Energieeinsparung durch Gebäudeautomation - Ausgewählte Fallbeispiele - Severin Beucker Simon Hinterholzer
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Energieeinsparung durch Gebäudeautomation – Ausgewählte Fallbeispiele Severin Beucker │ Simon Hinterholzer
Impressum
Autoren / Autorinnen:
Dr. Severin Beucker (Borderstep Institut) │ beucker@borderstep.de
Simon Hinterholzer (Borderstep Institut) │ hinterholzer@borderstep.de
Institution:
Borderstep Institut für Innovation und Nachhaltigkeit gemeinnützige GmbH
Clayallee 323 │ 14169 Berlin │ +49 (0)30 306 45 100-0 │ www.borderstep.de
Zitiervorschlag:
Beucker, S. & Hinterholzer, S. (2021). Energieeinsparung durch Gebäudeautomation – Ausgewählte
Fallbeispiele. Berlin: Borderstep Institut.
Titelbild:
© goodluz – stock.adobe.com
Auftraggeber:
Wirtschaftsinitiative Smart Living
II
Inhaltsverzeichnis
Impressum .............................................................................................................................................. II
Inhaltsverzeichnis .................................................................................................................................. III
Begriffsdefinitionen ............................................................................................................................... IV
Zusammenfassung .................................................................................................................................. 1
1 Ausgangssituation und Vorgehensweise .................................................................................. 2
1.1 Einleitung.................................................................................................................................. 2
1.2 Die Rolle von Gebäudeautomation für die Energieeffizienz .................................................... 3
1.3 Ziel und Vorgehensweise der Studie ........................................................................................ 5
1.4 Auswahl von Fallbeispielen ...................................................................................................... 6
2 Dokumentation von Fallbeispielen mit Gebäudeautomation .................................................. 7
2.1 Beispiele aus Mehrfamilienhäusern ......................................................................................... 9
2.2 Beispiele aus Einfamilienhäusern und Einzelwohnungen ...................................................... 17
2.3 Beispiele aus Nicht-Wohngebäuden ...................................................................................... 23
3 Einordnung der Ergebnisse und Fazit ..................................................................................... 29
Quellen ................................................................................................................................................. 33
III
Begriffsdefinitionen
Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG): Die BEG ersetzt seit Anfang des Jahre 2021 die be-
stehenden Programme zur Förderung von Energieeffizienz und Erneuerbaren Energien im Gebäu-
debereich. Dazu zählen das CO2-Gebäudesanierungsprogramm, das Programm zur Heizungsopti-
mierung, das Anreizprogramm Energieeffizienz und das Marktanreizprogramm zur Nutzung Erneu-
erbarer Energien im Wärmemarkt.
Blockheizkraftwerk (BHKW): Anlage zur gleichzeitigen Gewinnung von elektrischer Energie und
Wärme nach dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung.
Energiemanagement (EM): Das Energiemanagement ist eine/die zentrale Funktion der Gebäude-
automation. Es hat zum Ziel, eine Optimierung der Energieverwendung und Verringerung der Be-
triebskosten im Gebäude zu erreichen.
Gebäudeautomation (GA): Einrichtungen, Software und Dienstleistungen für automatische Steue-
rung und Regelung, Überwachung und Optimierung sowie für Bedienung und Verwaltung eines
energieeffizienten, wirtschaftlichen Betriebs der technischen Gebäudeausrüstung (siehe auch DIN
EN 15232).
Gebäudeautomations (GA)- Effizienzklassen: In der Norm DIN EN 15232 sind vier GA-Effizienzklas-
sen (A, B, C, D) für Wohngebäude und Nicht-Wohngebäude beschrieben. Diese definieren Min-
destfunktionen, die erfüllt sein müssen, um Einsparungen in der Sanierungsplanung berücksichti-
gen zu können.
Gebäudeenergiegesetz (GEG): Das Gebäudeenergiegesetz trat im Jahr 2020 in Kraft. Es fasst meh-
rere Einzelgesetze zusammen und wurde zur Vereinheitlichung des Energieeinsparrechts geschaf-
fen. Es formuliert sowohl Anforderungen an neu zu errichtende Gebäude, als auch an Bestandsge-
bäude und die in ihnen installierten Anlagen der Heiz- und Kühltechnik, der Warmwasserversor-
gung sowie der Raumlüftung.
Wärmeschutzverordnung (WSVO) 1995: Die Wärmeschutzverordnung 1995 war die dritte Verord-
nung zur Reduzierung des Energieverbrauchs durch bauliche Maßnahmen. In ihr wurden die An-
forderungen an den Wärmeschutz von Gebäuden nochmals verschärft. Sie definierte viele Jahre
den Standard für den Neubau und die Sanierung von Gebäuden.
IV
Zusammenfassung Gebäudeautomation und Energiemanagement können durch Effizienzsteigerungen bei der Wärmeer- zeugung und -nutzung einen wesentlichen Beitrag zur Minderung von CO2-Emissionen im Gebäude- sektor leisten. Dies zeigen zahlreiche Studien. Nach der DIN EN 15232 können bei der energetischen Bewertung von Wohngebäuden für Gebäudeautomationssysteme, die die GA-Effizienzklasse A erfüllt 19% und Systeme, die mit der GA-Effizienzklasse B erfüllen 12% Energieeinsparung angerechnet wer- den. Der Vorteil der Technik ist zudem, dass sie gut mit anderen Klimaschutzmaßnahmen wie der Ge- bäudedämmung und der Versorgung mit erneuerbaren Energien kombiniert und im Bestand von Wohn- und Nicht-Wohngebäuden eingesetzt werden kann. In der Diskussion zur Höhe des Beitrags der Gebäudeautomation zeigt sich jedoch, dass es bisher we- nig systematische Auswertungen zu den in der Realität erzielten Einsparungen gibt. Die vorliegende Studie setzt hier an, indem sie ausgewählte Fallbeispiele in unterschiedlichen Gebäudetypen aufbe- reitet und deren erzielte Einsparungen ausweist. Die dargestellten Fallbeispiele sind daher keine, im statistischen Sinn, repräsentative Auswertung und sollen diese auch nicht ersetzen. Es handelt sich vielmehr um Best-Practice-Bespiele, die demonstrieren sollen, dass bei fachgerechter Umsetzung die in der Norm DIN EN 15232 definierten GA-Effizienzklassen in der Praxis erreicht werden. Die Ergebnisse sind eindeutig, die angestrebten Energieeinsparungen wurden in den vorliegenden Beispielen alle übererfüllt. Dies ist eine wichtige Erkenntnis, da sich Aussagen zur Wirksamkeit der Gebäudeautomation bisher oft nur aus Einzelbeispielen ableiten lassen, deren Ergebnisse und Rah- menbedingungen oft nicht ausreichend dokumentiert sind. Anzumerken ist zudem, dass die Erfolgs- beispiele teilweise schon mehrere Jahre alt sind, dies demonstriert die Zuverlässigkeit der Technik und verdeutlicht, dass Gebäudeautomation bereits länger erfolgreich für das Energiemanagement eingesetzt wird. Damit stellt sich die Frage, warum Gebäudeautomation und Energiemanagement nicht in größerem Stil eingesetzt werden. Hierfür mag es im Einzelfall gute Gründe geben. Sicher ist jedoch auch, dass sich langsam die Erkenntnis durchsetzt, dass die Technik noch vielfältiger Unterstützung bedarf. Die Studie macht auch hierzu Vorschläge und beschreibt, wie der Einsatz der Technik noch stärker in der aktuellen Förderung und Gesetzgebung berücksichtigt werden kann. Dies erscheint dringend geboten, da mit der anstehenden zweiten Phase der Energiewende weitere Funktionen und Anwendungen der Gebäudeautomation im Bereich des Energiemanagements und der Sektorenkopplung an Bedeutung gewinnen. Neben der effizienten Wärmeversorgung und -nut- zung wird vor allem das Management unterschiedlicher Energiequellen und -senken wichtiger. Ge- bäude werden zunehmend zum Standort dezentraler Stromerzeugung (z.B. Photovoltaik), des Strom- verbrauchs (z.B. Elektromobilität) sowie der Speicherung (z.B. Batterien) und können erst durch ein intelligentes Management als flexible, netzdienliche Einheiten im Energiesystem wirken. Damit kommt der Gebäudeautomation und dem Energiemanagement eine entscheidende neue Funktion zu. Sie bildet die technische Grundausrüstung und Plattform, mit der zahlreiche Optimierungsaufga- ben des Gebäudes und eines neuen Energiesystems und -marktes unterstützt werden können.
