dargestellt
 Die Dokumentationen (auch Revisionsunterlagen) liegen vollständig vor, inkl. Der
Sollwert-Liste und Parameter-Einstellungen.
 Die Instandhaltung ist geregelt und wird korrekt ausgeführt und dokumentiert.
 Ein nach wesentlichen Verbrauchergruppen differenziertes Messkonzept ist
erstellt, umgesetzt und in Betrieb. Die Messwerte werden regelmässig
ausgewertet.
 Die Inbetriebsetzung ist vollständig erfolgt und dokumentiert.
 Im Idealfall ist ein GA-System mit benutzerfreundlicher Bedieneroberfläche
sowie Aufzeichnungen von Trend- und Archivdaten vorhanden.
 Im Idealfall ist der Fernzugriff auf das Ga-System und die Automationsebene mit
Leserechten möglich.
SIA 2048

Wichtige Voraussetzungen seitens Eigentümer
 Regelung Verantwortungen der Betreiber bzw. Eigentümer.
 Die Immobilienstrategie ist bekannt.
 Unterstützung durch die Geschäftsleitung des Eigentümers und/oder
Betreibers: Es liegen Budget- und/oder Energieziele vor.
 Ein Energie-Verantwortlicher des Nutzers ist bestimmt.
 Eine (interne) Ansprechperson für Endnutzer ist bestimmt.
 Meldungen der Endnutzer werden gesammelt, dokumentiert und weiter
bearbeitet.
SIA 2048
Organisatorische Voraussetzungen

Grundsätze der energetischen Betriebsoptimierung
Bedarf hinterfragen
Systeme zeitlich und mengenmässig anwe-
senheits- und bedarfsgerecht betreiben
Anlagen und Systeme im energetisch
optimalen Betriebspunkt betreiben
Zusammenwirken der verschiedenen
Anlagen aufeinander abstimmen

MS
Erfolgskontrolle
Massnahmenumsetzung
Entscheidungsfindung
Massnahmenidentifikation
Analyse und Auswertung
Begehung / Messung
Datenerhebung
Auftragsdefinition
Massnahmensicherung
eBO - Phasen nach SIA 2048
WAS ?

Was wird gemessen?
 Energieverbrauch
 Energieerzeugung
 Temperaturen, innen, aussen
 Laufzeiten
 Volumenströme Luft und Wasser
 Schaltuhrprogramme
 Eingestellte Sollwerte
 Heizkurven und Heizzeiten, dito Kühlung
 CO2 - Werte
 Usw.

Genève aéroport
Keyboost Marketing

Tagesverlauf von Temperatur
und Leistung
Tagesaggregation von
Temperatur und Energie
Quelle: Sauter BC

Ventilaorenenergie: -50%
Luftmenge: -20%
Energiekosten-Einsparung
Energiekosten
Einsparung [CHF]
Quelle: Sauter BC

Gebäudeautomationssysteme
 Gebäudeautomationssysteme, bei denen (in der Regel) die Steuerung und Regelung der verschiedenen Gewerke
zusammenlaufen, spielen bei der eBO aus zwei Gründen eine grosse Rolle:
 Durch eine korrekt funktionierende Gebäudeautomation kann sichergestellt werden, dass die verschiedenen
Systeme abgestimmt zusammenwirken.
 Gebäudeautomationssysteme können die Erfolgskontrolle innerhalb eines eBO-Projektes und das kontinuierliche
Energie-Controlling wesentlich erleichtern (Messwerterfassung, -speicherung und –darstellung).
Wichtige Punkte zum abgestimmten Zusammenwirken der Gewerke:
 Ferien / Feiertage als Sonderprogramme
 Schaltuhren dem bedarf angepasst
 Hei-/Kühlsequenzen, Sequenzen bei Be- und Entfeuchterbetrieb
 Gewerksübergreifende Freigaben bzw. Sperren (z.B. Luftkühler bei Nachtauskühlung sperren, Heizventile bei
Kühlbetrieb sperren)
Wichtige Punkte zur Unterstützung der Erfolgskontrolle innerhalb eines eBO-Projektes und des kontinuierlichen
Energie-Controllings:
 Trendaufzeichnungen programmiert, Trends archiviert
 Überwachung der Funktion von WRG- und Abwärmenutzungsanlagen
 Betriebszustände massgeblicher Anlagen aufgezeichnet und archiviert
 Messkonzept abgestimmt auf Erfolgskontrolle und Energie-Controlling
 Redundanz bei Energie- und Energiestrom-Messungen, um grosse Messfehler zu erkennen
 Schwellwerte für die Alarmierung SIA 2048

Nutzen
 INFORMATION erschafft bessere Anpassungsfähigkeit, Handlungsfähigkeit usw.
 Der (direkte und indirekte) Ausstoss von Schadstoffen und Treibhausgasen (wie
CO2) wird reduziert und es kann gegebenenfalls eine Rückerstattung der CO2-
Abgabe erwirkt werden.
 Steigerung der Energieeffizienz und dauerhafte Umsetzung.
 Senkung der Kosten für Instandhaltung und Betrieb.
 Durch den energetisch optimierten Betrieb kann die Lebensdauer der Anlagen
verlängert, können Störungen reduziert und die Betriebssicherheit erhöht werden.
Somit trägt eine eBO wesentlich zum Werterhalt und zur Wertsteigerung einer
Immobilie bei.
 Erhöhung des Komforts für die Gebäudenutzer.
 Erkennung und Behebung von Mängel an den Anlagen.
 Kommunikations-und Marketing-Vorteile
 Erfüllung der gesetzlichen Vorgaben : Grossverbraucher im Sinne der kantonalen
Energiegesetze können entweder eine Zielvereinbarung abschliessen oder sie
werden zu einer Energieanalyse aufgefordert.
SIA 2048

