Energiemanagement im Einfamilienhaus. Die Energieleistungskennzahlen Wasser, Strom und Gas

INHALTSVERZEICHNIS

INHALTSVERZEICHNIS

1 Aufgabenstellung

2 Einleitung/Kurzfassung
2.1 Deutsch
2.2 Englisch

3 Energiepolitik

4 Ausarbeitung der relevanten Arbeitsschritte
4.1 Beschreibung der betrachteten Systeme
4.2 Systemgrenzen und Beeinflussungsfaktoren
4.3 Analyse des aktuellen Energieeinsatzes
4.3.1 Wasser
4.3.2 Strom
4.3.3 Gas
4.4 Bewertung der Bereiche im Wesentlichen
4.5 Einteilung eines Energieregisters mit Klassifizierung
4.6 Rechtsregister
4.7 Entwicklung von Energieleistungskennzahlen
4.7.1 Energieleistungskennzahl Wasser
4.7.2 Energieleistungskennzahl Strom
4.7.3 Energieleistungskennzahl Gas
4.8 Strategische und operative Ziele
4.9 Ablauflenkung
4.9.1 Ablauflenkung Wartung und Instandhaltung
4.9.2 Ablauflenkung Einkaufskonzept und nachhaltigen Einkauf
4.10 Monitoring System inklusive Messkonzept
4.11 Dokumentationsprozess & Dokumentenlenkung
4.12 Fahigkeiten und Schulungen
4.13 Aktionsplan und Energieprogramm

5 Zusammenfassung

6 Abkurzungsverzeichnis

7 Abbildungsverzeichnis

8 Tabellenverzeichnis

9 Formelverzeichnis

Energiemanagement im Einfamilienhaus

Modul-/Projektarbeit

Zum Modul Energiemanagement im Universitatslehrgang Facility Management 2017 eingereicht von

Herr Bernd Moosbrugger eingereicht am

Department fur Bauen und Umwelt an der Donau-Universitat Krems

Krems, am 28.01.2018

Department fur Bauen und Umwelt

Facilitymanagement 2017

Titel: Energiemanagement im EFH

Name Autor: Moosbrugger Bernd Seitenanzahl:

Hintergrund:

Aufgrund der wirtschaftlichen und politischen Entwicklung in Hinblick auf Klimawandel, Energietrager als auch Energiekosten weitet der Gesetzgeber die Verpflichtung der Fuhrung eines EMS auch auf private Haushalte aus. Ziel der Aufgabe ist das Erstellen und Einfuhren eines EMSfur den eigenen Haushalt.

Hypothese:

Nach wie vor gibt es keine gesetzlichen Grundlagen welche den Energieverbrauch und die Energieeffizienz in privaten Haushalten regeln. Anhand dieser Arbeit soll ersichtlich werden, dass es ohne groBen Aufwand moglich ist, Energieverbrauchszahlen zu erfassen und auszuwerten und anhand derer entsprechende MaBnahmen zur Energieeinsparung abzuleiten, respektive die Energieeffizienz zu erhohen.

Methode:

- Systemgrenzen festlegen
- Darstellung der aktuellen Situation
- Energiepolitik festlegen
- Energieziele und EnergiesparmaBnahmen festlegen
- Aktionsplane erstellen

Ergebnisse:

Das Ergebnis der Einfuhrung eines EMS fur das EFH Moosbrugger/Pecnik kann durchwegs positiv bewertet werden. Der Energieverbrauch liegt im unteren Durchschnitt. Trotzdem konnte aufgezeigt werden, dass weitere EnergiesparmaBnahmen moglich sind und in manchen Bereichen mit geringem Aufwand die Energieeffizienz erhoht werden kann. Aufgrund der Erfassung der Energieverbrauchszahlen konnen zudem Abweichungen schnell festgestellt werden und sind auch zu einem spateren Zeitpunkt nachvollziehbar.

1 Aufgabenstellung

Aufgrund der wirtschaftlichen und politischen Entwicklung im Hinblick auf den Klimawandel, der Energietrager als auch die Energiekosten weitet der Gesetzgeber die Verpflichtungen der Fuhrung eines EMS auch auf private Haushalte aus. Ziel der Aufgabe ist das Erstellen und Einfuhren eines EMS fur den eigenen Haushalt.

