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inHaus1-Forum 27.05.09 - Vortrag Richard Staub

Innovation für Energieeffizienz und AAL aus Schweizer Küche

Richard Staub, BUS-HouseGebäude Netzwerk Initiative GNI

inHaus1-Forum 27.05.09 - Vortrag Richard Staub Folie 2

Inhalt

Politische Situation

Energieeffizienz

Ambient Assisted Living

Innovation Schweiz Energieeffizienz

• Mitgründer / GL GNI• Mitgründer GNI-Fachgruppe

Intelligentes Wohnen• Inhaber BUS-House• El.Ing. ETHZ / Elektromonteur• Merkurstrasse 45

CH-8032 ZürichTel: +41 43 244 99 64

• richard.staub@bus-house.ch

Richard Staub

Beratung, Fachjournalismus, Verbandsleitung, Ausbildung

• Neutrale Informationsplattform für Gebäude- und Hausautomation– 2009 über 170 Firmenmitglieder– www.g-n-i.ch

Gebäude Netzwerk Initiative GNI

• Seit 2000 GNI-Fachgruppe Intelligentes Wohnen– Öffentlichkeitsarbeit an Tagungen,

Messen, Fachzeitschriften, etc.– Zusammenarbeit mit ZVEI (D), Träger

Markenrecht IW in CH– www.intelligentes-wohnen.ch

1999 erschienen…

Raum als Gebäudetechnik-System

Neue Synergie von Datenpunkten

Kriterium

Aussentemperatur

Aussenlicht

Sonnenstand

Betriebsgeräte

Anwesenheit/Arbeitsplatz

Innenlicht

Heizventile oder Heizung

Raumtemperatur

Aussenfeuchte

Luftmenge oder Raumklima

Kühlung/Kühldecken

Sicherheit

Fenster

Brandfallsteuerung / BF-Klappen

Türen

Betriebszeit

Storen / Storensteuerung

Energieverbrauch

Beeinflussungsrichtung

neue, mit integraler Raumautomation mögliche Funktionen

wichtige Funktionen Raumautomation sehr wichtige Funktionen

sehr wichtigeBeeinflussung

bisherneu

Die Erde wird wärmer

Quelle: WWF

Zwölferspiel nach Dr. Daniele Ganser, Universität Basel. Quelle: www.histsem.unibas.ch/peak-oil

Erdöl Erdgas Kohle Atom

Biomasse Biogas Wasser Gezeiten0%

SonneWeniger als 1%

WindWeniger als 1%

Erdwärme und WärmepumpenWeniger als 1%

Joker: Effizienz

1 2 3 4

57% 12% 1% 10%

3% Weniger als 1% 14%

Verteilung Primärenergien Schweiz

Öl und Gas werden ausgehen

Quelle: www.peakoil.ch

inHaus1-Forum 27.05.09 - Vortrag Richard Staub Folie 11Präsident Ahmadinejad empfängt Calmy-Rey. Im Hintergrund Aussenminister Mottaki, Teheran 17. März 2008

Energieverbrauch heute: Wärme und fossil

Quelle: BFE

Vorreiter: Minergie

Noch kein Modul „Automation“!

Vision: 2000 W Gesellschaft

• Konkrete Vision aus der Schweiz• Bis ?? beträgt die durchschnittlich bezogene

Leistung noch 2000 W gegenüber 6500 W heute (USA 12000 W)

• Alle Menschen dieser Welt könnten damit das Recht auf gleich hohen Energiebezug haben

• Erreichbar durch Energieeffizienz und nachhaltige Energieerzeugung

• ...und gewisse Lebensumstellungen

Quelle: Preisig

Umsetzung Gebäude

Neue Rahmenbedingungen im Gebäudebereich

• MuKEn (fast bisherige Minergiestandard) wird in kantonales Recht überführt 2009-2011

• Gebäudeenergieausweis ab August 2009• Subventionsprogramme 2009: Klimarappen-

Gebäudeprogramm - total mehr als 250 Mio.Fr• Subventionsprogramme 2010-2020 (erwartet):

total 200-400 Mio.Fr/Jahr• Revision EnG/EnV bringt Mindestvorschriften

auf EU-Niveau für Geräte, Motoren und Leuchtmittel

Strom betreibt zukünftig die Gebäude

Quelle: www.viagialla.ch

Energieeffizienz durch Automation

Bau des Gebäudes Energiebedarf

Energieeinsparungen

=Senkung des Bedarfs durch effiziente

Automatisierung und Regelung

Betrieb des Gebäudes

Energie-verbrauch

Energieeinsparungen

=Überwachung, Anpassungsvermögen

(Verbrauch / Bedarf)und Kommunikation der Systemkomponenten

Quelle: SBT

Ziel: Vermeidung von Betrieb ohne Nutzen

• Warum soll das Heizventil offen sein, wenn niemand zu Hause ist?

