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M. Schuss, F. Tahmasebi, U. Pont, A. Mahdavi:
"Gebäudemonitoring als Weg zu Energieeffizienz im Gebäudebestand";
in: "Forschungstag 2016", Fakultät für Arch & RPL (ed.); issued by: Tu Wien, Fakultät für Architektur und Raumplanung; Forschungstag 2016, Wien, 2016, ISBN: 978-3-902707-32-1, 74 - 75.

Um die Energieeffizienz im Gebäudebereich zu erhöhen, reicht es nicht, nur neue Gebäude energieeffizient zu planen, sondern es muss auch der Gebäudebestand berücksichtigt werden. Diesbezüglich gibt es verschiedene Strategien, die einzeln oder gemeinsam angewendet werden können. Neben der naheliegenden Ertüchtigung der Gebäudehülle ("Gebäude-Hardware") gibt es auch den Ansatz, bestehende Prozesse und Abläufe in Bauwerken zu analysieren und zu optimieren. Dieser "sanfte" Ansatz bedient sich weniger physischer Sanierungsmaßnahmen, sondern stellt viel mehr die These auf, dass anhand von Beobachtung der bestehenden Gebäudeperformance eine Optimierungsstrategie ausgearbeitet werden kann. Mittels Sensoren und Datenloggern kann ein Monitoring von fundamentalen tatsächlichen Gebäude-Performance-Daten, wie z.B. Stromverbrauch und Wärmebedarf einzelner Zonen des Objektes, oder auch die Benutzungsgewohnheiten der Gebäudenutzer, durchgeführt werden. Eine integrative Analyse solcher Daten (die über einen längeren Zeitraum erfasst werden), auch in Kontext mit Randbedingungen wie dem Außenklima, erlauben die Ableitung von Optimierungsstrategien und Verhaltensanleitungen für den Gebäudebetrieb. Beispielsweise kann mittels passiver Strategien (Verschattung, Nachtlüftung) eine Überhitzung an Sommertagen vermieden werden.
Da solche integrativen Ansätze als relativ neu gelten, ist noch einiges an Forschungsarbeit notwendig, um generische Empfehlungen ableiten zu können. Hierbei geht es neben dem (inhaltlichen) Erstellen von teilautomatischen Routinen für Analysen auch um die technologische Realisierung von exaktem, wirtschaftlichen und gebäudekompatibler Sensorik, der kontinuierlichen Ablage und strukturierten Verwaltung einlangender Daten, und letztlich dem laufenden Prozessoptimieren. Darüber hinaus sind Überlegungen zu einer Teilautomatisierung im Sinne von Steuerungs- und Regelkreisen von Gebäudekomponenten anzustellen. Die Abteilung Bauphysik und Bauökologie war zwischen 2011 und 2015 an einem internationalen Projekt beteiligt, welches sich diesen Fragestellungen widmete: Das von der europäischen Union geförderte Projekt "Control & Automation Management of Buildings & Public Spaces in the 21st Century" (kurz CAMPUS21 genannt) beinhaltete ein Konsortium aus 10 akademischen bzw. Industrie-Partnern aus Deutschland, den Niederlanden, Irland, Spanien und Österreich und widmete sich der Weiterentwicklung dieses sanften, software-orientierten Optimierungsansatzes. Anhand von drei Demonstrationsobjekten, die sich hinsichtlich Standort, Nutzung, Gebäudealter, sowie Gebäudemorphologie deutlich unterschieden, (Campus des University College Cork, Irland; Commerzbankarena Frankfurt, Deutschland; Sportzentrum in Valladolid, Spanien) wurden verschiedene prototypische Entwicklungen konzipiert, implementiert und evaluiert. Da es sich um eine relativ junge Herangehensweise handelt, gibt es noch keine verbindlichen Standards, wie solche Optimierungsstrategien ausgearbeitet werden können. Die Heterogenität der drei Objekte machte darüber hinaus die Ableitung allgemein gültiger Empfehlungen zu einer Herausforderung. Betreffend der Gebäudenutzer wurde neben der Erfassung der Anwesenheit von Nutzern auch deren Interaktion mit den verschiedenen Gebäudesystemen (Fensteröffnung, Betrieb von Heizungs- und Kühlaggregaten) erfasst und eine Unterscheidung der Profile nach Wochen- und Wochenendtagen, sowie nach unterschiedlichen Tageszeiten im Zuge des Monitorings der Objekte vorgenommen. Um die Umgebungsbedingungen für Betriebsempfehlungen hinreichend zu berücksichtigen war es auf der einen Seite erforderlich, Echtzeit-Daten des vorherrschenden Klimas zu erfassen (Wetterstationen zur Aufzeichnung von Temperatur, relativer Luftfeuchtigkeit, Regen, Direkt- und Diffus-Strahlung, und anderer Einflussparameter), auf der anderen Seite aber auch Vorhersagemodelle für die Entwicklung der Einflussparameter in das System zu integrieren. Ein Beispiel diesbezüglich sind die Modelle, welche zur Erfassung und Vorhersage von diffuser Solarstrahlung auf die Objekte herangezogen wurden: Es wurden verschiedene Modelle nach Boland und Reindl herangezogen und mit realen Messdaten verglichen, um herauszufinden, wie gut die Vorhersagemodelle beim jeweiligen Objekt und am jeweiligen Standort funktionieren.