2 Einleitung/Kurzfassung

2.1 Deutsch

Das vorliegende Energiemanagementkonzept beschreibt die Ablaufe in Bezug auf Energiebezuge und Energieverbrauche im EFH Moosbrugger/Pecnik und erklart die Funktion und Implementierung eines EMS. Zu diesem Zweck wird das Objekt und die Nutzung des Objektes im Kapitel 4 naher beschrieben. Auf Grund des Ruckgangs nicht- erneuerbaren Ressourcen und einem dadurch resultierenden Anstieg der Energiepreise, ruckt das Thema Energieeffizienz immer mehr in den Vordergrund. Das Hauptziel des Energiemanagementkonzeptes ist das Aufzeigen eines energiesparenden und optimierten Betriebes des EFH Moosbrugger/Pecnik. Mit Hilfe eines EMS kann die energetische Leistung nachhaltig optimiert, der Energieverbrauch gesenkt und die Energiekosten entsprechend reduziert werden.

2.2 Englisch

The presented energy management concept describes the procedures in term of energy import and energy use in the single-family household of Moosbrugger/Pecnik in the city of Hochst. For this reason, the previously mentioned object is explained in more detail in chapter 4. Due to the decline in non-renewable energy resou rces and the resulting increase in energy prices, the subject of energy efficiency is becoming a more central focus topic. The main target of the presented energy management concept is to demonstrate the energy savings and optimized operation of the single-family household Moosbrugger/Pecnik. The energy performance can be sustainably improved, with the help of an energy management system, thus reducing energy usage, as well as energy costs.

3 Energiepolitik

Die Bewohner des EFH Moosbrugger/Pecnik verpflichten sich mit der Einfuhrung eines EMS den Energieverbrauch, insbesondere die der Gasheizung sowie die damit verbundenen CO2 Emissionen nachhaltig und kontinuierlich zu reduzieren. Dies geschieht auf Basis der Energieziele, die vom Energiemanager, dem Familienoberhaupt festgelegt werden. Grundlage der Zieldefinition sind hierbei die Verbrauchsdaten aus der Vergangenheit, sowie die Wirtschaftlichkeit der MaBnahme.

Die Realisierung der Energiepolitik erfolgt durch Implementierung eines EMS in welchem:

- ein Energiemanager benannt wird
- die Energieverbrauche standig gemessen, uberwacht und dokumentiert werden
- wesentliche Energieaspekte regelmaBig erfasst, uberpruft und kommuniziert werden
- die Energiestrome aufgezeichnet werden
- energiesparmaBnahmen geplant und eingefuhrt werden
- die Ergebnisse der EnergiesparmaBnahmen in regelmaBigen Abstanden erfasst, analysiert, bewertet und auch kommuniziert werden
- wo immer moglich, unsere Abhangigkeit, von fossilen Energietragern durch den Einsatz erneuerbaren Energietrager zu verringern
- bereits bei der Beschaffung die Energieeffizienz als wichtiges Kriterium mit einflieBen zu lassen
- wartungs- und Instandhaltungsarbeiten einfuhren und dokumentieren

Fur die Umsetzung der Energiepolitik ist das Mitwirken aller Familienmitglieder und Hausbewohner notwendig. Die Familienmitglieder werden umfassend informiert und in den Aktionsplan eingebunden.

4 Ausarbeitung der relevanten Arbeitsschritte

Das Hauptziel eines EMS ist das Aufzeigen eines optimierten und energiesparenden Betriebes desEFH Moosbrugger/Pecnik.

Fur das erfolgreiche einfuhren eines EMS ist es unerlasslich die betrachteten Systeme genau zu Beschreiben und daraus resultierend die Systemgrenzen und Beeinflussungsfaktoren festzulegen. Ebenso eine genaue Analyse des Energieeinsatzes.

Zudem erfolgt die Bildung einer Energieprojektteams, das die Einfuhrung und Umsetzung eines EMS begleitet und uberwacht. Eine bereichsubergreifende Zusammensetzung des Energieprojektteams ist sinnvoll um die Interessen aller Familienmitglieder und Bewohner zu berucksichtigen und die Zustandigkeiten fur alle energierelevanten Fragen im Team zu bundeln.

