In der ersten EWB-Stunde im Jahr 2024 am 01. Februar präsentierten Christoph Schüring von der Effizienzbörse Deutschland GmbH, Detlef Malinowsky von der IBDM GmbH sowie Dr. Mathias Ziebarth und Dr. Andreas Wunsch vom Fraunhofer Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB Ergebnisse des Projektes RLT-Opt („Durchgängige Methoden für die ganzheitliche Betriebsoptimierung von raumlufttechnischen Anlagen“).

Das Projekt adressiert das Problem ineffizienter raumlufttechnischer Anlagen (RLT-Anlagen) in deutschen Nichtwohngebäuden. Die ca. 1.000.000 Lüftungsanlagen im Gebäudebestand sind für schätzungsweise 8% des deutschen Gesamtstromverbrauchs verantwortlich (Stand: 2022), energetische Inspektionen wurden jedoch nur (geschätzt) bei weniger als 3% der Anlagen durchgeführt, obwohl dabei häufig hohe Energieeinsparpotenziale identifiziert werden.

Bei RLT-Anlagen wird häufig auf Monitoring-Komponenten verzichtet, sodass gewöhnlich zu wenig Daten zu Betriebsständen vorliegen. Hier setzt das Projekt an und identifiziert mittels eines mobilen und stationären Monitoringkonzepts Schwachstellen und Einsparpotenziale. Ziele sind die Optimierung des Betriebs, Einsparung von Energie, Kosten und CO₂, sowie damit einhergehend eine Steigerung der Ressourceneffizienz und eine die Verlängerung der Lebensdauer der RLT-Anlagen.

Auf Basis gesammelter Daten werden Anlagenbetreiber*innen in die Lage versetzt, bereits frühzeitig fundierte Entscheidungen zu treffen (z.B. Betriebsanpassung, Komponententausch). Im Zuge eines umfangreicheren stationären Monitorings vermitteln Live-Dashboards wichtige Informationen zu Betriebszuständen und Kennzahlen, sodass Verantwortliche vor Ort den Anlagenbetrieb eigenständig und fortlaufend energiesparend anzupassen. Wichtige Hebel sind bedarfsgerechte Anpassungen der Betriebszeiten, der Volumenströme der RLT-Anlagen sowie Schwellwerte für die (De-)Aktivierung bestimmter Betriebsmodi.

Im Projekt wurden vier Liegenschaften beispielhaft untersucht: zwei kleine Industriebetriebe, ein Krankenhaus und ein großer Bürogebäudekomplex. Durch die durchgeführte Optimierung wurden durchschnittliche Stromeinsparungen von >30% erzielt. Der Volumenstrom für die Belüftung des Kellerbereichs einer Liegenschaft konnte um 39% gesenkt werden, was einer Reduktion des Strombedarfs um 78 % entspricht. Jährlich können somit ca. 270.000 kWh bzw. 198 t_CO2eq eingespart werden.

Hier finden Sie die Präsentation:

In der letzten EWB-Stunde vor der Weihnachtspause am 07. Dezember 2023 präsentierte Herr Stephan Ferenz, M.Sc, Koordinator der Nationalen Forschungsdateninfrastruktur für interdisziplinäre Energiesystemforschung (NFDI4Energy), das Forschungskonsortium und seine praktischen Anknüpfungspunkte für die Forschungsinitiative Energiewendebauen.