Die Projektresultate lieferten nicht nur einen fundamentalen "Proof of Concept" eines Monitorings- und Steuerungs-/Regeltechnischen Optimierungsansatzes, sondern auch eine Vielzahl von kleinen Teilergebnissen, die als wichtige Meilensteine für eine Weiterentwicklung des Ansatzes fungieren. Diese umfassen beispielsweise Datenauswertungs- und Visualisierungsschemen für erfasste Daten, die Nutzern und Facility Managern einen einfachen und raschen Überblick über die Gebäudeperformance liefern können, oder aber auch prinzipielle System-Design relevante Anforderungsdokumente und Gestaltungsrichtlinien um die Methodik auf beliebige Objekte übertragen zu können.
Zukünftige Forschung in diesem spannenden Gebiet beinhalten die Weiterentwicklung der Basisergebnisse und die konkrete Umsetzung der erforderlichen technischen Infrastruktur zur verbesserten Gebäudesteuerung in den Demoobjekten. Außerdem - nach Identifikation im Projekt - sind zahlreiche Bemühungen verschiedene technische Gewerke in Bauwerken einer besseren Kommunikation miteinander zuzuführen erforderlich.

Um die Energieeffizienz im Gebäudebereich zu erhöhen, reicht es nicht, nur neue Gebäude energieeffizient zu planen, sondern es muss auch der Gebäudebestand berücksichtigt werden. Diesbezüglich gibt es verschiedene Strategien, die einzeln oder gemeinsam angewendet werden können. Neben der naheliegenden Ertüchtigung der Gebäudehülle ("Gebäude-Hardware") gibt es auch den Ansatz, bestehende Prozesse und Abläufe in Bauwerken zu analysieren und zu optimieren. Dieser "sanfte" Ansatz bedient sich weniger physischer Sanierungsmaßnahmen, sondern stellt viel mehr die These auf, dass anhand von Beobachtung der bestehenden Gebäudeperformance eine Optimierungsstrategie ausgearbeitet werden kann. Mittels Sensoren und Datenloggern kann ein Monitoring von fundamentalen tatsächlichen Gebäude-Performance-Daten, wie z.B. Stromverbrauch und Wärmebedarf einzelner Zonen des Objektes, oder auch die Benutzungsgewohnheiten der Gebäudenutzer, durchgeführt werden. Eine integrative Analyse solcher Daten (die über einen längeren Zeitraum erfasst werden), auch in Kontext mit Randbedingungen wie dem Außenklima, erlauben die Ableitung von Optimierungsstrategien und Verhaltensanleitungen für den Gebäudebetrieb. Beispielsweise kann mittels passiver Strategien (Verschattung, Nachtlüftung) eine Überhitzung an Sommertagen vermieden werden.
