Aufgabe In Gebäuden macht sich aufgrund der Wärmekapazitäten der Wände eine Veränderung der Außentemperatur erst Stunden, je nach Dämmstandard und Lüftungsgewohnheiten der Nutzer sogar erst nach Tagen im Innenraum bemerkbar. Zwischen Wetteränderung außen und dem daraus resultierenden Wärmebedarf zur Einhaltung einer gewünschten Temperatur des Gebäudeinneren tritt also eine nicht unerhebliche zeitliche Phasenverschiebung auf. Eine konventionelle, außentemperaturgeführte Heizungs-regelung fordert jedoch Wärme für das Gebäudeinnere an, als gäbe es die Phasenverschiebung gar nicht. Tatsächlicher Wärmebedarf und Wärmezufuhr sind also bei Gebäuden mit diesem weitverbreiteten Regelungskonzept prinzipiell niemals deckungsgleich. Die Folge: Komfortminderung, erhöhter Energieverbrauch, unzufriedene Gebäudenutzer.

Vergleich der WVS zur konventionellen Außentemperatur-Steuerung (klarer Märztag)

LÖSUNG

Der prinzipiellen Verzögerung kann nur mit dem Wissen zur voraussichtlichen Nutzung des Gebäudes, der Entwicklung der Außentemperatur, der solaren Einstrahlung und der Windverhältnisse und dem thermodynamischen Verhalten des Gebäudes offensiv begegnet werden. Mittels eines mathematischen Rechenmodells wird das thermodynamische Verhalten des realen Gebäudes inklusive seiner Anlagentechnik (Heizung, Lüftung etc.) mathematisch exakt beschrieben. Über Kalender-Zeitprofile werden die Belegung des Gebäudes (interne Lasten wie Menschen und elektrische Geräte) und die Verfügbarkeit der Wärmequelle (z.B. Wärmepumpe mit Tag-Nacht-Tarif) definiert. Das Rechenmodell ist zentraler Bestandteil eines rechnergestützten Optimierungsverfahrens, das auf Wettervorhersagedaten basierend optimale Steuerwerte für den Betrieb der Anlagentechnik im Gebäude ermittelt. Im Vergleich mit der konventionellen Außentemperatur-Steuerung mit Raumthermostaten weist die Wettervorhersage-Steuerung (WVS) folgende Vorzüge auf:


• Verringerung der Raumtemperaturdynamik, damit Steigerung des Komforts und der Leistungsfähigkeit __der in dem Gebäude arbeitenden und lebenden Menschen

• Bedarfsgerechte Betriebsweise der Anlagentechnik, damit verringerter Energieverbrauch

• Optional: Messung von Raumzuständen (z.B. Temperatur, Luftqualität) und beliebige Schaltvorgänge __(z.B. Lüftungsgeräte, Gartenbeleuchtung u.a.)
__Prädestiniert ist die WVS für Gebäude mit Fußbodenheizung oder mit wassergeführten Rohrsystemen __im Beton zum Heizen oder Kühlen über thermisch aktivierte Geschossdecken.

Realisierung Regionale MeteoViva®-Rechenzentren - die sogenannten MeteoViva® - Provider - berechnen 1-2 mal täglich mit Wettervorhersagedaten von einem Wetterdienst und mit dem gebäudespezifischen Rechenmodell unter Vorgabe der nutzerdefinierten Wunschprofile für Raumtemperaturen, Lüftungszeiten, Kunstbeleuchtung etc. die optimalen Steuerwerte für die kommenden 24 bis 60 Stunden. Per Modem, GSM oder DSL erfolgt ein Datenaustausch zwischen Provider und der MeteoVivaBox beim Kunden. Die Wahl der Übertragungstechnik richtet sich nach der Infrastruktur des Hauses.

Regionale Rechenzentren liefern täglich Daten für die optimierte Betriebsführung

Die MeteoVivaBox zeichnet vor Ort einerseits Raumtemperaturen, Signale einer optionalen Wetterstation und weiterer Gebäudesensorik auf, um Abweichungen zwischen Prognose und Realität erkennen und an das Rechenzentrum rückkoppeln zu können. Andererseits steuert sie aktiv die Anlagentechnik mit Hilfe der zuvor vom Provider gelieferten und gespeicherten Steuerdaten. Zusätzlich können beliebige Schaltvorgänge ausgelöst werden (z.B. Gartenbeleuchtung, Videoüberwachung u.a.). Statt der MeteoVivaBox, welche in erster Linie für kleinere Gebäude gedacht ist, können die Steuerdaten auch direkt in die GLT beispielsweise einer Klinik zur Verteilung der Steuerdaten und Aufzeichnung relevanter Messgrößen genutzt werden.

Intuitive Bedienung der WVS über das Internet-Portal „Mein MeteoViva“

Der Gebäudenutzer kann jederzeit und von jedem beliebigen Ort per Internet über das Internet-Portal „Mein MeteoViva“ auf die WVS einwirken, d.h. er behält die Oberhand. Es genügt ein PC mit Browser und Internet-Zugang oder ein PDA mit GSM-Modul. Nach Eingabe einer Kundenkennung auf der Homepage eines von MeteoViva® lizensierten Rechenzentrums wird der gebäudespezifische Kalender geöffnet, in dem die Uhrzeiten, gewünschten Temperaturen und Belegungszeiten des jeweiligen Gebäudes eingetragen sind.

Hat der Gebäudenutzer Einstellungen in dem Kalender verändert, so wird unmittelbar danach eine neue Berechnung von WVS-Steuerdaten beim Provider gestartet und anschließend zur MeteoVivaBox des betreffenden Gebäudes übertragen.
Das Verfahren der WVS ist in Deutschland patentiert und europaweit zum Patent angemeldet. Es wurde mit dem Wuppertaler Energie- und Umweltpreis 2000 ausgezeichnet. Zurzeit wird die WVS in 5 Gebäuden unterschiedlicher Regionen in Nordrhein-Westfalen getestet.


MERKMALE

Werden projektspezifisch optimiert