1. Potenziale im Gebäudesektor
1 Ausgangssituation und Vorgehensweise
1.1 Einleitung
1.1 Gebäudeautomation liefert großen Beitrag zur Erfüllung der
Klimaschutzziele
Der Gebäudesektor ist für 2.956 Petajoule (PJ) und damit für etwa ein Drittel des gesamten Endener-
giebedarfs in der Bundesrepublik Deutschland verantwortlich. Von diesem Endenergiebedarf werden
Setzt man Gebäudeautomation (GA) in mehrgeschossigen Wohngebäuden (MFH)
wiederum rund zwei Drittel von Wohngebäuden verursacht und hiervon wird der größte Anteil (über
und in Ein- und Zweifamilienhäusern (EZFH) ein, so können damit bis zum Jahr 2030,
95%) für Raumwärme- und Warmwassererzeugung benötigt (BMWi, 2020). Diesen Wärmebedarf zu
abhängig vom Ausrüstungsgrad, zwischen 2,16 und 7,45 Mio. t CO2-Äq. eingespart
reduzieren, stellt einen zentralen Beitrag zur Erfüllung der Klimaschutzziele im Gebäudesektor dar.
werden. Nach der Sensitivitätsberechnung im „Klimaschutzprogramm 2030 der Bun-
1
Nach der Sensitivitätsberechnung
desregierung im „Klimaschutzprogramm
zur Umsetzung des Klimaschutzplans 2030
2050“ (S. 49 f.) sinken dieder Bundesregierung zur Umset-
Emissio-
zung des
nen bis zumKlimaschutzplans
Jahr 2030 durch die 2050“
bisher(BMU, 2019, S.Maßnahmen
beschlossenen 49 f.) sinkenaufdie
ca.Emissionen
90 Mio. t von 118 Mio. t CO2-Äq
im
CO2Jahr
-Äq. 2018 bis zumzum
Die Differenz Jahr 2030 durch
Zielwert von 70 die
Mio.bisher beschlossenen
t CO2-Äq. Maßnahmen
im Jahr 2030 liegt damit (Gebäudeförderung,
Modellvorhaben, 2Gebäudeenergiegesetz, etc.) auf rund 90 Mio. t CO2-Äq (siehe 28 Mio. t CO2-Äq. in
bei ca. 20 Mio t CO -Äq. Werden jährlich 4 % der EZFH sowie 6 % der MFH mit
Abbildung 1). Der Zielwert
Gebäudeautomation (GA) undim Jahr 2030 liegt jedoch
Energiemanagement bei 70 Mio.
(EM) ausgestattet, t CO
kann 372-Äq.
% derDas bedeutet, dass es eine
Differenz von 20 Mio.
noch bestehenden Lücke tvon
CO202-Äq. zum
Mio. t COZielwert
2 gibt, diewerden.
-Äq. geschlossen durch weitere
Bei einer Maßnahmen
Sanie- erschlossen wer-
den müssen.
rungsrate von jährlich 1 % der EZFH und 2 % der MFH sind es immerhin 11 %.
Endenergieverbrauch der verschiedenen CO2-Reduktionsziele für den Gebäudesektor in
Sektoren in Deutschland (PJ) Deutschland bis 2030 (48 Mio. t CO2)
Unternehmen,
Verkauf, Haushalte Bestehende
Gewerbe 26,6 % Lücke/weitere
14,8 % Maßnahmen
Gebäudeautomation/
12,55 Mio. t CO2
Maßnahmen Energiemanagement
im Klimaschutz-
kann bis zu 37 % der
Verkehr programm 2030:
28 Mio. t CO2 Potenzial bestehenden CO2-
30,6 % GA/EM*: Reduktionslücke füllen
Industrie 7,45 Mio. t CO2
28,0 %
Abbildung 1: Grafische Darstellung der CO2-Einsparung durch GA und EM
Abbildung 1: Darstellung von CO2-Einsparung durch Gebäudeautomation und Energiemanagement (Quelle:
(Wirtschaftsinitiative Smart Living, 2021) (Wirtschaftsinitiative Smart Living, 2021)
Die konsequente Verfolgung der Klimaschutzziele im Gebäudesektor erhalten durch aktuelle Nach-
richten zusätzlichen Nachdruck. Das Bundesverfassungsgericht hat in einem aktuellen Urteil das Kli-
maschutzgesetz 2019 in Teilen für verfassungswidrig erklärt, weil mit den bisher beschlossenen Zie-
1 Beucker, S.; Hinterholzer, S. (2019): CO -Minderungspotenziale im Wohngebäudesektor durch Gebäudeautomation.
len und Maßnahmen die Klimaneutralität bis 2050 nicht erreicht wird1. Zeitgleich verweist das Um-
Berlin: Borderstep Institut.
2
weltbundesamt in seiner Klimabilanz darauf, dass nur der Gebäudesektor die Ziele für die Senkung
1
Siehe https://www.bundesverfassungsgericht.de/SharedDocs/Pressemitteilungen/DE/2021/bvg21-031.html
(Abruf April 2021)
2
der CO2-Emissionen für 2020 nicht erreicht2. Zusätzlich hat die Europäische Union eine Verschärfung
der Klimaschutzziele bis 2030 beschlossen und sieht die Einführung eines europaweiten CO2-Preises
für den Gebäudesektor als notwendig an3. Gefragt sind daher zusätzliche Maßnahmen, die rasch, d.h.
innerhalb der nächsten Jahre, Wirkung entfalten und die Klimagasemissionen sowie den Energiebe-
darf im Gebäudebestand reduzieren. Der Einsatz von Gebäudeautomation (GA) und Energiemanage-
ment (EM) stellt eine solche Maßnahme zur Reduktion des Wärmebedarfs dar.
