Post on 28-Jun-2020
inHaus1-Forum 27.05.09 - Vortrag Richard Staub
Innovation für Energieeffizienz und AAL aus Schweizer Küche
Richard Staub, BUS-HouseGebäude Netzwerk Initiative GNI
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Inhalt
Politische Situation
Energieeffizienz
Ambient Assisted Living
Innovation Schweiz Energieeffizienz
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• 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
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• 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
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1999 erschienen…
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Raum als Gebäudetechnik-System
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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
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Die Erde wird wärmer
Quelle: WWF
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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%
A
B
C
80%
18%
2%
Summe
Verteilung Primärenergien Schweiz
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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
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Energieverbrauch heute: Wärme und fossil
Quelle: BFE
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Vorreiter: Minergie
Noch kein Modul „Automation“!
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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
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Quelle: Preisig
Umsetzung Gebäude
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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
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Strom betreibt zukünftig die Gebäude
Quelle: www.viagialla.ch
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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
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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?
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Beispiel EAWAG
Quelle: Eawag
„Forum Chriesbach“
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Nachhaltig und vernetzt – und 2 Jahre erprobt
Quelle: Eawag
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http://www.neuemonterosahuette.ch/
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PV: ca. 80m2
Batterie: ca. 280 kWh
BHKW: ca. 8 kW-el
Konzept: Leibundgut/MentiQuelle: Lauber IWISA AG
Elektrizität
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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
15‘
Wärme
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Kaverne: 120 m3
Grauwasser-nutzung
Abwasser-tank: ca. 5 m3
Konzept: Sulzer/MentiQuelle: Lauber IWISA AG
Wasser
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Modellbasierte vorausschauende Optimierung
ddt
x(t) = f (x(t),u(t))
Quelle. Hochschule Luzern, Projektskizze Innovation Energiemanagement
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„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
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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
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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
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www.digitalstrom.org / ETH Zürich
Quelle: digitaSTROM
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Für die letzten 5 Meter – alle Gewerke
Quelle: digitaSTROM
inHaus1-Forum 27.05.09 - Vortrag Richard Staub Folie 32
Denkt in Funktionen – Plug & Play
Quelle: digitaSTROM
inHaus1-Forum 27.05.09 - Vortrag Richard Staub Folie 33
Bestandesbau und mobile Geräte
Quelle: digitaSTROM
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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
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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
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• 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
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Installation: Wenig Veränderungen!
Quelle: www.adhoco.com
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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.
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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
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Andere Produkte aus CH: Siemens Synco living
Quelle: Siemens
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Andere Produkte aus CH: Omnio Ratio
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Ambient Assisted Living
• AAL????
Was ist das?
Schweiz jetzt auch EU-Forschung angeschlossen
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• Im Moment: Etwas abgeschwächt durch starke Zuwanderung EU (Gruss an Steinbrück….)
Quelle: IHA-GFM
Demografische Veränderung
Quelle: BFS
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• Automations- und Meldesystem für autonomeres Wohnen zu Hause
Pilotprojekt Adhoco - Age
Quelle: www.adhoco.com
inHaus1-Forum 27.05.09 - Vortrag Richard Staub Folie 45
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)
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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!
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• Offene Infrastruktur für Independent Living Dienste
Beispiel Uni SG: www.cc-il.eu
Quelle: cc-il.eu
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• 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
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Beispiel bonacasa-net
Quelle: www.bonacasa.ch
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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!
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Innovation benötigt Leidenschaft und Ausdauer – oder:
„Aus einem verzagten Arsch kommt kein fröhlicher Furz“
Zitat: Luther, Reformator
Ausblick