• Warum soll die Beleuchtung im Büro brennen, wenn niemand da ist?

• Warum soll ein Gerät, das nicht benutzt ist, 15 W Standby-Verbrauch haben?

Beispiel EAWAG

Quelle: Eawag

„Forum Chriesbach“

Nachhaltig und vernetzt – und 2 Jahre erprobt

Quelle: Eawag

http://www.neuemonterosahuette.ch/

PV: ca. 80m2

Batterie: ca. 280 kWh

BHKW: ca. 8 kW-el

Konzept: Leibundgut/MentiQuelle: Lauber IWISA AG

Elektrizität

Kollektoren: ca. 60 m2

Wärmespeicher: 2 x 2200 l

Kombispeicher (Puffer-Boiler): 1450 l/270 l

BHKW: ca. 30kW-th

Konzept: Leibundgut/MentiQuelle: Lauber IWISA AG

Wärme

Kaverne: 120 m3

Grauwasser-nutzung

Abwasser-tank: ca. 5 m3

Konzept: Sulzer/MentiQuelle: Lauber IWISA AG

Wasser

Modellbasierte vorausschauende Optimierung

x(t) = f (x(t),u(t))

Quelle. Hochschule Luzern, Projektskizze Innovation Energiemanagement

„Dynamic Programming“

Wie findet man das absolute Optimum?Man muss die “Zukunft kennen” und ein „Modell“ haben!Wetter, Belegung, … prognostizierbar.Werkzeug: Dynamic Programming.

Quelle: Prof. Guzella

Zukunft: „Mehr Energie, als wir brauchen“

•• „„Das Klima und die Sonne Das Klima und die Sonne –– direkt wie auch direkt wie auch indirekt indirekt –– liefern 10liefern 10‘‘000 mal mehr Energie, als 000 mal mehr Energie, als die Menschheit gegenwdie Menschheit gegenwäärtig benrtig benöötigt.tigt.““

•• „„Es geht einzig und allein um die Technologie Es geht einzig und allein um die Technologie und Logistik von Energieund Logistik von Energie““

Zitate von Ludger Hovestadt, Prof. ETH ZZitate von Ludger Hovestadt, Prof. ETH Züürich, rich, Mitentwickler von digitalSTROMMitentwickler von digitalSTROM

Warum Smart Homes bisher nicht massentauglich sind – einige Facts

• smart homes sind um den Faktor > 4 teurer als herkömmliche Installationen

• Zusätzliche Kabel erschweren das Nachrüsten beim Umbau

• 75% der Investitionskosten für das Engineering

• daher hohe Unterhaltskosten

www.digitalstrom.org / ETH Zürich

Quelle: digitaSTROM

Für die letzten 5 Meter – alle Gewerke

Quelle: digitaSTROM

Denkt in Funktionen – Plug & Play

Quelle: digitaSTROM

Bestandesbau und mobile Geräte

Quelle: digitaSTROM

2010 auf dem Markt?

• Komfort: Intelligentes Wohnen• Flexibilität: Raumautomation• Open Smart Meter mit digitalSTROM-

Software• Submetering bis auf Geräteebene• Verbindung zwischen Smart Meter und

Verbraucher

• Applikationen: Open Source

Zurück zur Gegenwart… in die Breite!