Nach einer Studie, die das Borderstep Institut für die Wirtschaftsinitiative Smart Living erstellt hat
(Beucker & Hinterholzer, 2019), kann ein Teil dieser Differenz durch den Einsatz von Gebäudeauto-
mation geschlossen werden. Wird die Technik in mehrgeschossigen Wohngebäuden (MFH) und in
Ein- und Zweifamilienhäusern (EZFH) eingesetzt, so können damit bis zum Jahr 2030, abhängig von
der Verbreitung der Technik, Treibhausgasemissionen in der Höhe von 2,16 bis 7,45 Mio. t CO2 einge-
spart werden. Werden z.B. jährlich 4% der EZFH4 sowie 6% der MFH5 mit Gebäudeautomation (GA)
und Energiemanagement (EM) ausgestattet, dann können allein dadurch 37% der Lücke von 20 Mio.
t CO2 geschlossen werden (siehe Abbildung 1). Bei einer Ausstattung von jährlich 1% der EZFH und
2% der MFH sind es immerhin 11% (Beucker & Hinterholzer, 2019).
Der mögliche Beitrag (theoretisches Potential) von Gebäudeautomation zu den Klimaschutzzielen ist
somit hoch. In der Diskussion um den Einsatz der Technik zeigt sich jedoch, dass es trotz zahlreicher
Produktangebote auf dem Markt, neben einer sehr frühen Studie der Hochschule Biberach (Becker &
Knoll, 2011) kaum systematische Auswertungen zu den in der Realität erzielten Einsparungen gibt.
Die vorliegende Arbeit setzt hier an, indem sie einerseits erfolgreich umgesetzte Projekte der Gebäu-
deautomation aufbereitet und so das breite Einsatzpotential in unterschiedlichen Gebäudetypen il-
lustriert. Anderseits soll dokumentiert werden, ob mit der Technik und ihrer fachgerechten Umset-
zung die gewünschten Energieeinsparungen auch tatsächlich erzielt werden und so zur Reduktion
von Energieverbrauch und Emissionen beitragen.
1.2 Die Rolle von Gebäudeautomation für die Energieeffizienz
Gebäudeautomationssysteme sind in etwa seit den 1980er-Jahren auf dem Markt verfügbar. Ihre
Leistungsfähigkeit hat sich jedoch mit der Digitalisierung und dem Technologiewandel in den letzten
Jahrzehnten stark verändert. Durch energiesparende Funktechnik, miniaturisierte Sensorik, selbstler-
nende Steuerungen und intuitiv bedienbare Nutzeroberflächen sind innovative Systeme sowie Steue-
rungs- und Vernetzungskonzepte entstanden. Durch eine verbesserte Regelung von Anlagen zur
Energieerzeugung, durch optimierten Energietransport und -speicherung sowie Wärmeübergabe und
-nutzung können mit der Technik hohe Energieeinsparungen erzielt werden. Die Einsparungen erge-
ben sich grundsätzlich aus zwei Optimierungen:
2
Siehe https://www.umweltbundesamt.de/presse/pressemitteilungen/treibhausgasemissionen-sinken-2020-
um-87-prozent (Abruf April 2021)
3
Siehe https://ec.europa.eu/clima/policies/strategies/2030_de (Abruf April 2021)
4
4% der Ein- und Zweifamilienhäuser (EZFH) entspricht ca. 640.000 Gebäuden bzw. 760.000 Wohnungen
5
6% der Mehrfamilienhäuser (MFH) entspricht ca. 194.000 Gebäuden bzw. 1,32 Mio. Wohnungen
3
• Eine bessere Anpassung der Wärmeabgabe an die zeitliche Nutzung von Räumen, dies wird z.B.
durch eine Anwesenheits- oder Präsenzerkennung möglich, sowie
• Eine verbesserte Regelung hinsichtlich der Leistung der Wärmebereitstellung in Abhängigkeit des
aktuellen Wärmebedarfs, bei der u.a. die Vorlauftemperatur der Heizung je nach Wärmebedarf
im Gebäude angepasst wird.
Das Ziel ist in beiden Fällen, Effizienzpotentiale zu heben, ohne den Nutzerkomfort einzuschränken.
Die durch Gebäudeautomation erzielbaren Energieeinsparungen haben sich auch in der Normung
niedergeschlagen. Die zentrale Norm hierfür ist die zuletzt im Jahr 2017 überarbeitete DIN EN 15232
„Energieeffizienz von Gebäuden – Teil 1: Einfluss von Gebäudeautomation und Gebäudemanage-
ment“. Unter Gebäudeautomation (GA) werden demnach „Einrichtungen, Software und Dienstleis-
tungen für automatische Steuerung und Regelung, Überwachung und Optimierung sowie für Bedie-
nung und Verwaltung für energieeffizienten, wirtschaftlichen und sicheren Betrieb der technischen
Gebäudeausrüstung“ (DIN EN 15232:2017-12, 2017, S. 15) verstanden. Es handelt sich somit um ver-
netzte Überwachungs-, Steuer-, Regel- und Optimierungseinrichtungen (z.B. in Form von Sensoren,
Aktoren, Bedienelementen sowie technischen Anlagen) in Gebäuden, die Bestandteil des Energiema-
nagements sind.
In der DIN EN 15232 werden zwei Verfahren beschrieben, mit denen der Einfluss von Gebäudeauto-
mation auf die Energieeffizienz von Gebäuden berechnet werden kann. Das erste ist ein ausführliches
Verfahren, mit dem präzise (z.B. mit Hilfe einer dynamischen Simulation) Einspareffekte durch die
Gebäudeautomation ermittelt werden können (DIN EN 15232, 2017, Kapitel 6). Das zweite Verfahren
(GA-Faktor Verfahren) ermöglicht eine vereinfachte Berechnung der Energieeinsparung, indem es
vier Automationsgrade für die technische Gebäudeausrüstung und Heizungssteuerung definiert (DIN
EN 15232, 2017, Kapitel 7). Das GA-Faktor- Verfahren ist besonders für die frühe Planungsstufe eines
Gebäudes geeignet, da keine speziellen Angaben zu spezifischen Automationsfunktionen erforderlich
sind, sondern nur die aktuelle GA-Klasse (bei einem bestehenden Gebäude) oder die Referenz-GA-
Klasse sowie die erwartete bzw. vorgegebene Klassifikation des Gebäudes. Diesen Automationsgra-
den werden in der Norm GA-Effizienzklassen (A, B, C und D) zugeordnet. Dabei gilt, dass mit steigen-
dem Regelungsaufwand und Automationsgrad auch eine höhere Energieeffizienz erreicht wird (Ta-
belle 1). Zudem werden GA-Effizienzklassen für verschiedene Gebäudetypen (Wohngebäude, Nicht-
Wohngebäude) beschrieben. Für Nicht-Wohngebäude gelten damit je nach Nutzung (z.B. Büro,
Schule, Sportstätte) wiederum etwas andere Funktionen und GA-Effizienzklassen.
