Ziel der Entwicklung
Im Projekt wurden zwei Punkte aufgegriffen, die bislang in der Nutzung von klimatechnischen Systemen nicht gemeinsam berücksichtigt wurden: So werden zum einen die durch den Planungsprozess vorhandenen BIM-Daten neuer Gebäude und Anlagen üblicherweise im Betrieb nicht mehr verwendet. Zum anderen werden insbesondere komplexe Systeme mit mehreren Erzeugern, Speichern und Abnahmestellen oft nicht optimal betrieben. Diese beiden Punkte führen dazu, dass die Energieeffizienz des klimatechnischen Systems weit unterhalb des prognostizierten Wertes bleibt. Das Betriebsoptimierungs-Tool setzt hier an und greift während des gesamten Betriebszeitraumes eines Gebäudes konsequent auf BIM-Daten zu. Somit ermöglicht es eine mit diesem Datensatz konsistente Optimierung des Anlagenbetriebs durch ML-Methoden. Dabei kann autoadaptiv auf sich ändernde Bedingungen, wie beispielweise das Gebäude, die Nutzung und das Smart-Meter für Echtzeitabrechnung von Energie- und Medien, reagiert werden. Somit wird ein riesiges Potenzial zur Einsparung von Betriebskosten, Energie und Kohlendioxidemissionen durch Effizienzsteigerung gehoben. Weiterhin stehen die erhobenen Daten und die daraus abgeleiteten Erkenntnisse zur Visualisierung und normgerechten Sicherung zur Verfügung.
Vorteile und Lösungen
BIM-Daten sowie Messdaten aus der Gebäudeleittechnik bilden die Grundlagen. Im Projekt wurden Mess- und Simulationsdaten im Raumströmungslabor des ILK Dresden generiert. Verschiedene Prognosen auf der Basis von Maschinenlernverfahren wie die Anwesenheit, die äußeren und inneren Lasten und die Raumtemperaturentwicklung bringen Intelligenz in das Tool. Ein übergeordneter Optimierungsalgorithmus ermittelt aus den Eingangsdaten sowie den Prognosen die optimale Betriebsführung für den Optimierungshorizont zwischen einer Stunde und acht Stunden. Eine automatische Fehlerdetektion sowie die Visualisierung des Betriebs runden das Tool ab.
Zielgruppe und Zielmarkt
Der Anwendungsbereich des Betriebsoptimierungs-Tools und der einzelnen Forschungsergebnisse erstreckt sich auf jegliche Gebäude, vorrangig Nichtwohngebäude, im Neubau und Bestand, die mit einem klimatechnischen System ausgestattet sind. Das Betriebsoptimierungs-Tool soll von Softwareanbietern vermarktet werden, die Programme für Planung und Betrieb von TGA-Systemen anbieten. Hier erfolgen die systemangepasste Programmierung, die Beratung, der Verkauf und gegebenenfalls auch eigene Serviceangebote für die Betriebsoptimierung. Außerdem wird das Tool vom ILK selbst in eigenen Projekten eingesetzt. Zudem können die Forschungsergebnisse, wie beispielweise die ML-Methoden, einzeln weiterverwendet werden.