Die Teilnehmer der Projektgruppe Energiemanagement sind:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

4.1 Beschreibung der betrachteten Systeme

Hochst liegt im westlichsten Bundesland Osterreichs, in Vorarlberg im Bezirk Bregenz, sudlich des Bodensees auf 404 Metern Hohe und ist somit eine der westlichsten Gemeinden Osterreichs. Der Ortskern liegt am nordlichen Ufer des alten Rheins, der hier die Staatsgrenze markiert.

Durch die spezielle Lage im Rheindelta sowie die Nahe zum Bodensee sind klimatische und geografische Unterschiede zum restlichen Vorarlberg gegeben. Im Winter reguliert der Bodensee als Warmespeicher die Temperaturen am Tag, sowie in der Nacht ausgleichend. Im Winter sinken dadurch die Temperaturen nicht so schnell und stark wie zum Beispiel im nur etwa 10 km entfernten Dornbirn.

Das Objekt EFH Moosbrugger/Pecnik im Paradies 48, liegt im westlichen Teil des Siedlungsgebiet der Gemeinde Hochst auf der Grundparzelle 3968/1 und ist im Jahre 1977 als freistehendes EFH in Massivbauweise erbaut worden. Das 1977 errichtete Gebaude ist in Split-Level Massivbauweise ausgefuhrt worden. Daraus ergeben sich in Summe 5 Ebenen. Auf den Einreichplanen als UG1, UG2, EG1, EG2 und DG bezeichnet.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Sud-West Ansicht des EFH (Quelle: Eigene Darstellung)

Das Untergeschoss ist unterteilt in Bereich UG1 und UG2. Im UG1 befinden sich zwei Heizraume mit je 12,7m2 und 6,5m2, ein Buro mit 9,7m2, ein Abstellraum mit 8,3m2 und ein weiterer Kellerraum mit 14,0m2. Im UG2 befinden sich die Raume Waschkuche mit 6,2m2, der Flur samt Windfang mit rund 8,0m2 und die Garage mit 26,6m2.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3: Grundriss Erdgeschoss EG1 und EG2 (Quelle: Einreichplane EFH 1977)

Das Erdgeschoss ist unterteilt in den Bereich EG1 und EG2. Im EG1 befinden sich die Raume WC mit 2,5m2, Wohnen mit 22,8m2, Essen mit Kochen mit 24,1m2 sowie die Diele mit 9,7m2. Im EG2 befinden sich die Raume Eltern mit 16,5m2, Flur mit 3,7m2, Bad mit 6,2m2 und Kind mit 15,9m2 welches gegenuber dem Planstand nach hinten verlangert wurde. In Summer 42,3m2 Nutzflache.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 4: Grundriss Erdgeschoss EG1 und EG2 (Quelle: Einreichplane EFH 1977)

Das Dachgeschoss besteht aus den Raumen Toilette 2,5m2, Flur 8,7m2 und einem Zimmer mit 21,1m2. In Summe 32,3m2 Nutzflache. Weiteres sind ein Dachboden sudostseitig und ein kleiner Dachboden hinter dem WC an der Nord-West Seite vorhanden.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 5: Grundgeriss Dachgeschoss DG (Quelle: Einreichplane EFH 1977)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 6: Schnitt AA (Quelle: Einreichplane EFH 1977)

In Summe umfasst das Gebaude eine Nutzflache von rund 242,7m2, inklusive Kellerraume und Garage, ohne Dachboden.

In den Jahren 2013/2014 erfolgte eine Generalsanierung des EFH.

Die Heizungsanlage im gegenstandlichen Objekt besteht aus einem modulierbaren Gasbrennwertkessel mit 12,5 KW Leistung. Auf dem Dach befinden sich hochselektive Warmwasserkollektoren mit einer Flache von 20m2, die direkt uber ein 3 Wege Ventil in den 300 Liter Warmwasserboiler, oder in den 1500 Liter groBen Pufferspeicher einspeisen. AuBerdem erfolgt durch die Solarkollektoren eine 15% Heizungsunterstutzung.