Tabelle 1: Energieeffizienzklassen von Gebäudeautomation (GA) in Wohngebäuden nach DIN EN 15232-1:
2017-12 für die Einsparung von thermischer Energie
DIN EN 15232-1 (Tabelle A.2)
GA-Energieeffizienzklassen
Wohngebäude D C B A
Nicht effizient Standard Erhöht Hohe Effizienz
Faktor +10% 0 -12% -19%
4
Die höchste in der Norm beschriebene GA-Effizienzklasse wird mit einer Gebäudeautomation der
Klasse A erreicht. Systeme dieser Klasse verfügen z.B. über eine bedarfsgeführte Einzelraumregelung
sowie eine Präsenzerkennung, die mit der zentralen Heizungssteuerung lastabhängig kommunizie-
ren. Ein System der Klasse B verfügt über eine adaptive Einzelraumregelung, die in der Lage sein
muss, mit einem Gebäudeautomationssystem zu kommunizieren. Ein Standardsystem (Klasse C) ver-
fügt dagegen über eine Regelung auf Raum und Gebäudeebene ohne Vernetzung und Klasse D be-
deutet keine automatische Regelung. In der Norm DIN EN 15232 werden zahlreiche weitere Funktio-
nen der einzelnen Klassen definiert (z.B. Regelung der Warmwassererzeugung und der Umwälzpum-
pen), die ebenfalls Einfluss auf die Energieeffizienz im Gebäude nehmen. Entgegen der Einteilung in
der Norm, finden sich am Markt auch Systeme, die sich nicht immer eindeutig den GA-Effizienzklas-
sen zuordnen lassen.
Die GA-Effizienzklassen der Norm spiegeln Energieeinsparungen wider, die beim ordnungsgemäßen
Einsatz der Technik in Gebäuden erreicht werden. Weiterhin besitzen die GA-Effizienzklassen für die
energetische Gebäudeplanung und -sanierung eine große Relevanz. Mit dem Verweis des §25 des
Gebäudeenergiegesetzes auf die DIN 18599-11: 2018-096 können die Auswirkungen der Gebäudeau-
tomation über das Verfahren der Teilbetriebskennwerte bei der Ermittlung des Energiebedarfs von
Gebäuden berücksichtigt und damit auf den Energieausweis angerechnet werden (Gesetz zur Verein-
heitlichung des Energieeinsparrechts für Gebäude und zur Änderung weiterer Gesetze, 2020).
1.3 Ziel und Vorgehensweise der Studie
Ziel der vorliegenden Studie ist, anhand konkreter Beispiele den erfolgreichen Einsatz von Gebäude-
automation zu illustrieren und nachzuvollziehen, ob die in der Norm DIN EN 15232 den Automations-
graden zugeordneten Energieeffizienzklassen (siehe Tabelle 1) in Umsetzungsprojekten tatsächlich
erreicht werden. Dabei soll die Reduktion des Wärmebedarfs der Gebäude im Mittelpunkt stehen, da
ein fach- bzw. normgerechter Einsatz von Gebäudeautomation zu einer deutlichen Reduktion des
Heizenergieverbrauchs und der CO2-Emissionen im Gebäudesektor beitragen kann und damit die Er-
reichung der nationalen Klimaschutzziele unterstützt (siehe Beucker & Hinterholzer, 2019). Die fol-
genden Betrachtungen beziehen sich daher ausschließlich auf thermische Energie, da diese für mehr
als 80% der gebäuderelevanten Klimagasemissionen verantwortlich sind (BMWi, 2020). Im Bereich
Beleuchtung bzw. elektrische Energieversorgung existieren laut DIN EN 15232 weitere Einsparpoten-
tiale (z.B. fBAC,el), diese sind bezogen auf die Energieeinsparungen bzw. Emissionsminderungen jedoch
weitaus niedriger und werden daher im Folgenden nicht berücksichtigt.
Der Schwerpunkt der Analyse liegt zudem aus energie- und klimapolitischen Gründen auf Fallbeispie-
len in Wohngebäuden (Beucker & Hinterholzer, 2019). Zudem sollen wenige ausgewählte Fälle aus
Nicht-Wohngebäuden dargestellt werden, um auch das Potential in diesem Teilsektor zu verdeutli-
chen.
In der Praxis wird die Gebäudeautomation in Wohngebäuden bisher nur langsam aufgegriffen. Hier-
für können unterschiedliche Gründe verantwortlich sein:
6
Das Bewertungsverfahren der DIN EN 18599-11:2018-09 orientiert sich an dem Faktorverfahren nach DIN EN
15232. Es ist allerdings an das Bewertungsverfahren der Normenreihe DIN V 18599 ausgerichtet und ange-
passt.
5
• Gebäudeautomationssysteme erfordern eine sorgfältige Planung und eine Abstimmung mit wei-
teren energetischen Sanierungsmaßnahmen.
• Die Finanzierung der Technik unterliegt dem Investor-Nutzer-Dilemma, nach dem der Vermieter
die Investition trägt und der Mieter durch niedrigere Energiekosten profitiert. Daher fehlt der An-
reiz für die Investition (Wirtschaftsinitiative Smart Living, 2021).
• Die Vielfalt der am Markt verfügbaren Lösungen und ihre Nutzenversprechen, die nicht immer
eindeutig den in der Norm DIN EN 15232 definierten GA-Effizienzklassen zugeordnet werden
können.
• Schwierigkeiten bei der Ermittlung der durch die Systeme erzielten (d.h. gemessen und klimabe-
reinigt) Einsparungen, zumal diese oft in Verbindung mit weiteren Maßnahmen (z.B. bauliche Sa-
nierung, Kesseltausch) eingeführt werden.
• Eine fehlende oder unzureichende Einbindung der beteiligten Akteure (Wohnungsunternehmen,
Mieter, etc.) eines Modernisierungsvorhabens. Dies kann zur Ablehnung der Technik oder auch
zu Fehlbedienung führen und damit die erreichbaren Effizienzpotentiale mindern.
Hinzu kommt, dass es neben den oben genannten Gründen eine Vielzahl von Faktoren, wie Gebäu-
dephysik, Sanierungszustand, Standort, Nutzerverhalten, etc. gibt, die Einfluss auf die erzielbaren
Einsparungen haben. Für die erfolgreiche Umsetzung von Gebäudeautomation ist daher eine sorgfäl-
tige Vorbereitung und Planung sowie eine fachgerechte Ausführung und Begleitung genauso ent-
scheidend wie die Leistungsfähigkeit der Technik selbst.
Eine detaillierte Analyse aller Faktoren würde den Rahmen dieser Studie übersteigen. Ebenso wenig
ist eine, im statistischen Sinn, repräsentative Auswertung einer größeren Zahl von Automatisierungs-
projekten in Gebäuden möglich. Es handelt sich somit bei den vorliegenden Fallbeispielen um ausge-
wählte Best-Practice, die verdeutlichen sollen, dass es Erfolgsbeispiele für den Einsatz von Gebäude-
automation in unterschiedlichen Gebäudetypen gibt. Diese demonstrieren, dass bei fachgerechter
Umsetzung hohe Energieeinsparungen möglich sind und die Technik daher einen wichtigen Beitrag
zur Erreichung der Klimaziele im Gebäudesektor leisten kann. Die erzielbare Reduktion des Wärme-
verbrauchs stellt neben baulichen Sanierungsmaßnahmen und einer regenerativen Energieversor-
gung eine entscheidende dritte Säule zur Reduktion der Treibhausgase dar, die sich auch positiv und
kostenmildernd auf die Nebenkosten auswirken kann.