Das Hauptziel von NFDI4Energy ist es die im Rahmen von Forschungsprojekten resultierende sogenannte „Forschungsartefakte“ – Daten, Software, Modelle, Publikationen – der breiteren Energiesystemforschung zur Verfügung zu stellen, damit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit ähnlichen Fragestellungen mit den Forschungsartefakte weiterarbeiten sowie weiterentwickeln können. So entstehen z.B.  eine Vielzahl von Artefakten bei Projekten, welche sich mit Digitalisierung und der Optimierungsmöglichkeiten im Bereich (Energie-)Einsparpotenziale für Gebäude und Quartiere beschäftigen, wobei die erarbeiteten Artefakte auch für andere interessierte Projekte zur Verfügung gestellt werden können. Dies geschieht auf Grundlage der internationalen FAIR-Prinzipien, welche Leitlinien für die Beschreibung, Speicherung und Veröffentlichung wissenschaftlicher oder Verwaltungsdaten darstellen. Damit wird die Wiederverwendbarkeit der Forschungsartefakte sichergestellt. Die Rolle von NFDI4Energy ist es dabei sich der Weiterentwicklung allgemeiner Forschungsdienste für die Energiesystemforschung – einschließlich der Forschungsinitiative Energiewendebauen. So kann durch Nachvollziehbarkeit, Reproduzierbarkeit und Transparenz die Inhalte der entwickelten Forschungsartefakte in anderen Projekten, welche ähnliche Forschungsthemen bearbeiten, langfristig sichergestellt werden.

Wir danken Herr Ferenz, M.Sc für den wertvollen Einblick in das NFDI4Energy Konsortium und dessen Vernetzungsmöglichkeiten mit der Forschungsinitiative Energiewendebauen.

Hier finden Sie dir Präsentation:

Am 09. und 10. November fand in Bamberg das Herbstreffen der EWB-Projekte statt. Mit 121 Teilnehmenden waren die Tagungsräume im Welcome Kongresshotel gut besucht und es konnte ein reger und fruchtbarer Austausch stattfinden. Neben altbewährten Formaten, wie bspw. der Postersession und verschiedenen Workshopangeboten, wurden dieses Mal auch ein paar neue Herangehensweisen ausprobiert, um noch besser und einfacher in die Vernetzung zu kommen und einen Fokus auf zukünftige Kooperationsmöglichkeiten zu legen. Diese wurden grundsätzlich sehr positiv aufgenommen und werden seitens der BF nun evaluiert und weiter angepasst. Als Highlight der Veranstaltung wurde von vielen Teilnehmenden die Auftakt-Führung über den Lagarde-Campus genannt, welcher vom gastgebenden Projekt EnEff:wärme: MultiSource beforscht wird. Hier konnten tolle Einblicke in die Arbeit eines EWB-Projektes gewonnen und so die beiden Tage mit sehr praxisorientierten Impulsen eingeleitet werden.

Weiter Eindrücke und Bilder des Projektetreffens finden Sie hier

Falls Sie selbst vor Ort waren und uns noch Ihr Feedback senden möchten, können Sie dies gerne in unserer kurzen Umfrage oder auch ausführlicher per E-Mail an bf-ewb@hs-bochum.de tun. Wir danken allen Teilnehmenden sowie dem Team der TH Nürnberg und den Bamberger Stadtwerken für die vielen aktiven Beiträge, den tollen Austausch und die insgesamt sehr gelungene Veranstaltung!  

In der letzten EWB-Stunde am 02.11.2023 informierte Herr Dipl.-Ing. (FH) Christian Persohn, Geschäftsführer der Ingenieur- und Gutachtergesellschaft Christian Persohn mbH, über die Herausforderungen der energetischen Sanierung auf dem Gelände der ehemaligen Nähmaschinenfabrik Pfaff in Kaiserslautern.

Im Zuge des Projekts EnStadt:Pfaff entsteht auf dem Gelände ein CO₂-neutrales Mischquartier für Wohnen und Arbeiten mit Unternehmen und Institutionen aus Technologie und Gesundheit. Hierbei beleuchtete Herr Dipl.-Ing. (FH) Persohn in seinem Vortrag Lösungsansätze zur klimaneutralen Sanierung der alten Bestandsgebäude. So prägen Altbauten aus der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts in Städten und Dörfern oft das Stadtbild, was eine Herausforderung für die energetische Sanierung des 21. Jahrhunderts darstellt. Als eines von insgesamt sechs bundesweiten Leuchtturmprojekten arbeiten in dem Konsortium neun Projektpartner aus Forschung und Entwicklung bei einer Fördersumme von insgesamt 28 Millionen Euro zu Themen, wie die zukünftige klimaneutrale Energieversorgung des Quartiers aussehen kann oder die alten Bestandsgebäude ganzheitlich energetisch saniert werden können. Besonders im Rahmen der Sanierung von Gebäudehülle und sommerlichem Wärmeschutz auf einen neuen Standard, gibt es dabei eine Vielzahl von Belangen, die beachtet werden müssen und Schwierigkeiten zu bewältigen. Wir danken Herrn Dipl.-Ing. (FH) Persohn für diesen besonders praxisnahen Einblick in den Alltag der energetischen Sanierung. Vor allem die vorgestellten und übertragbaren Lösungsansätze zeigten, dass bei Entwicklungen von Lösungen ein gemeinsames Werk von Investor:innen, Planenden und Nutzern oft zum Erfolg führt.