Die Heizwarmeverteilung erfolgt uber einen Heizungskreis mit Regelventil mit Vor- und Rucklauf. Die Warmeabgabe erfolgt mittels Heizkorper mit elektronischen Thermostatventilen und uber FuBbodenheizungen die ebenfalls uber elektronische Stellantriebe geregelt werden.

4.2 Systemgrenzen und Beeinflussungsfaktoren

Die Voraussetzung fur eine korrekte energetische Bewertung der energiebezogenen Leistung ist eine klare Festlegung und Dokumentation der Systemgrenzen. Diese bilden die Basis und das Fundament einer energetischen Betrachtung und definieren zu beurteilende Objekte sowie Energieeinsparungen. Demnach konnen sich Systemgrenzen auf ein ganzes Gebaude, eine Anlage, oder auch einzelne Komponenten einer Anlage beziehen. Zudem ist fur den Vergleich von Gebauden uber mehrere Jahre die Miteinbeziehung der Witterung notwendig. Als Vergleichszahl werden die Heizgradtage HGT20/12 herangezogen. Die HGT2 0/1 2 fur jeden einzelnen Tag lassen sich aus der 8 gemessenen Tagesmitteltemperatur, einer definierten Heizgrenztemperatur von 12 °C und einer ebenso definierten Innenraumtemperatur von 20 °C ermitteln. Als Heizgradtage zahlen jene Tage, an denen das Tagesmittel der AuBentemperatur unter 12°C liegt. Betragt beispielsweise die mittlere AuBentemperatur eines Heiztages + 5° C, so entspricht dies 15 HGT [(+ 20°C - + 5°C) * 1 Tag]. Die Einheit der HGT ist Kd (KelvinTage). In dieser Arbeit beziehen sich die Systemgrenzen ausschlieBlich auf das Objekt EFH Moosbrugger/Pecnik. Als Systemgrenze innerhalb des Objektes werden die Ubergabepunkte der Energieversorger bzw. Energielieferanten festgelegt.

Beeinflussungsfaktoren sind vor allem bei einem EFH die Witterung und das Nutzerverhalten, sowie die Anzahl der Bewohner. Das Nutzerverhalten beeinflusst den Energieverbrauch wesentlich.

4.3 Analyse des aktuellen Energieeinsatzes

Bevor mit dem Energiesparen begonnen werden kann, ist es zwingend notwendig eine Ist-Analyse und Datenerfassung der aktuellen energiebezogenen Leistung durchzufuhren. Im Rahmen der energetischen Bewertung muss der Energieverbrauch und Energieeinsatz gemessen und analysiert werden. Daraus lassen sich die Anlagen bestimmen die den Energieverbrauch am starksten beeinflussen, also die groBten Einsparungserfolge versprechen. Um den Gesamtverbrauch, sowie die einzelnen Verbrauche erfassen zu konnen, gibt es verschiedene Moglichkeiten. Die Handerfassung der Zahlerstande, die Auswertung der Energieabrechnungen der Energieversorgungsunternehmen, oder die eigene manuelle, oder automatische Messung der Daten. Die Datenerfassung fur diese Arbeit erfolgt durch zwei Methoden. Zum einen werden die Betriebs-, Verbrauchs- und Kostendaten erfasst, zum anderen die Energieverbrauchsdaten seit Januar 2017 uber das Gebaudeleittechnik-System automatisch erfasst. Zurzeit erfolgt eine monatliche Energiedatenerfassung.

4.3.1 Wasser

In diesem Kapitel wird der Verbrauch an Brauchwasser der Liegenschaft EFH Moosbrugger/Pecnik dargestellt. Die Darstellung erfolgt aufgrund der Wasserverbrauchsrechnungen der letzten vier Jahre. Verbraucher von Brauchwasser sind vor allem die Benutzer des EFH Moosbrugger/Pecnik, sowie Haushaltsgerate wie Waschmaschine und Geschirrspulmaschine. Im Sommer zusatzlich noch die Gartenbewasserung und der Betrieb eines Pools mit 20m3 Wasserinhalt.

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