Die Richtlinie 2018/844 stellt einen wichtigen Schritt in Richtung intelligenter Gebäude dar, in Fortführung zahlreicher Maßnahmen, die die Europäische Union in den letzten Jahren ergriffen hat.

Mit der Richtlinie wurden die bisherigen Richtlinien über die Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden (2010/31/EU) und über die Energieeffizienz (2012/27/EU) geändert, wonach große Nichtwohngebäude bis 2025 mit Automatisierungs- und Steuerungssystemen ausgestattet sein müssen. Die als ”große Gebäude” zu betrachtende Grenze ist in diesem Fall die Nennleistung von Klimaanlagen (oder kombinierten Klima- und Lüftungsanlagen), die 290 kW überschreiten muss.

In der Richtlinie wurde die Aufmerksamkeit des Europäischen Parlaments und des Rates auf die Energievorteile gerichtet, die der Einsatz von Gebäudeautomation und -steuerung mit sich bringt. Tatsächlich strebt die Europäische Union bis 2050 ein nachhaltiges Energiesystem an, um den Gebäudebestand, der etwa 36% aller CO2-Emissionen ausmacht, zu dekarbonisieren.

Deshalb müssen Automatisierungs- und Steuerungssysteme den Energieverbrauch in Gebäuden überwachen, aufzeichnen und analysieren und jederzeit anpassen können. Um den Energieverbrauch zu senken, wird auch empfohlen, Effizienzverluste zu erkennen und die für die Gebäudeausrüstung oder -führung verantwortliche Person rechtzeitig zu informieren.

Schließlich ist der Einsatz von ”offenen” Systemen ein wichtiger Punkt. Offene Systeme sind erforderlich, um die Kommunikation mit Anlagen und anderen Geräten innerhalb des Gebäudes zu ermöglichen und mit Technologien, Systemen und Geräten verschiedener Hersteller interoperabel zu sein.

In einem tertiären Gebäude spielt die Beleuchtung eine sehr wichtige Rolle; in erster Linie muss sie natürlich die grundlegenden visuellen Anforderungen im Inneren des Gebäudes erfüllen, die richtige Beleuchtung der Arbeitsplätze gewährleisten und Blendungen vermeiden. Zunehmend wird auch die Beleuchtung eingesetzt, um die architektonischen Innen- und Außenmerkmale des Gebäudes zu betonen.

Licht hat aber auch emotionale und biologische Auswirkungen und ist ein bestimmender Faktor für das Wohlbefinden, die Stimmung und die Gesundheit der Menschen. Das liegt einfach daran, dass Licht die innere Uhr des Menschen reguliert. HCL, Human Centric Lighting, geht von diesem Aspekt aus und stellt den Menschen in den Mittelpunkt des Beleuchtungsprojekts des Gebäudes. Ziel ist es, der Wirkung des natürlichen Lichts auch in Innenräumen so nahe wie möglich zu kommen und es bei Bedarf mit Kunstlicht geeigneter Intensität und Farbe zu integrieren.

Die Umsetzung des HCL-Prinzips in ein echtes Beleuchtungssystem für den Dienstleistungsbereich ist dank der Verfügbarkeit von in Intensität und Farbe einstellbaren Lichtquellen, wie beispielsweise LEDs der neuesten Generation, und Steuergeräten für die Gebäudeautomation möglich und komfortabel. Auf diese Weise unterstützt Kunstlicht den biologischen Rhythmus derjenigen, die den ganzen Tag in Gebäuden verbringen, verbessert ihr Wohlbefinden und ihre Gesundheit und fördert die Konzentration am Arbeitsplatz.

Gebäude, die nach den neuesten gesetzlichen Anforderungen gebaut oder renoviert werden, bieten ein erhebliches Potenzial zur Steigerung der Energieeffizienz, aber um dieses Potenzial voll auszuschöpfen, ist es notwendig, den Betrieb der verschiedenen technischen Systeme zu optimieren. Dafür sorgen Gebäudeautomationssysteme.