Klarer Mehrwert gegenKlarer Mehrwert gegenüüber konventioneller ber konventioneller Installation aus Kundensicht (fInstallation aus Kundensicht (füür eine breite r eine breite Zielgruppe)Zielgruppe)Vordefinierte Funktionen, reine Parametrierung, Vordefinierte Funktionen, reine Parametrierung, keine Programmierung, ohne lange Schulung keine Programmierung, ohne lange Schulung beherrschbar, auch ohne hbeherrschbar, auch ohne hääufigen Einsatzufigen EinsatzGut geeignet fGut geeignet füür Nachrr NachrüüstungstungBudgetgerecht gemBudgetgerecht gemääss Zielgruppe ss Zielgruppe anbietbaranbietbar

• Kommunikation per Funk (ZigBee)

Beispiel www.adhoco.com

HAN (home area network)funkbasiert (Nachrüstung)

vernetzt Haustechnik-Komponenten

WohnungszentraleAutomatisierung

Internet-Verbindung

Sensoren + Aktorenkabellos (Sensoren)

konventionell installiert (Aktoren)

Internet PortalMeldungenMonitoring

Quelle: www.adhoco.com

Installation: Wenig Veränderungen!

Selbstlern-Mechanismen

• Adaptive Home Control• Das System kann grundsätzlich in zwei

Bereichen sein Steuerungsverhalten anpassen:

• a) aufgrund der Gebäudeeigenschaften, zur Minimierung des Energieverbrauchs

• b) aufgrund des Verhaltens der Bewohner, zur Anpassung des Verhaltens an die Benutzerwünsche.

Resultat Energieeffizienz

• Energieeinsparung Heizung in gut isolierten Gebäuden20 – 30 Prozent

• Energieeinsparung Heizung in schlecht isolierten Gebäuden35 – 45 Prozent

• Energieeinsparung Beleuchtung35 – 45 Prozent

Quelle: Studie Adhoco - BFE

Andere Produkte aus CH: Siemens Synco living

Quelle: Siemens

Andere Produkte aus CH: Omnio Ratio

Ambient Assisted Living

• AAL????

Was ist das?

Schweiz jetzt auch EU-Forschung angeschlossen

• Im Moment: Etwas abgeschwächt durch starke Zuwanderung EU (Gruss an Steinbrück….)

Quelle: IHA-GFM

Demografische Veränderung

Quelle: BFS

• Automations- und Meldesystem für autonomeres Wohnen zu Hause

Pilotprojekt Adhoco - Age

Auswertung: Akzeptanz von neuer Technik

• Die generelle Haltung bei Generation 80+ eher ablehnend– Wohnung bereits vor Bezug mit AAL ausrüsten

• 60- bis 75jährige früher mit modernen Technologien in Berührung, höhere Akzeptanz

• wenige, dafür aber als sehr wünschenswert identifizierte Funktionen, z.B. Sicherheit

• Angehörige können die Akzeptanz bei den Nutzer/innen erhöhen

(Infos: www.age.ch, www.adhoco.com)

Schweizer eHealth-Politik im Kriechtempo

• 2007: „Strategie E-Health Schweiz“ bis 2015 von Bundesrat verabschiedet

• elektronisches Patientendossier bis 2015– Einführung einer Versichertenkarte im Jahre 2009– Massive Kritik

• CH-Politik stark föderalistisch geprägt: Kantone!• Parlamentarische Initiativen für mehr Tempo

– z.B. Okt. 2008 „Digitale Identität statt Versichertenkarte“• Power muss von der Wirtschaft und Forschung

kommen!

• Offene Infrastruktur für Independent Living Dienste

Beispiel Uni SG: www.cc-il.eu

Quelle: cc-il.eu

• bonacasa - Überbauungen kombinieren zeitgerechtes und qualitativ hochstehendes Wohnen mit einem 24-Stunden-Sicherheits- und Dienstleistungsnetz: bonacasa-net

Beispiel bonacasa – vivre avec services

Quelle: www.bonacasa.ch

Beispiel bonacasa-net

Quelle: www.bonacasa.ch

Dem Nutzer gerecht werden!

• Benutzerbedürfnisse werden von Gebäudetechnikern und Architekten missachtet– Beispiel Sonnenschutz: Automation vom Nutzer nicht

übersteuerbar -> keine Akzeptanz!• Umweltschonend, Ressourcen sparend und

wirtschaftlich Lebensräume schaffen, die Gesundheit, Komfort und Leistungsfähigkeit der Nutzer fördern. (DGNB)

• Funktional planen, bewährte Funktionen standardisieren, das Rad nicht jedes Mal neu erfinden!

Innovation benötigt Leidenschaft und Ausdauer – oder:

„Aus einem verzagten Arsch kommt kein fröhlicher Furz“

Zitat: Luther, Reformator

Ausblick

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