Hier finden Sie die Präsentation:

In der letzten EWB-Stunde vom 05.10.2023 sprach Herr Dipl.-Ing. Karl Walther über seine Untersuchungen im Rahmen des Neubaus des Wilo-Campus in Dortmund, welche im Projekt VEProB erforscht werden.

Hier entstehen eine moderne Fertigungsstätte und ein Verwaltungsgebäude, welche über eine Vielzahl von Lüftungsanlagen, Wärme- und Kälteerzeuger und einen Kraft-Wärme-Kälte-Verbund verfügen sowie über ein Nahwärme- und Kältenetz miteinander verknüpft sind. Als Nichtwohngebäude sind die beiden Gebäude also hoch technisiert und stark vernetzt untereinander, was zu besonderen Ansprüchen an das Monitoring-Equipment, v.a. zur Erfassung der Wärmeströme einhergeht. Ziel des VEProB-Projekts ist es die Performance der einzelnen Teile im Betrieb zu erfassen, denn durch die viel installiert Gebäudetechnik sind die Herausforderungen sehr anspruchsvoll und auch die Kombinationen der unterschiedlichen Systeme ist sehr komplex. Hierzu wurde im Rahmen der Automation und Datenanalyse umfangreiches Monitoring betrieben. Dabei zeigten die Untersuchungen, dass das größte Potenzial für die Performanceerfassung bereits in der Planungsphase für die Entwicklung intelligenter Regelung liegt. Zentrales Hemmnis ist dabei vor allem das Regulatorische Design und der Entwicklungsbedarf an Simulationssoftware mit Kopplungsmöglichkeiten.

Wir danken Herrn Dipl.-Ing. Walther über den Austausch zum Thema Gebäudebetrieb und wie diese im Sinne des Klimaschutzes energetisch effizient betreiben werden können. Insbesondere welche Potenziale hier bereits während der Planungsphase entstehen.

Weiter Informationen zu dem Projekt VEProB.

Die Präsentation der EWB-Stunde finden Sie hier:

In der ersten EWB-Stunde nach der Sommerpause berichtete Prof. Dr. Helmut Müller, Direktor der Green Building R&D GmbH über unterschiedliche Anwendungsmöglichkeiten lichtlenkender Systeme. Dabei wurde zum einen die Entwicklung mikrooptischer Strukturen zur Optimierung der Raumbeleuchtung durch Umlenkung von Sonnenstrahlung in den Forschungsvorhaben untersucht. Eine andere Anwendung der optischen Systeme zeigt sich im Bereich der Photovoltaik, indem Sonnenlicht auf die Rückseite bifazialer Solarzellen umgelenkt wird. Lebensnahe Beispiele zeigten die praktischen Anwendungsmöglichkeiten und die damit verbunden Herausforderungen der beiden Möglichkeiten.

So zum Beispiel bei Raumbeleuchtung: Wer im Büro arbeitet, kennt das Problem: Draußen strahlt die Sonne, aber einfallendes Tageslicht reicht zum Arbeiten nicht aus, weil der Sonnen- / Blendschutz der Fenster geschlossen wird. Die künstliche Beleuchtung muss eingeschaltet werden. Eine widersprechende Situation, denn unnötige Energie wird verbraucht und das menschliche Wohlbefinden beeinträchtigt. Lichtlenkende Mikrostrukturen können helfen das direkte Sonnenlicht gegen die Decke und in die Raumtiefe umzulenken. Im Rahmen von Demonstrationsvorhaben konnte das Vorgehen bereits beim KVWL Bürogebäude in Dortmund sowie einer Schule in Krefeld erfolgreich zur Anwendung gebracht werden. Die Erprobung zeigt eine ökologisch wie ökonomisch zukunftsweisende Tageslichttechnik.