Gemäß der Norm UNI EN 15232 ist es möglich, bereits in der Planungsphase die Energieeinsparungen durch einen höheren Automatisierungsgrad zu bewerten und das Gebäude in eine der vier definierten Energieeffizienzklassen einzuordnen: von A (effizienter) bis D (weniger effizient).

Klasse A: umfasst Gebäude mit hoher Energieeffizienz, die mit Steuerungs- und Automatisierungssystemen (BACS) und technischem Gebäudemanagement (TBM) ausgestattet sind, die sich durch ein hohes Maß an Präzision und Vollständigkeit der automatischen Steuerung auszeichnen.

Klasse B: Dazu gehören energieeffiziente Gebäude mit Steuerungs- und Automatisierungssystemen (BACS) und technischen Anlagenmanagementsystemen (TBM), die eine zentrale Steuerung ermöglichen.

Klasse C: umfasst Standardgebäude aus energetischer Sicht, die mit Steuerungs- und Automatisierungssystemen (BACS) mit Basisfunktionalität ausgestattet sind. Sie ist auch die Klasse, die als Referenz für die Berechnung der Effizienzfaktoren dient.

Klasse D: umfasst Gebäude, die nicht energieeffizient sind und nur über traditionelle technische Systeme verfügen, ohne jegliche Automatisierung.

Mit der interministeriellen Verordnung vom 26. Juni 2015 (bekannt als ”Mindestanforderungen”) wurde eine wichtige Neuerung eingeführt, die für Nichtwohngebäude einen Automatisierungsgrad vorschreibt, der der Klasse B für die Steuerung, Regelung und Verwaltung der Gebäude- und Heizungstechnik (BACS) entspricht.

Mehr Informationen

• UNI EN 15232-1:2017 Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden - Teil 1: Auswirkungen der Gebäudeautomation, -steuerung und -technik
• Interministerieller Erlass vom 26. Juni 2015 - Anpassung der nationalen Leitlinien für die Energiezertifizierung von Gebäuden

BIM steht für Building Information Modeling und bezeichnet eine Methodik zur Optimierung und besseren Steuerung der Phasen von Entwurf und Bau eines Gebäudes. BIM wird verwendet, um eine Arbeitsmethode zu verfolgen, bei der ein Gebäudemodell erstellt wird, das auch die Daten des gesamten Lebenszyklus durch mehrdimensionale virtuelle Modelle verwalten kann, die digital mit Hilfe einer speziellen Software generiert werden.

Ekinex ist bereit für die BIM-Ära. Die BIM-Produktbibliothek steht im Autodesk Revit® 2016/2019-Format zum Download unter www.ekinex.com zur Verfügung. Die ekinex BIM Content Creator Software ist ein wahrhaft fortschrittlicher Konfigurator der Produktpalette, der in Zukunft durch Updates und Erweiterungen erweitert wird.

Der Hauptvorteil der Anwendung der BIM-Methodik liegt in der 3D-Darstellung in der Konstruktionsphase, die Prozesse beschleunigt, Lieferzeiten verkürzt und es ermöglicht, Fehler und Ungenauigkeiten zuerst zu erkennen. Die höhere Effizienz im Informationsaustausch und eine genauere Kontrolle aller beteiligten Prozesse ermöglichen es zudem, Kosten zu begrenzen und Wartungsarbeiten im Voraus zu planen.

Das BIM ist ein Standardprozess für alle Gebäude und wird nach der Umsetzung der Richtlinie 2014/24/EG über das öffentliche Auftragswesen, die seine Einbeziehung in die Vergabeverfahren der Mitgliedstaaten vorschreibt, in das europäische Recht übernommen.