1.4 Auswahl von Fallbeispielen
Das Ziel der vorliegenden Studie ist es, nachzuvollziehen, ob die in der Norm DIN EN 15232 definier-
ten Automationsgrade und GA-Effizienzklassen (siehe Tabelle 1) von Gebäudeautomation in der Pra-
xis erreicht werden. Daher wurden für die Auswahl der in Kap. 2 dargestellte Fallbeispiele die nach-
folgenden Kriterien formuliert:
1. Es soll sich um abgeschlossene und dokumentierte Vorhaben mit Installation von Gebäudeauto-
mation der für den thermischen Energieverbrauch relevanten Funktionalitäten der GA-Effizienz-
klassen A und B handeln7. Gebäude, die mit den GA-Effizienzklassen C und D (keine
7
Nicht alle GA- und TGM-Funktionen aus der Tabelle 4 der DIN EN 15232 treffen auf alle Arten der technischen
Gebäudeausrüstung zu. Daher wird eine GA- oder TGM-Funktion, die keine wesentlichen Auswirkungen auf
den Energieverbrauch hat bei der Klassifizierung der GA-Funktionen außer Acht gelassen. Die Funktionen von
6Gebäudeautomation, herkömmliche Regelung wie Thermostatventile) ausgestattet sind, werden
nicht untersucht, denn hierfür können laut o.g. Norm keine Einsparungen angesetzt werden.
2. Die aus dem Einsatz der Technik resultierenden Einsparungen müssen nachvollziehbar ermittelt
und dokumentiert worden sein. Dies kann z.B. durch Messungen, Betriebskostenabrechnungen
oder auch den qualifizierten Vergleich mit bau- und standortgleichen Gebäuden erfolgen8. Eine
bloße Schätzung von Ergebnissen oder Einsparungen ist nicht ausreichend.
3. Die Fallbeispiele sollen möglichst die Technik verschiedener Hersteller/ Anbieter von Gebäudeau-
tomation der GA-Effizienzklassen A und B sowie unterschiedliche Gebäudetypen (Ein- und Zwei-
familienhäuser, Mehrfamilienhäuser, Nicht-Wohngebäude) berücksichtigen, um die Vielfalt der
Einsatzmöglichkeiten sowie die Leistungsfähigkeit der Technik zu überprüfen.
Für die Auswahl der Fallbeispiele wurden verschiedene Quellen herangezogen. Zum einen stellten
die Teilnehmer der Wirtschaftsinitiative Smart Living Beispiele zur Verfügung. Zum anderen wurden
geförderte Projekte des BMWi-Programms „Energetische Verbesserung der Bausubstanz (EnSan)“
sowie Beispiele aus der aktuellen Fachliteratur zur Auswertung genutzt.
Alle Beispiele wurden unabhängig und kritisch nach den oben definierten Auswahlkriterien geprüft.
Für die Darstellung der Beispiele wurde ein einheitliches Darstellungsraster (Steckbrief) entwickelt,
das die Vergleichbarkeit der Ergebnisse sowie das leichte Auffinden wichtiger Informationen erleich-
tert. Für fehlende Informationen zu einzelnen Vorhaben und Gebäudeautomationssystemen (z.B.
Bauart des Gebäudes, Klasse der eingesetzten Gebäudeautomation) wurde Kontakt mit den Ausrüs-
tern, Planern oder Eigentümern der Gebäude aufgenommen und die Information nach schriftlicher
oder mündlicher Auskunft ergänzt.
Die Zuweisung von GA-Effizienzklassen in den Beispielen ergibt sich aus den Funktionsliste der
DIN EN 15232 und den relevanten Sektionen, die sich auf entsprechende Einsparungen im Bereich
Heizung und Trinkwarmwasser auswirken. Dies ist konform mit der in der DIN EN 15232 beschriebe-
nen Methodik (DIN EN 15232, 2017, S.33) sowie mit durch das GEG legitimierten und in der DIN V
18599-11:2018 beschriebenen (gewerkspezifischen) Verfahren der Teilbetriebskennwerte (DIN V
18599, 2018 Teil 11, Anhang B).
Schließlich ist die Anzahl der darstellbaren Fallbeispiele und der Umfang ihrer Dokumentation durch
die Laufzeit und das Budget der Studie limitiert. Aus vielen möglichen Beispielen wurden daher insge-
samt 10 geeignete Fälle ausgewählt und mit der Wirtschaftsinitiative Smart Living abgestimmt.
2 Dokumentation von Fallbeispielen mit Gebäudeautomation
In den nachfolgenden Kapiteln werden zunächst Fallbeispiele aus dem mehrgeschossigen Wohnungs-
bau vorgestellt. Dieses Teilsegment ist aufgrund seines Anteils am Gebäudebestand besonders
DIN EN 15232 Tabelle 4 zu Lüftung und Klimatisierung, Beleuchtung und Jalousieregelung werden nur dort be-
trachtet wo diese von Relevanz sind. Dies ist entsprechend (DIN EN 15232, 2017, S. 33) zulässig.
8
Z.T. wurden für den Vergleich mit dem Energieverbrauch vor der Einführung der Gebäudeautomation doku-
mentierte und belastbare Werte von Vergleichsgebäuden (vergleichbare Bauweise, Standort und Bewohner-
schaft) herangezogen, da nicht für alle Beispiele Verbrauchswerte vor der Einführung der Technik vorlagen.
Dies kann z.B. daran liegen, dass vor der Modernisierung ein anderes Abrechnungsverfahren genutzt wurde
oder es sich um einen Neubau handelt.
7relevant. Darauffolgend werden Beispiele aus dem Segment von Ein- oder Zweifamilienhäusern bzw.
Wohnungen vorgestellt. Auch dieses Teilsegment ist aus klimapolitischer Sicht von großem Interesse,
da es hier einen großen energetischen Sanierungsbedarf gibt.
Schließlich werden auch drei Beispiele aus dem Bereich der Nicht-Wohngebäude (Verwaltung, Sport-
stätte und Universität) erläutert. Die zeigen auf, dass sich auch in komplexeren Einzelvorhaben der
öffentlichen Hand sehr hohe Einsparungen erzielen lassen.