Zum Beispiel Photovoltaik: Bifaziale Solarzellen werden zunehmend weltweit eingesetzt, deren Rückseite transparent ist, so dass auch von dieser Seite einfallende Strahlung Strom erzeugt. Durch diffuse und vom Untergrund reflektierte Strahlung kann ein „bifazialer Gewinn“ von 5% bis maximal 30 % erzielt werden. Wenn aber direkte Sonnenstrahlung durch mikrooptische Systeme auf die Rückseite der PV-Module umgelenkt wird, kann etwa eine Verdopplung des „bifazialen Gewinns“ erreicht werden. Die Anwendung ist sowohl in gebäude- und bauwerksintegrierter PV (Dächer, Fassaden, Lärmschutzwände und -böschungen) als auch in Anlagen für freie Flächen- und Agrivoltaik vorstellbar.

Wir danken Herrn Professor Müller über den Austausch über Tageslichtbeleuchtung und Solarstrom und wie zukünftig Energieeffizienz, Lebenszyklusbilanz und Aufenthaltsqualität im Gebäudebereich verbessert werden können.

Weitere Information zu den Forschungsvorhaben TaLED und TaHo 

Die Präsentation der EWB-Stunde finden Sie hier:

In der letzten EWB-Stunde vor der Sommerpause berichtete Dr. Jan Riel, Professor für Verkehrsplanung und Verkehrstechnik an der Hochschule Karlsruhe, aufbauend auf den Erkenntnissen aus dem Forschungsvorhaben NEQModPlus über die Beziehung zwischen Quartiersplanung, nachhaltigem Mobilitätsverhalten und Energieverbrauch.

Hierzu präsentierte er Ergebnisse aus dem Teilvorhaben Mobilität, welches sich im Kern mit der Modellierung des mobilitätsbedingten Strombedarfs in Quartieren beschäftigt.

In diesem Zusammenhang stellte Herr Riel das „Tool Mobilität“ (TOM) vor und wie hieraus Mobilitätskennwerte und der Energiebedarf des Quartiers für die Mobilität abgeschätzt werden können. Ferner zeigte der Vortrag, welche Faktoren auf die Mobilität einen Einfluss haben und dass in diesem Zusammenhang weitere Forschung notwendig ist.

In der EWB-Stunde im Juni hat Frau Britta Kleinertz von der FfE - Forschungsgesellschaft für Energiewirtschaft mbH über das Forschungsvorhaben Zukunftsstrategie Fernwärme berichtet.

Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurde eine Methode zur Erstellung von Transformationsstrategien für (Fern-)Wärmenetze entwickelt. Des Weiteren wurden praxisorientierte Steckbriefe zur Umsetzung entsprechender Maßnahmen erarbeitet.

Vielen Dank an Frau Kleinertz für den umfassenden Einblick in das Forschungsvorhaben Zukunftsstrategie Fernwärme sowie an die rund 50 Teilnehmenden für die anschließende Diskussion.

Hier finden Sie die Präsentation:

Expertenbefragung der Wissenschaftlichen Begleitforschung

In der EWB-Stunde im Mai 2023 berichteten Mitarbeitende der fünf Module der Wissenschaftlichen Begleitforschung Energiewendebauen ausschnittsweise über die Ergebnisse der Expertenbefragung 2022/2023.

„Für die Wissenschaftliche Begleitforschung sind die Befragungen wichtige Instrumente, um mehr über die Projekte der Forschungsinitiative zu erfahren“, berichtet Frau Bur. „Die Expertenbefragung dient dazu, das Wissen, das wir in Workshops und Austauschrunden mit Forschenden sammeln, zu validieren. Daher ist die Meinung der Forschenden zu den Befragungsergebnissen besonders wertvoll“.