In Italien wurde die Richtlinie durch das Dekret Nr. 560 vom 1. Dezember 2017 umgesetzt, dass die Verfahren und Fristen für die schrittweise Einführung elektronischer Modellierungsmethoden und -Werkzeuge für Bau und Infrastruktur festlegten. Das Dekret sieht die Verpflichtung vor, ab dem 1. Januar 2019 für Arbeiten im Wert von mehr als 100 Millionen Euro nach der BIM-Methode zu arbeiten, und dann wird in Italien von 2019 bis 2025 die Verpflichtung für alle Aufträge für neue öffentliche Arbeiten eingeführt.

Mehr Informationen

• Richtlinie 2014/24/EU des Europäischen Parlaments und des Rates vom 26. Februar 2014 über die Vergabe öffentlicher Aufträge
• Ministerialerlass Nr. 560 vom 01.12.2017

Das hohe Maß an Isolierung und die Verwendung von Hochleistungsfenstern und -türen in Neubauten oder in Gebäuden, die im Hinblick auf die Energieeffizienzanforderungen der Richtlinie 91/2002/EG (und nachfolgender Rechtsvorschriften) umfassend renoviert wurden, haben die Wärmeverluste nach außen stark reduziert, was sich sehr positiv auf die Energieeffizienz auswirkt.

Gleichzeitig haben diese Interventionen die Gebäude luftdicht gemacht und das Thema Lüftung und Lufterneuerung in engen Räumen wieder in den Mittelpunkt gerückt. Dies sind jedoch Funktionen, die für den Betrieb der Lüftungsgeräte viel Energie benötigen können und daher eine erweiterte Steuerung erfordern: Die einfache Zeitsteuerung ist nicht vollständig zufriedenstellend und kann nur als allgemeiner Konsens für die Definition der Zeitbänder angesehen werden. Um eine hohe Luftqualität bei gleichzeitig niedrigem Energieverbrauch zu gewährleisten, ist es ratsam, einen oder mehrere Umgebungsparameter zu messen, um den in die Räume einzubringenden Außenluftvolumenstrom automatisch anzupassen. Dies ist das Konzept der bedarfsgerechten Lüftung, auch bekannt als DCV oder Demand Controlled Ventilation.

In einem Gebäude, das mit einem ekinex-Automatisierungssystem ausgestattet ist, stehen viele Umgebungsparameter zur Verfügung: z.B. Temperatur, relative Luftfeuchtigkeit, CO2- oder TVOC-Konzentration, An- und Abwesenheit von Personen aus der Umgebung, Datum und Uhrzeit, Betrieb anderer Busfunktionen usw. Das Lüftungskonzept wird auch als DCV oder Demand Controlled Ventilation bezeichnet. Je nach Anforderung können diese Parameter einzeln oder mit logischen Funktionen verknüpft werden. Bei dieser Art der fortschrittlichen Regelung ergibt sich eine zweifache Energieeinsparung: Die Aktivierungszeit der Ventilatoreinheiten wird verkürzt und der zu behandelnde Frischluftvolumenstrom vor dem Betreten des Raumes durch Heizen, Kühlen, Be- und Entfeuchten reduziert.

Steuerung basierend auf CO2 oder TVOC-Wert?
Die Wahl des Steuerparameters Luftwechsel hängt im Wesentlichen von der vorgesehenen Nutzung der Räume ab. Wenn die Variabilität der Auslastung sehr hoch oder unvorhersehbar ist (z.B. in Besprechungsräumen, Klassenzimmern oder kleinen Geschäftsräumen), ist CO2 der am häufigsten verwendeten Indikator, da seine Konzentration (gemessen in p.p.m. oder Teilen pro Million) in direktem Zusammenhang mit menschlichen Aktivitäten und insbesondere der Atmung steht. Obwohl CO2 für die menschliche Gesundheit nicht schädlich ist (außer in sehr hohen Konzentrationen, aber schwer zu erreichen), hat es direkte Auswirkungen auf die Konzentrationsfähigkeit und Produktivität der Bewohner.