Da solche integrativen Ansätze als relativ neu gelten, ist noch einiges an Forschungsarbeit notwendig, um generische Empfehlungen ableiten zu können. Hierbei geht es neben dem (inhaltlichen) Erstellen von teilautomatischen Routinen für Analysen auch um die technologische Realisierung von exaktem, wirtschaftlichen und gebäudekompatibler Sensorik, der kontinuierlichen Ablage und strukturierten Verwaltung einlangender Daten, und letztlich dem laufenden Prozessoptimieren. Darüber hinaus sind Überlegungen zu einer Teilautomatisierung im Sinne von Steuerungs- und Regelkreisen von Gebäudekomponenten anzustellen. Die Abteilung Bauphysik und Bauökologie war zwischen 2011 und 2015 an einem internationalen Projekt beteiligt, welches sich diesen Fragestellungen widmete: Das von der europäischen Union geförderte Projekt "Control & Automation Management of Buildings & Public Spaces in the 21st Century" (kurz CAMPUS21 genannt) beinhaltete ein Konsortium aus 10 akademischen bzw. Industrie-Partnern aus Deutschland, den Niederlanden, Irland, Spanien und Österreich und widmete sich der Weiterentwicklung dieses sanften, software-orientierten Optimierungsansatzes. Anhand von drei Demonstrationsobjekten, die sich hinsichtlich Standort, Nutzung, Gebäudealter, sowie Gebäudemorphologie deutlich unterschieden, (Campus des University College Cork, Irland; Commerzbankarena Frankfurt, Deutschland; Sportzentrum in Valladolid, Spanien) wurden verschiedene prototypische Entwicklungen konzipiert, implementiert und evaluiert. Da es sich um eine relativ junge Herangehensweise handelt, gibt es noch keine verbindlichen Standards, wie solche Optimierungsstrategien ausgearbeitet werden können. Die Heterogenität der drei Objekte machte darüber hinaus die Ableitung allgemein gültiger Empfehlungen zu einer Herausforderung. Betreffend der Gebäudenutzer wurde neben der Erfassung der Anwesenheit von Nutzern auch deren Interaktion mit den verschiedenen Gebäudesystemen (Fensteröffnung, Betrieb von Heizungs- und Kühlaggregaten) erfasst und eine Unterscheidung der Profile nach Wochen- und Wochenendtagen, sowie nach unterschiedlichen Tageszeiten im Zuge des Monitorings der Objekte vorgenommen. Um die Umgebungsbedingungen für Betriebsempfehlungen hinreichend zu berücksichtigen war es auf der einen Seite erforderlich, Echtzeit-Daten des vorherrschenden Klimas zu erfassen (Wetterstationen zur Aufzeichnung von Temperatur, relativer Luftfeuchtigkeit, Regen, Direkt- und Diffus-Strahlung, und anderer Einflussparameter), auf der anderen Seite aber auch Vorhersagemodelle für die Entwicklung der Einflussparameter in das System zu integrieren. Ein Beispiel diesbezüglich sind die Modelle, welche zur Erfassung und Vorhersage von diffuser Solarstrahlung auf die Objekte herangezogen wurden: Es wurden verschiedene Modelle nach Boland und Reindl herangezogen und mit realen Messdaten verglichen, um herauszufinden, wie gut die Vorhersagemodelle beim jeweiligen Objekt und am jeweiligen Standort funktionieren.
Die Projektresultate lieferten nicht nur einen fundamentalen "Proof of Concept" eines Monitorings- und Steuerungs-/Regeltechnischen Optimierungsansatzes, sondern auch eine Vielzahl von kleinen Teilergebnissen, die als wichtige Meilensteine für eine Weiterentwicklung des Ansatzes fungieren. Diese umfassen beispielsweise Datenauswertungs- und Visualisierungsschemen für erfasste Daten, die Nutzern und Facility Managern einen einfachen und raschen Überblick über die Gebäudeperformance liefern können, oder aber auch prinzipielle System-Design relevante Anforderungsdokumente und Gestaltungsrichtlinien um die Methodik auf beliebige Objekte übertragen zu können.
Zukünftige Forschung in diesem spannenden Gebiet beinhalten die Weiterentwicklung der Basisergebnisse und die konkrete Umsetzung der erforderlichen technischen Infrastruktur zur verbesserten Gebäudesteuerung in den Demoobjekten. Außerdem - nach Identifikation im Projekt - sind zahlreiche Bemühungen verschiedene technische Gewerke in Bauwerken einer besseren Kommunikation miteinander zuzuführen erforderlich.