Unser Versprechen
Kennzahlen – Portfolio
-25
0
25
50
75
100
125
150
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
spez.CO2-Emission(kg/m2)
spez. Stromverbauch (kWh / m2)
Gesamtportfolio 2015
Strom und CO2 spezifisch
Elektro absolut (kWh)
2015 Fläche VFL: 216'738 m2
absolut spezifisch
Elektro 78'698 MWh 363 kWh/m2
CO2 2'115 To 9.8 kg/m2
Genossenschaft Migros Zürich | Engineering & Services | Energieoptimierung konkret 2014

Unser Versprechen
Betriebsoptimierungen: wie gehen wir vor ?
Betriebsoptimierung und
Anlagen noch in Garantie
Die ersten 2 Jahre
 Tägliche Beobachtung im
MSR
 Periodischer Check der
Anlage
Ziele:
 Kennenlernen der Systeme
 Infos von Nutzern
(Reklamationen)
 Gezielte Tests
(Möglichkeiten ausloten)
 Optimierung von Funktionen
und Energiebedarf
Wir haben ein konkretes
Problem erkannt
Gesamtverbrauch ist zu
hoch (Kennzahlen)
 Standardreport-Analyse
 Aufgabenbeschrieb / Ziele
 Grobabschätzung
 Aufwand/Ertragsabschätzung
 Detailanalyse mit MSR und EDMS
 Optimierung der Funktion
 Allenfalls auch Nachrüstung

Unser Versprechen
Bsp. ZH-Affoltern
Beispiel: ZH-Affoltern
Abwärme für Warmwasser erfüllte
Erwartungen nicht.
> Analyse der Situation
> Steuerung Gaskessel und
Warmwasser-Zirkulation wurde
verbessert
Einsparung 80’000 kWh über AWN

Beispiel Technische Betriebe Glarus Nord

500 Lux
Beleuchtung
Tageslicht-und Präsenzabhängig
100`000 Lux
-90 % Strom für Beleuchtung

- 8 c
23 c
Heiz-P: Innenbeschattung
Total: -50 % Wärmeverbrauch

Praxis: Storensteuerung
34 c24 c
Sonnennachlauf / Nachtauskühlung

Herausforderungen & Stolpersteine
 Die Kostenverrechnung des eBO-Projektes muss klar geregelt sein.
 Den verantwortlichen Betreiber ausfindig machen.
 Die Verantwortungsabgrenzung zwischen Betreiber, Eigentümer und
Nutzer klären.
 Der Betreiber stellt keine personellen Ressourcen zur Verfügung.
 Fachkompetenzen fehlen vor Ort.
 ein Messkonzept fehlt und/oder die Messdatenaufzeichnung und -
auswertung ist ungenügend.
 Anlagen sind mit Mängeln behaftet.
SIA 2048

Herausforderungen & Stolpersteine
 Energiepreise
 Unterschiedliche Auffassungen / Temperatur
 Wahrnehmung der Gebäudeautomation
 Wahrnehmung der Terminsituation
De Telegraaf

Fotolia

www.orbiterballoon.com
Changing altitude
Au lieu d‘un ballon stable, construire un ballon instable, qui ne
conserverait son altitude de croisière qu‘avec des interventions
constantes des pilotes. Cela devait permettre, sans perte de gaz ni
diminution d‘autonomie, de laisser le ballon monter et descendre
spontanément pour explorer régulièrement toutes les couches de
l‘atmosphère, de façon à toujours trouver la plus favorable.
C‘est ainsi que le Breitling Orbiter 3 est devenu le meilleur aérostat
jamais construit, simplement parce qu‘il était conçu, comme tout
être humain devrait l‘être, avec la capacité de changer sans cesse
d‘altitude pour changer de trajectoire. Bertrand Piccard
Statt eines stabilen wurde ein instabiler Ballon entwickelt, dessen
Flughöhe die Piloten ständig regulieren mussten. Dies hatte den
Vorteil, dass nicht unnötig Gas verbraucht wurde und die Piloten
jederzeit die Kontrolle über den Ballon hatten. Sie konnten ihn
spontan aufsteigen oder absinken lassen, um die verschiedenen
Schichten der Atmosphäre zu prüfen die jeweils optimale für ihre
Fahrt zu finden.
So war die Breitling Orbiter 3 der beste Ballon aller Zeiten, weil sie so
gebaut war, wie auch jeder Mensch sein sollte: jederzeit in der Lage,
die Flughöhe anzupassen, um auch die eingeschlagene Richtung
korrigieren zu können. Übersetzung PS Bertrand Piccard

www.orbiterballoon.com
Changing altitude
Besten Dank für Ihre
Aufmerksamkeit

Energetische Betriebsoptimierung - Monitoring

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