Wenn andererseits die Anzahl der Menschen in der Umwelt vorhersehbar und begrenzt ist, kann der Nachweis von flüchtigen organischen Verbindungen (oder VOCs aus flüchtigen organischen Verbindungen), einer Reihe von organischen Chemikalien, die aufgrund ihrer hohen Flüchtigkeit kontinuierlich von Möbeln, Farben, Reinigungslösungsmitteln, Klebstoffen oder anderen synthetischen Materialien emittiert werden, von größerer Bedeutung sein. Der Bezugsparameter ist dann die Konzentration von TVOC (Total Volatile Organic Compound), die im Allgemeinen in p.p.b. gemessen wird. (parts per billion).

Mit der Richtlinie 2010/31/EG über die Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden wurde vor einigen Jahren das Konzept des nZEB (von ”nearly Zero Energy Building”) oder von Fast-Null-Energiegebäuden eingeführt. Darüber hinaus wurde ein Fahrplan festgelegt: Ab dem 31. Dezember 2018 werden neue Gebäude, die von Behörden genutzt werden (und sich im Besitz von Behörden befinden), nZEB, während ab dem 31. Dezember 2020 die Verpflichtung auf alle neuen Gebäude ausgedehnt wird.

Was versteht man unter einem Fast-Null-Energiegebäude?
In der Richtlinie wird es definiert als ”....ein Gebäude mit einer sehr hohen Energieeffizienz, bei dem der Energiebedarf sehr niedrig oder nahezu Null ist und das in sehr hohem Maße durch Energie aus erneuerbaren Quellen gedeckt werden sollte, einschließlich Energie aus erneuerbaren Quellen, die lokal oder in der Nähe erzeugt wird”. Einerseits muss daher der Energieverbrauch für die Hauptfunktionen des Gebäudes reduziert werden: Heizung, Kühlung, Lüftung, Warmwasserbereitung und Raumbeleuchtung. Andererseits müssen erneuerbare Energien und insbesondere die in der Nähe des Gebäudes stärker genutzt werden.

Welche Technologien für ein nZEB-Gebäude?
Für den Bau eines nZEB-Gebäudes wird von Fall zu Fall eine Kombination von Technologien eingesetzt, die sich nicht nur aus der Verfügbarkeit wirtschaftlicher Ressourcen, sondern auch aus Klima- und Verhaltensfaktoren ergibt. Natürlich sind passive Technologien, die sich auf die Gebäudehülle auswirken, wie Dämmung, Hochleistungsfenster und -türen oder die thermische Trägheit der Masse, die Grundlage. Aber aktive Technologien werden heute immer wichtiger, wie die Nutzung von Sonnenlicht zur Beleuchtung und kostenlose Wärmeversorgung für Heizung, Freikühlung, erneuerbare Energien (Photovoltaik, Solarthermie, Mikrowind, Biomasse) oder die Rückgewinnung der Effizienz von HLK-Anlagen. Alle diese Technologien müssen integriert und koordiniert funktionieren und die Endverbraucher müssen über ihre Effizienz und ihren Komfort informiert werden: Aus diesem Grund wird in einem nZEB-Gebäude die Rolle der Gebäudeautomation immer wichtiger.

In Dienstleistungsgebäuden müssen die technischen Anlagen heute eine komplexe Kombination von Funktionen bewältigen: Heizen, Kühlen, Lüften, Befeuchten, Entfeuchten und Luftaustausch. Um den Nutzern optimale Komfort- und Wohlfühlbedingungen zu gewährleisten, müssen sich diese Systeme kontinuierlich an die Jahreszeit, die Außenklimabedingungen, die Innenraumparameter und die spezifischen Bedürfnisse der Nutzer anpassen und gleichzeitig strenge Energieeffizienzziele einhalten.

