„nachhaltige technologien 01 | 2023"

bewegungen pro Stunde berücksichtigt. Es wurden Abwägungsfaktoren definiert, die ein Gleichgewicht zwischen Komfort und Energieeinsparung herstellen. Die Co-Simulationen wurden minütlich durchgeführt und die Steuerpositionen alle drei Stunden an das Gebäude übermittelt. Im Projektkontext gewonnene Erkenntnisse a. Der Algorithmus fand logische Steuerungsstrategien, die ohne Simulationssoftware programmiert werden konnten. Die Heizungsanlage für ein träges, hoch- effizientes Bürogebäude konnte am Freitagmorgen früher abgeschaltet werden, da die Nutzer*innen die Änderungen, bedingt durch die hohe thermische Masse des Gebäudes, nicht wahrnahmen. b. Fußbodenheizungen sollten aus gesundheitlichen Gründen nicht mit höheren Wassertemperaturen als ca. 37 °C betrieben werden. Wenn jedoch Tem- peraturen über 37 °C zur Aufheizung von leeren, nicht besetzten Räumen angesetzt werden, können die Bauteile schneller erwärmt und ein größerer Energieaustausch erreicht werden. Diese Betriebs- strategie ermöglicht eine schnellere und effizien- tere Aufheizung des Gebäudes am Montagmorgen. c. Wenn nicht alle Sensorinformationen verfügbar oder "open-source" sind, ist die Installation der Betriebslogik für ein Gebäude auf Grund der hohen Kosten für notwendige Ingenieursarbeitsstunden unwirtschaftlich. d. Der Abgleich mit einem digitalen Zwilling kann nicht nur zur Steuerung, sondern auch zur Identifi- zierung von Modellabweichungen, Gebäudefehlern und Systemverschmutzungen eingesetzt werden, sofern genügend Daten verfügbar sind. e. Die Akzeptanz von Sollwertvariationen der Gebäu- deparameter ist meist hoch, wenn die Nutzer*innen sie nicht bemerken sie nicht bemerkt. Wenn die Veränderung allerdings beispielsweise Motorge- räusche verursacht oder sich etwas unerwartet bewegt, wird dies von den Nutzer*innen als unange- nehm wahrgenommen. f. Systeme, die variieren, den Nutzer*innen eine phy- sische Eingriffsmöglichkeit zugeben, werden nicht akzeptiert. Falls eine Hardware-Option vorhanden ist, um in den Vorgang einzugreifen, wird die Steue- rung in den meisten Fällen außer Kraft gesetzt. Dr.-Ing. Juan Rodríguez Santiago ist wissenschaftlicher Mitarbeiter und Projektleiter des Fraunhofer-Instituts für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE, Abteilung: Thermische Energiesystemtechnik. juan.rodriguez.santiago@iee.fraunhofer.de Dr.-Ing. Michael Krause ist wissenschaftlicher Mitarbeiter des Fraunhofer-Instituts für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE, Abteilung: Thermische Energiesystemtechnik. michael.krause@iee.fraunhofer.de Lina Wett, M. Sc. ist wissenschaftliche Mitarbeiterin des Fraunhofer-Instituts für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE, Abteilung: Thermische Energiesystemtechnik. lina.wett@iee.fraunhofer.de ausgerichteten Fenster automatisch gesteuert wer- den, um die solaren Gewinne zu reduzieren sowie das Gebäude nachts zu kühlen, wenn die Außentem- peraturen niedriger sind. Modellbasierte Steuerung Die Erprobung einer modellbasierten Steuerung wur- de in drei EU-Forschungsprojekten durchgeführt, in denen Ansätze für den automatischen Betrieb steuer- barer Systeme zur Verbesserung des Komforts, zur Minimierung des Energiebedarfs und der natürlichen Beleuchtung untersucht wurden. Vollständiges Gebäudesimulationsmodell des ZUB Quelle: Fraunhofer IEE Im ersten Projekt wurden Offline-Gebäudesimulati- onen mit einem digitalen Zwilling (siehe Abbildung des Gebäudesimulationsmodells) durchgeführt, um potenzielle Einsparstrategien zu bewerten. Die erzielten Ergebnisse fielen aufgrund der vielen in- stallierten Sensoren bei einer Online-Gebäudesimu- lation im zweiten Projekt besser aus als erwartet. Hier wurden die Gebäudedaten "in Echtzeit" im Simulationsmodell implementiert. Im letzten Projekt wurde alles online gestellt, vom BIM-Design und der Systemdefinition bis hin zur SPS-Gebäudesignalkom- munikation. Die Modelle wurden für die Fehlererken- nung und -bewertung erstellt. Die Steuerungsalgo- rithmen basierten auf einer Kostenfunktion, welche die Komfortbedingungen im Raum maximiert und den Energieverbrauch minimiert. Einschränkungen wurden hierbei in Bezug auf die maximale Anzahl von Stunden, in denen an einem Tag keine komfor- tablen Umgebungsbedingungen herrschen dürfen und der zulässigen maximalen Anzahl von Jalousie-