Raumluftmessungen – steuern Sie Ihr Gebäudesystem

Gebäude müssen intelligenter gestaltet werden, um Energie zu sparen und für das Wohlbefinden und die Gesundheit der Nutzer zu sorgen. Um nachhaltige Ergebnisse zu erzielen, muss die Steuerung des Gebäudesystems auf verlässlichen Raumluftmessungen basieren. Vaisala, ein weltweit tätiger Spezialist für Produkte und Dienstleistungen auf dem Gebiet von Umwelt- und Industriemessungen, bietet einige Ratschläge.

Bevölkerungswachstum, Urbanisierung und Klimawandel erfordern zunehmend mehr Energieeffizienz, um den steigenden Strombedarf einzudämmen. Sowohl gewerbliche als auch Wohngebäude gehören zu den größten Energieverbrauchern. Nach Angaben der U.S. Energy Information Administration waren sie im Jahr 2015 für rund 40 % des gesamten US-Energieverbrauchs verantwortlich, was sie zu einem offensichtlichen Ziel für potenzielle Energieeinsparungen macht. Darüber hinaus werden sich die Menschen ihrer Umwelt und ihrer Auswirkungen auf sie immer bewusster. Viele möchten zum Schutz der Umwelt ihren Energieverbrauch optimieren. Gleichzeitig steigen jedoch ihre Ansprüche an die Qualität ihrer Wohn- und Arbeitsumgebung. Um beide Anforderungen zu erfüllen, werden Gebäude intelligenter gestaltet.

Was ist ein intelligentes Gebäude? Die Definitionen sind unterschiedlich. Es besteht jedoch Einigkeit darüber, dass in einem intelligenten Gebäude verschiedene Systeme für Heizung, Lüftung, Klimatisierung, Beleuchtung und Zugangskontrolle miteinander verbunden sind und ein integriertes System bilden. Das Ziel besteht darin, die Bedingungen innerhalb eines Gebäudes zu optimieren und Komfort und Sicherheit für die Nutzer zu gewährleisten, und zwar durch die Aufrechterhaltung einer hohen Raumluftqualität.

Durch die Optimierung wird außerdem der Energieverbrauch des Gebäudes auf ein Minimum reduziert, was den ökologischen Fußabdruck des Gebäudes verringert. McGraw Hill Construction veröffentlichte einen SmartMarket-Bericht, in dem es heißt, dass intelligente Gebäude 20 bis 40 % weniger Energie verbrauchen, 8 bis 9 % geringere Betriebskosten verursachen und um 7,5 % höher bewertet sind als Gebäude mit veralteten Systemen. Insgesamt können intelligente Gebäude ihren Eigentümern, Nutzern sowie der Gesellschaft und der Umwelt als Ganzes zahlreiche Vorteile bieten.

Optimierung auf lange Sicht

Zur Optimierung der Raumbedingungen sind integrierte Steuerungssysteme erforderlich. Diese können nur dann ordnungsgemäß und optimal genutzt werden, wenn ihre Betriebsabläufe auf genauen und zuverlässigen Messungen beruhen. Selbst die ausgefeiltesten Steuerungsalgorithmen und -systeme sind nutzlos, wenn ihr Betrieb auf ungenauen Daten basiert. Fehlerhafte Messungen führen zu einer unzureichenden Gebäudeautomation, was wiederum zu Problemen mit der Raumluftqualität und zu Energieverschwendung führen kann.

Noch wichtiger ist die Stabilität der Sensoren, die zur Messung der Raumbedingungen eingesetzt werden. Die in der Gebäudeautomation verwendeten Instrumente werden oft jahrelang sich selbst überlassen und müssen daher Jahr für Jahr gleichbleibende und zuverlässige Ergebnisse liefern.

Allerdings bleibt den Endnutzenden und Eigentümern oft nichts anderes übrig, als sich auf die von den Bauunternehmern und Systemintegratoren gewählten Messinstrumente zu verlassen. In der heutigen kostenorientierten Welt werden die Instrumente häufig nur aufgrund ihres Preises gewählt und über Jahre oder sogar Jahrzehnte eingesetzt.

Dadurch können zwar die anfänglichen Kosten auf ein Minimum beschränkt werden, langfristig kann es jedoch schwierig sein, die Kosten für die Wartung niedrig zu halten. Zudem sind mit diesem Ansatz weniger alle Vorteile zu erreichen, die intelligente Gebäude mit sich bringen – etwa Energieeinsparungen und ein angenehmes, gesundes Raumklima für die Gebäudenutzer. Deshalb muss der Gestaltung intelligenter Gebäude und der Auswahl von Instrumenten, die den Interessen der Gebäudeeigentümer und -nutzer langfristig dienen, besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden. Diese Überlegungen sind zum Beispiel in Bereichen relevant, in denen die Wände intakt bleiben müssen oder Hindernisse beim Verlegen von Kabeln vorhanden sind. In diesem Fall ist eine drahtlose Lösung mit großer Reichweite notwendig, um die Messinstrumente installieren zu können, ohne die Gebäudestruktur zu beeinträchtigen.

Berücksichtigen der Außenbedingungen

In Zukunft können Gebäude noch intelligenter gestaltet werden, indem Außendaten – zu Wetter und Luftqualität – mit einbezogen werden. Schon heute verfügen die modernsten Gebäude über eigene Wetterstationen, die Daten liefern, mit deren Hilfe die Luftzufuhr optimiert und die Luft aufbereitet – beispielsweise erhitzt, gekühlt, getrocknet oder befeuchtet – wird.

Intelligente Gebäude der Zukunft werden wahrscheinlich auch auf andere Wetterdaten zugreifen können, da Wetterinformationen sogar dazu genutzt werden können, die Einstellungen der Gebäudeautomation im Voraus zu optimieren. Wenn ein System beispielsweise weiß, dass die Sonne in einer Stunde zu scheinen beginnt, kann es die Heizung unter Berücksichtigung der wärmenden Wirkung der Sonne proaktiv herunterregeln.

Das Wetter beeinflusst auch einen anderen Faktor, der immer wichtiger wird: die Luftqualität. Schadgase wie Kohlenmonoxid, Stickoxide, Schwefeldioxid, Schwefelwasserstoff und Ozon sowie Feinstaub geben Anlass zu großer Sorge, da sie schwerwiegende negative Auswirkungen auf die Gesundheit haben.

Beispielsweise muss die Partikelverschmutzung aus der Außenluft gefiltert werden, wenn diese in ein Gebäude gelangt. Bei hohem Partikelgehalt möchte man möglichst wenig Luft einströmen lassen. Kohlendioxidmessungen geben genau an, wie viel Frischluft benötigt wird. Durch die Kombination von Außen- und Innenmessungen können Gebäude intelligenter gestaltet werden und autonom funktionieren, um Komfort und Energieverbrauch auf höchstem Niveau zu optimieren.

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Veröffentlicht in BUILDING SERVICES & ENVIRONMENTAL ENGINEER, FEB 2017/ www.bsee.co.uk