An der Expertenbefragung haben insgesamt 270 Forschende teilgenommen, deren Expertise vor allem im Bereich der Energie- und Anlagentechnik liegt. Die meisten haben mehr als 20 Jahre Erfahrung in diesem Bereich.

Im qualitativen Teil des Fragebogens hatten die Forschenden die Möglichkeit, in der Projektarbeit aufgetretene Hemmnisse sowie identifizierte Forschungslücken zu benennen. Im Themenfeld Hemmnisse waren Nennungen bzgl. des Datenschutzrechtes auf regulatorischer Seite, der Kommunikation vieler Partner innerhalb eines Forschungsprojektes auf organisatorischer Seite, sowie bzgl. der hohen Kosten innovativer Technologien auf wirtschaftlicher Seite am häufigsten vertreten. Im Bereich der Forschungslücken zeigten sich Inhalte über die gesamte Kette der Digitalisierung als Schwerpunkte. Diese betreffen unter anderem die Standardisierung der Datenaufnahme, -verarbeitung und -haltung sowie die Anwendung von Tools auf Basis der gesammelten Daten.

Von Modul 3 der Wissenschaftlichen Begleitforschung wurden im Austausch mit Quartiersprojekten Thesen zu den Themen Energiemarkt, Versorgung und Wärmewende entwickelt. Die Thesen wurden mit der Expertenbefragung von der gesamten Projektlandschaft quantifiziert. Die Auswertungen ergeben unter anderem, dass die aktuell steigenden Baukosten Projekterfolge gefährden. Felix Rehmann vom Modul Digitalisierung der Begleitforschung geht auf die Kernaussagen der Ergebnisse ein. Von den Befragten werden Datenschutz, Integration einzelner Bestandteile, die konkrete Bewertung der ökologischen Vorteile der Digitalisierung und Datenbeschaffung als Herausforderungen angesehen.  Standards, gemeinsame Open-Source Anwendungen, Leitfäden zur korrekten Datenerfassung und -verarbeitung, sowie Methoden zur kontinuierlichen Anreicherung von Modellen sehen die Befragten als Lösungsansätze.

Die Expert*innen Umfrage hat ergeben, dass 99,6 % der befragten Personen mit uns übereinstimmen, dass es für eine zügige Umsetzung der Energiewendebauen wichtig ist, über Sektoren und Fachbereiche hinweg, gut zusammenzuarbeiten und gut zu kommunizieren. Im Austausch mit anderen Forschenden und Menschen aus der Praxis liegen wertvolle Chancen, bestätigten 96,2%. Das bestärkt uns in unserer Arbeit, uns für den projektübergreifenen und interdisziplinären Austausch einzusetzen und ausreichend Räume für diesen Austausch zu schaffen.

„Die Forschungsinitiative Energiewendebauen entwickelt sich permanent weiter.“, stellt Anna Bur abschließend fest. Suffizienz wird zukünftig auch für den Bereich Energiewendebauen relevanter werden. Bereits heute befassen sich viele Quartiersprojekte mit einzelnen Suffizienzaspekten wie bspw. der Verbindung von Mobilität und Wohnen. Aspekte, die das Einzelgebäude betreffen, werden in Zukunft an Relevanz gewinnen. „Die Ergebnisse der Befragung zeigen jedoch auch, dass Suffizienzmaßnahmen, die mit Verzicht assoziiert werden, von den Forschenden weniger stark in der Forschungsinitiative gesehen werden als andere Maßnahmen.“

Die Wissenschaftliche Begleitforschung wird die Ergebnisse der Befragung in Artikeln, Kurzstudien und Empfehlungen an das BMWK einfließen lassen. Herzlichen Dank an alle, die an der Befragung sowie der EWB-Stunde teilgenommen haben.

Hier finden Sie die Vortragsfolien der letzten EWB-Stunde:

Hier geht es zur Website des 13. Projektleitungsstreffens Energiewendebauen.