82.1 Beispiele aus Mehrfamilienhäusern
2.1.1 Wohnungsbaugenossenschaft Zentrum eG, Berlin
Wohnungsbaugenossenschaft Zentrum eG, Berlin:
Quartier am Ostseeplatz, Berlin-Prenzlauer Berg
Gebäudetyp/ Baujahr/ Bebauungsart
o 6 viergeschossige Mehrfamilienhäuser mit insgesamt 224 Wohnungen
o Erbaut Anfang der 1960er Jahre im Leichtbetonbau (Typ Q3A)
Sanierungszustand/ Sanierungsphasen
o 1. Sanierung in den 1990er Jahren (gemäß WSVO 1995): Mineralische Außendämmung
(10 cm), Tausch von Fenstern, Austausch von (Gas-)Öfen durch Gasetagenheizungen
o 2. Sanierung in den Jahren 2014/2015: Zentralisierung der Wärmeversorgung und Heizungs-
modernisierung (modulierbares BHKW (34 kWel/78 kWth) + vier Gaskessel (insgesamt
520 kWth), Unterstationen, Nahwärmenetz), Ausstattung aller Wohnungen/ Gebäude mit GA-
Effizienzklasse A
Technische Ausstattung GA/ Regelung
o Gebäudeautomation der Energieeffizienzklasse A der Firma Dr. Riedel Automatisierungstech-
nik GmbH, bestehend aus Einzelraumregelung (über Sensorik und Aktorik) sowie hierarchisch
vernetzten Wohnungs-, Gebäude- und Quartiersmanagern
o Regelung des Heizungsbetriebs und der Trinkwassererwärmung, Regelung von Unterstationen
o Multimetering von individuellen Wärme-, Gas-, Wasser- und Stromverbräuchen über intelli-
gente Zähler und Darstellung der Verbräuche auf den Displays der Wohnungsmanager
Das Quartier der Wohnungsbaugenossenschaft
Zentrum eG, Berlin wurde Anfang der 1960er Jahre
in der für die Region und Zeit typischen Leichtbe-
tonbauweise (Typ Q3A) als Blockbebauung errich-
tet. Das Quartier wurde in zwei Phasen saniert,
wobei in der ersten Phase in den 1990er Jahren
eine energetische Sanierung der Außenhülle und in
der zweiten Phase 2014/ 2015 eine Modernisie-
rung der Wärmeversorgung erfolgte. Im Rahmen
der zweiten Sanierungsphase wurde auch die Ge-
bäudeautomation (GA-Effizienzklasse A) installiert.
Abbildung 2: Quartier am Ostseeplatz (Quelle: Eigene 2019)
Die Lösung aus zentralisierter Wärmeversorgung, BHKW und Gebäudeautomation war das Ergebnis
eines Vergleichs von verschiedenen Modernisierungsvarianten, die durch ein Planungsbüro vorge-
nommen wurde.
9Die Investitionen für die Modernisierung (Zentralisierung der Wärmeversorgung, die Spitzenlastkes-
sel sowie die Gebäudeautomation) wurde durch die Wohnungsbaugenossenschaft getragen. Die In-
vestitionskosten für die Gebäudeautomation lagen knapp unter € 30,- je Quadratmeter Wohnfläche.
Die Errichtung und den Betrieb des BHKW hat ein Contractor übernommen. Er versorgt auch in etwa
die Hälfte der Mieter mit Strom aus BHKW (Mieterstrommodell), wobei der
Preis für den Strom ca. 15% unter dem des ortsüblichen Versorgers liegt.
Viel Aufmerksamkeit wurde auch der Einbeziehung der Mieter in das Moderni-
sierungsvorhaben geschenkt. Die Bewohner des Quartiers sind im Durchschnitt
über 60 Jahre alt und haben den Maßnahmen in einer Befragung zu über 85%
zugestimmt. Sie wurden im Rahmen mehrerer Versammlungen sowohl in die
Entscheidung über das Modernisierungskonzept einbezogen, als auch über die
Funktionen der Technik und ihre Bedienung informiert. Die in den Wohnungen
installierten Wohnungsmanager umfassen neben einer Einzelraumregelung
eine Anzeige aller nebenkostenrelevanten Verbräuche (Wärme, Gas, Wasser,
Strom) über das Display eines Wohnungsmanagers.
Abbildung 3: Wohnungsmanager am Ostseeplatz (Quelle: WindNODE 2019)
Effekte der Gebäudeautomation im Quartier am Ostseeplatz
Energieeinsparungen
o Der durchschnittliche Energiebedarf für Heizung in vergleichbar sanierten Gebäuden des Typs
Q3A in Berlin liegt bei 80,3 kWh/(m2a)9. Der Energiebedarf für Heizung im Quartier Ostseeplatz
nach der 2. Modernisierung beträgt 61,4 kWh/(m2a) (klimabereinigt und gemittelt über die
Jahre 2016 - 2018). Der Energiebedarf wurde über Wärmemengenzähler in den Heizzentralen
der Gebäude ermittelt, wodurch die Einspareffekte der Gebäudeautomation von anderen zeit-
gleich erfolgten Modernisierungsmaßnahen (BHKW + Spitzenlastkessel, Wärmenetz, etc.) dif-
ferenziert werden können.
Die Reduktion des Wärmebedarfs für Heizung durch die Gebäudeautomation der GA-Effizienz-
klasse A entspricht in diesem Fall einer Einsparung von 24%.
o Zusätzliche Einsparungen bei den Wartungskosten entstanden in der 2. Modernisierungsphase
aus der Zentralisierung der Wärmeversorgung (Umstieg von Etagenheizung auf BHKW, Spit-
zenlastkessel und Nahwärmenetz).
Weitere Effekte
o Senkung der durchschnittlichen warmen Betriebskosten im Quartier von 0,85 Euro/(m2A) auf
0,71 Euro/(m2A).
o Anzeige von wohnungsbezogenem Verbrauch von Wärme, Gas, Wasser und Strom durch intel-
ligentes Multimetering und dessen Einbindung in die Gebäudeautomation.
o Steigerung des Wohnkomforts durch garantierte Erreichung der eingestellten Raumtempera-
tur.
9
Vergleichbare Gebäude sind Q3A-Bauten aus der gleichen Region mit Dämmung nach WSVO 1995 und zentra-
lisierter Wärmeversorgung (siehe Vogler, 2014).
102.1.2 Wohnungsbaugenossenschaft Treptow Nord eG, Berlin
Wohnungsbaugenossenschaft Treptow Nord eG:
Quartier HeidekampEck, Berlin-Treptow
Gebäudetyp/ Baujahr/ Bebauungsart
o Fünf- bis sechsgeschossiges Gebäude mit 108 Wohnungen sowie einer Kindertagesstätte für
40 Kinder
o Erbaut durch die Genossenschaft Treptow Nord, Berlin von 2014 bis 2015
Sanierungszustand/ Sanierungsphasen
o Neubau nach KfW-70-Standard
o Wärmeversorgung über BHKW (34 kWel/ 78 kWth) und zwei zuschaltbare Gas-Brennwertkessel
(je 180 kWth), lokales Nahwärmenetz für das Gebäude, Fußbodenheizungen in den Wohnun-
gen.
Technische Ausstattung GA/ Regelung
o Gebäudeautomation der Energieeffizienzklasse A der Firma Dr. Riedel Automatisierungstech-
nik GmbH, bestehend aus Einzelraumregelung (über Sensorik und Aktorik) sowie hierarchisch
vernetzten Wohnungs- und Gebäudemanagern
o Regelung des Heizungsbetriebs und der Trinkwassererwärmung, Spitzenlastmanagement für
Wärmeversorgung
o Multimetering von Strom (moderne Messeinrichtungen) und Heizkosten (Heizkostenverteiler
von Messdienstleister)
Das Quartier HeidekampEck wurde in den Jahren 2014/ 2015 durch die Wohnungsbau-Genossen-
schaft „Treptow Nord“ eG als Neubau im KfW-70-Standard errichtet. Das Gebäude umfasst 108 Woh-
nungen mit 9.185 Quadratmetern beheizter Fläche über fünf und sechs Geschosse sowie eine Tiefga-
rage. Bestandteil des Gebäudekomplexes ist
auch eine Kita für 40 Kinder. Die Wohnungen
verfügen über großzügige Grundrisse, sind mit
Fußbodenheizung ausgestattet und besitzen ei-
nen Balkon, eine Terrasse oder einen Gartenan-
teil.