In diesem Zusammenhang ist die präzise Überwachung der Raumklimaparameter von entscheidender Bedeutung. Der Luftqualitäts-Multisensor EK-ES3-TP stellt eine fortschrittliche Lösung für die intelligente Überwachung und Steuerung von Räumen dar: Ein einziges kompaktes Gerät vereint die Erfassung von Temperatur, relativer Luftfeuchtigkeit, CO₂-Konzentration und Luftqualität und stellt diese Informationen dem Gebäudeautomationssystem über den offenen und interoperablen Standard KNX zur Verfügung.

Dank seiner Fähigkeit, nativ mit allen Geräten der KNX-Welt zu kommunizieren, ermöglicht der EK-ES3-TP die Umsetzung integrierter Regelungsstrategien, wodurch der Einsatz zahlreicher separater Sensoren vermieden und die Komplexität der Anlage reduziert wird. Die Funktionen zur Raumüberwachung können mit Regelungsfunktionen kombiniert werden, um je nach den tatsächlichen Raumbedingungen automatisch in die Lüftungs-, Klima- und Luftaufbereitungssysteme einzugreifen.

In einem einzigen, äußerst kompakten Gerät, das einfach über ein zweidrähtiges Buskabel angeschlossen wird, sind somit zahlreiche Funktionen gebündelt, die normalerweise auf separate Geräte verteilt sind. Konfigurierbare Schwellenwerte, Regler und Logikgatter ermöglichen zudem die Verarbeitung der Informationen aus den verschiedenen Komponenten der ekinex-Anlage, wodurch fortschrittliche, bedarfsgesteuerte Lüftungssteuerungslogiken (DCV – Demand Controlled Ventilation) erstellt werden können.

Das Ergebnis ist ein gesünderes und komfortableres Raumklima mit einer ständig überwachten Luftqualität und einer effizienteren Energienutzung, da der Luftaustausch nur dann aktiviert wird, wenn er tatsächlich erforderlich ist.

Wie oft sieht man in Gebäuden Lichter, die brennen, oder Klimaanlagen, die laufen, obwohl sich niemand im Raum befindet? In vielen Fällen reicht die manuelle Steuerung der Verbraucher allein nicht aus, um einen effizienten Energieeinsatz zu gewährleisten. Um Verschwendung zu reduzieren, den Betrieb der Anlagen zu optimieren und die Lebensdauer der Geräte zu verlängern, ist es unerlässlich, automatische Systeme zu integrieren, die die Anwesenheit und Bewegung von Personen in den Räumen präzise erfassen können.

Die neuen ekinex KNX-Präsenz- und Bewegungssensoren stellen eine fortschrittliche Lösung für die intelligente Raumsteuerung dar. Sie sind für die Decken- oder Wandmontage erhältlich, verfügen über fortschrittliche Erkennungstechnologien und ermöglichen die automatische Steuerung verschiedener Gebäudefunktionen, von der Beleuchtung über die Klimatisierung bis hin zu den fortschrittlichsten Konzepten der Raumautomation.

Bei längerer Abwesenheit können die Sensoren das Ausschalten oder die Reduzierung des Verbrauchs steuern, wobei die Verzögerungszeiten je nach gesteuerter Funktion konfigurierbar sind. So kann beispielsweise die Beleuchtung kurz nach dem Verlassen des Raums durch Personen ausgeschaltet werden, während für HVAC-Systeme längere Zeiten eingestellt werden können, um die Komfortbedingungen während kurzer Abwesenheitszeiten aufrechtzuerhalten und den Energieverbrauch bei zeitweiliger Nutzung schrittweise zu senken.

Dank der vollständigen Integration in den offenen und interoperablen KNX-Standard können die ekinex-Sensoren mit allen Geräten der Anlage kommunizieren und so individuelle Szenarien und automatische Logiken erstellen, die auf den tatsächlichen Nutzungsbedingungen der Räume basieren. Auf diese Weise wird jeder Raum effizienter, komfortabler und nachhaltiger, da der Betrieb der Anlagen an die tatsächliche Anwesenheit der Bewohner angepasst wird.