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Zukunftsmodell für energieoptimierte Gebäude

In Deutschland entfallen auf die Gebäudenutzung etwa 40 % der gesamten verbrauchten Primärenergie. Ein umfassendes Energiemanagementsystem soll hier ansetzen, um zukünftig den Bedarf von Häusern um bis zu 50 % zu verringern. Der Schlüssel liegt in einer neuartigen gebäudetechnischen Gesamtlösung, an der das Fraunhofer IIS/EAS mitarbeitet. Sie soll installierte Energieverbraucher wie Klimatechnik und Beleuchtung gemeinsam mit Energiespeichern und ‑quellen steuern. Im Projekt werden Musterhäuser in Chemnitz und Zwickau mit dem System ausgestattet.
Im Fokus des Projektes „enerMAT“ steht der Grundsatz, in Gebäuden nur so viel Energie einzusetzen, wie auch wirklich benötigt wird, und das bei gleichzeitig hohem Komfort. Daran arbeiten vier sächsische Mittelständler aus den Bereichen Bau, Software, Automatisierungstechnik und Simulation gemeinsam mit dem Institutsteil EAS des Fraunhofer-Instituts für Integrierte Schaltungen IIS. Sie wollen in den nächsten drei Jahren ein Verfahren erarbeiten, mit dem ein Energiemanagementsystem für alle Gebäudeinstallationen entwickelt werden kann. Unterstützt wird das Vorhaben vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) mit rund 4,5 Mio. Euro.
Heute schon können einzelne Komponenten wie Heizung oder Sonnenschutz in Wohnungen und Bürogebäuden automatisch gesteuert werden, um Energie zu sparen. Größere Einsparpotentiale ergeben sich aber, wenn die Installationen bereits in der Planungsphase aufeinander und auf die jeweilige Raumnutzung abgestimmt werden können. Dafür ist eine automatisierungstechnische Gesamtlösung notwendig, die nicht nur Verbraucher, wie Heizung, Beleuchtung oder Belüftung umfasst. Auch vorhandene Solaranlagen, Wärmepumpen oder Wasserspeicher werden berücksichtigt. Die Leistungsfähigkeit des Systems wird an einem Bürohaus und einem Wohngebäude in der Praxis erprobt.
Für das Energiemanagementsystem erarbeiten die Projektpartner neue Konzepte und Softwaretools zur Planung und Umsetzung von energieminimierenden Gebäudesteuerungen und Automatisierungslösungen. Das Fraunhofer IIS/EAS ist maßgeblich an der Entwicklung von Computermodellen beteiligt, die auf die neuen Anforderungen zugeschnitten sind. Mit ihnen werden virtuelle Gebäudekonzepte möglich, die Algorithmen und Betriebsszenarien für eine optimierte Steuerung beinhalten. Dabei wird immer das Gesamtsystem betrachtet und simuliert. Auch das Steuerungssystem für das gesamte Gebäude kann so anhand von Modellen bereits vor seiner Inbetriebnahme zuverlässig überprüft werden.