Die Gebäudeautomation (GA-Effizienzklasse A)
wurde mit dem Neubau als integraler Bestand-
teile einer effizienten Energieversorgung sowie
einer digitalen Mieter-Vermieter-Kommunika-
tion (Schnittstelle zur wohnungswirtschaftlichen
Software) geplant und umgesetzt.
Abbildung 4: Quartier HeidekampEck (Quelle: RAT 2020)
Das HeidekampEck ist von der Genossenschaft Treptow Nord bewusst als Vorzeigeprojekt für digita-
les Wohnen geplant und umgesetzt worden. Es soll demonstrieren, wie zukunftsweisender
11Wohnraum geschaffen, der Primärenergieeinsatz in der Wärmeversorgung minimiert und die Trans-
parenz über die Nebenkosten erhöht werden kann.
Die Gebäude werden über ein BHKW und zwei zuschaltbare Gas-Brennwertkessel für Spitzenlasten
mit Wärme und Warmwasser versorgt. Die Wärme wird über ein Nahwärmnetz und Pufferspeicher
auf die Gebäude verteilt. Die gesamte Heizungsanlage wird energieeffizient nach dem tatsächlichen
Wärmebedarf der Wohnungen geregelt. Zudem erhalten teilnehmende Bewohner preiswerten Strom
aus dem BHKW (Mieterstrom). Da der erzeugte Strom innerhalb der Gebäude genutzt wird, in denen
er produziert wird, entfallen Teile des Strompreises, wie Netzentgelte und Stromsteuer. Die Errich-
tung und der Betrieb der Heizungsanlage erfolgt durch einen Contractor. Das Bauvorhaben und die
Ausrüstung mit der Gebäudeautomation erfolgten durch die Genossenschaft.
Eine Besonderheit der Gebäudeautomation im HeidekampEck ist ihre umfassende Vernetzung und
ihre Integration in die wohnungswirtschaftliche Software. Dies schafft Vereinfachung sowie Syner-
gien und reduziert Verwaltungsprozesse. Darüber hinaus ist über das System eine digitale Mieter-
Vermieter-Kommunikation möglich. Die Bewohner können so rund um die Uhr die Wohnungsbau-
Genossenschaft kontaktieren, ihre Ansprechpartner und Informationen der Genossenschaft einsehen
und persönliche Daten ändern. Alle Vorgänge werden im Mieterportal des ERP-Systems dem jeweili-
gen Mietvertrag zugeordnet und können vom Mitarbeiter der Genossenschaft zeitsparend über das
Aktivitätenmanagement bearbeitet werden. Darüber hinaus können die Mieter schnell und unkom-
pliziert Störungen melden. Zur weiteren Vereinfachung des Verwaltungsaufwands trägt das System
auch bei der Verbrauchsabrechnung bei, da es laufend Zählerstände speichert und diese bei Bedarf
digital an die Schnittstelle des Abrechnungsdienstleisters weiterleitet.
Effekte der Gebäudeautomation
Energieeinsparungen
o Der durchschnittliche Energiebedarf der Wohnungen für Heizung liegt bei 48,7 kWh/(m2a) (kli-
mabereinigt10 und gemittelt über die Jahre 2018- 2020), für den gesamten Wärmebedarf bei
74,9 kWh/m²a. Der Energiebedarf wurde über die Verbrauchsmessungen für die Nebenkosten-
abrechnung ermittelt.
o Das Quartier erreicht auch im Betrieb einen um ca. 30% niedrigeren Primärenergiebedarf ge-
genüber vergleichbaren Gebäuden, die den Anforderungen der zu dieser Zeit gültigen EnEV
entsprechen.
o Zusätzliche Einsparungen in dem Vorhaben entstehen aus dem Mieterstrommodell, das
Wärme- und Stromerzeugung im BHKW kombiniert und den Bewohnern preiswerten Strom
(im Vergleich zum ortsüblichen Anbieter) liefert.
Weitere Effekte
o Attraktive und komfortable Wohnungen mit effizienter digitaler Abrechnung und Mieter-Ver-
mieter-Kommunikation, Vereinfachung von Verwaltungsvorgängen
o Digital vernetzte Gebäudetechnik inklusive eines Kommunikations- und Service-Dienstes für
die Wohnungen (ausgezeichnet mit „DW Zukunftspreis der Immobilienwirtschaft 2016“)
10
Die Verbrauchswerte wurden klimabereinigt mittels „IWU climate data tool“ (version 20.01.2021) mit GTZ
(20/12) im Vergleich zum langjährigen Mittel am gleichen Standort ermittelt.
122.1.3 Spar- und Bauverein Solingen eG, Solingen
Spar- und Bauverein Solingen eG, Schlagbaumerstraße Solingen
Gebäudetyp/ Baujahr/ Bebauungsart
o Dreigeschossiges Gebäude mit insgesamt 18 Wohnungen, davon 9 mit Gebäudeautomation
o Erbaut 1964 in Ziegelbauweise, gemauert
Sanierungszustand/ Sanierungsphasen
o Teilsaniertes Gebäude mit neuen Fenstern (Austausch ca. Jahr 2000, Kunststoffrahmen mit
Isolierglas/ Doppelverglasung)
o Zentrale Wärmeversorgung des Gebäudes über Gasbrennwerttherme (ca. 30 kWth)
o Seit kurzem auch Dämmung der Fassade
Technische Ausstattung GA/ Regelung
o Gebäudeautomation der GA-Effizienzklasse B der Firma Kieback&Peter GmbH & Co. KG, Pro-
dukt en:key bestehend aus selbstlernender Einzelraumregelung (Sensorik für Temperatur und
Anwesenheit sowie funkbasierten Heizkörperstellventilen)
o Zusätzliche Ausrüstung von zentralen Wärmemengenzählern und Gaszählern mit Sensorik für
Abrechnung und Steuerung
Das Gebäude Schlagbaumerstraße 129 – 131 des Spar- und
Bauverein Solingen eG wurde im Jahr 1964 in Ziegelbau-
weise errichtet. Es umfasst 18 Wohnungen, die in 3 mal 6
Einheiten mit separaten Aufgängen gegliedert sind. Alle
Wohnungen sind identische 3-Raum-Wohnungen.
Im Jahr 2000 wurden die Fenster durch neue mit Kunst-
stoffrahmen und Isolierglas/ Doppelverglasung ersetzt.
Weitere Sanierungsmaßnahmen wurden zunächst nicht
vorgenommen. Beheizt wird das Gebäude mit einer zentra-
len Brennwerttherme, die eine Leistung von ca. 30 kWth be-
sitzt. Das Warmwasser für die Bewohner wird dezentral in
den Wohnungen erzeugt.
Abbildung 5: Gebäude Schlagbaumerstraße (Quelle: K&P 2021)
Die Gebäudeautomation (GA-Energieeffizienzklasse B) wurde im Jahr 2012 installiert. Dabei wurden
9 Wohnungen mit raumbezogenen Aktoren für die Heizkörpersteuerung und Sensoren für Tempera-
tur und Präsenzerkennung ausgerüstet. Die Steuerung erfolgt auf Zimmer- bzw. Wohnungsebene
und optimiert das Heizverhalten der Mieter auf Grundlage der Voreinstellungen und der gemessenen
Werte.
Zusätzlich wurden zentrale Wärmemengenzähler und Gaszähler im Gebäude mit Sensorik ausgestat-
tet, um Messwerte für die Heizungssteuerung und die Abrechnung der Heizkosten zu gewinnen. Mit
Hilfe der Messwerte ist auch eine Aufnahme und ein Monitoring von tagesbezogenen Wärmever-
bräuchen möglich.
13Ziel des Spar- und Bauverein Solingen war es, mit dem Sanierungsvorhaben Technik zu erproben, mit
der die Energiekosten für die Mieter nachhaltig und zu vertretbaren Kosten gesenkt werden können.
Die Erwartungen der für die Betriebskosten und die Technik zuständigen Personen beim Spar- und
Bauverein Solingen haben sich erfüllt. Die Einsparungen bei der Heizenergie sind dauerhaft und ha-
ben die Emissionen in diesem Gebäude gesenkt.
In den Folgejahren wurde als zusätzliche Maßnahme die Fassade der Gebäude gedämmt und damit
eine weitere Senkung des unten genannten Energieverbrauchs erzielt.
Effekte der Gebäudeautomation
Energieeinsparungen
o Der durchschnittliche Energiebedarf für die Beheizung eines vergleichbaren Referenzgebäudes
beträgt 168 kWh/(m2a). Der Energiebedarf der Wohnungen mit Gebäudeautomation in der
Schlagbaumerstraße beträgt dagegen durchschnittlich 116 kWh/(m2a). Die Werte wurden
durch Messungen sowie die Betriebskostenabrechnung ermittelt.
o Die Reduktion des Energiebedarfs für Heizung durch die Gebäudeautomation der GA-Effizienz-
klasse B entsprechen in diesem Fall einer Einsparung von ca. 30% je m2 und Jahr.
Weitere Effekte
o Senkung der Energiekosten für die Mieter um rund 260 Euro je Haushalt und Jahr.
142.1.4 Modernes Wohnen Koblenz eG, Koblenz
Modernes Wohnen Koblenz eG, Schaefferstraße Koblenz
Gebäudetyp/ Baujahr/ Bebauungsart
o Dreigeschossiges Gebäude mit insgesamt 18 Wohnungen, die sich auf drei Aufgänge
(Schaefferstraße 20, 22 und 24) mit jeweils 6 Wohnen verteilen
o Erbaut 1964, gemauert (Material nicht bekannt, vermutlich Kalkstein)
Sanierungszustand/ Sanierungsphasen
o neue Fenster (Kunststoffrahmen mit Isolierglas/ Doppelverglasung), Dachbodendämmung
Technische Ausstattung GA/ Regelung
o Gebäudeautomation der GA-Effizienzklasse B der Firma Kieback&Peter GmbH & Co. KG, Pro-
dukt en:key bestehend aus Einzelraumregelung (Sensorik und Aktorik auf Raum- bzw. Woh-
nungsebene)
Das Gebäude der Genossenschaft Modernes Wohnen Kob-
lenz eG in der Schaefferstraße wurden im Jahr 1964 in Voll-
bauweise (gemauert) erbaut. Es umfasst insgesamt 18 Woh-
nungen, die sich auf drei Aufgänge (Schaefferstraße 20, 22
und 24) mit jeweils 6 Wohnungen verteilen.
Der Komplex wurde seit der Errichtung mit neuen Fenstern
(Kunststoffrahmen mit Isolierglas/ Doppelverglasung) und
einer Dachbodendämmung ausgestattet, die Fassade war
zum Zeitpunkt der Sanierung nicht gedämmt. Beheizt wer-
den die Gebäude über eine zentrale Kesselanlage (Gas-
brennwert), die im Keller der Häuser untergebracht ist.
Abbildung 6: Gebäude Schaefferstraße (Quelle: K&P 2021)
Im Jahr 2013 wurde die Hälfte der Wohnungen (Schaefferstraße 20 sowie ein Teil der Schaefferstraße
22) mit Gebäudeautomation (GA-Effizienzklasse B) ausgestattet. Bei der Ausrüstung der Wohnungen
mit der Technik wurden die Schlafzimmer der Wohnungen bewusst ausgespart. Dies folgte den Er-
fahrungen und Wünschen der vornehmlich älteren Bewohner, die diese Zimmer generell kühler hal-
ten wollen. Auf eine Automatisierung der Schlafzimmer wurde daher verzichtet.
Insgesamt wurde das Gebäude als Versuchsobjekt der Modernes Wohnen Koblenz konzipiert. Ziel
war dabei, Energieverbräuche in Wohnungen gleicher Bauart mit und ohne Gebäudeautomation ver-
gleichen zu können. Darüber hinaus sollte ermittelt werden, ob und wie die Technik für die Sanierung
weiterer Bestandswohnungen der Genossenschaft genutzt werden kann.
Im Schnitt konnte der Energieverbrauch in den Wohnungen für Heizung und Warmwasser um 13%
gesenkt werden. Dabei variieren die Einsparungen zwischen den verschiedenen Aufgängen (Schaef-
ferstraße 20 sowie Schaefferstraße 22) des Gebäudes. Dies wird auf unterschiedliches (z.T. bewusste-
res) Heizverhalten der Bewohner bzw. deren Konfiguration der Raumtemperaturregelung zurückge-
führt.
15Die Einführung und Installation der Technik wurde durch die Genossenschaft und den Anbieter der
Gebäudeautomation durch Informationsveranstaltungen begleitet, die im Mietercafé der Genossen-
schaft durchgeführt wurden. Dabei sollten die Funktionen sowie der Nutzen der Gebäudeautomation
erläutert und die Annahmen der Technik gefördert werden.
Effekte der Gebäudeautomation
Energieeinsparungen
o Durch die Installation der Gebäudeautomation der GA-Effizienzklasse B konnte der Energiebe-
darf für Heizung und Warmwasser in den Wohnungen witterungsbereinigt um rund 13% ver-
ringert werden.
o Die Einsparung wurde über die installierten Heizkostenverteiler ermittelt und ergibt sich aus
der Reduktion des Energieverbrauchs nach der Sanierung gegenüber dem Verbrauch davor.
Weitere Effekte
o Senkung der Betriebskosten und Erhöhung des Wohnkomforts für die Bewohner
162.2 Beispiele aus Einfamilienhäusern und Einzelwohnungen
2.2.1 Einfamilienhaus - Haus am Bach, Landkreis Dachau
Einfamilienhaus Freistehend (Neubau)
Gebäudetyp/ Baujahr/ Bebauungsart
o Zweigeschossiges Einfamilienhaus
o Erbaut 2014
o Holztafelbau/Brettsperrholzbauweise
Sanierungszustand/ Sanierungsphasen
o Neubau/Hohe Energieeffizienz der Bausubstanz
Technische Ausstattung GA/ Regelung
o Gebäudeautomation der GA-Effizienzklasse A Einzelraumregelung mit multifunktionalen
Raumkontrollern
o Steuerung der Heizung per Smartphone-App, Zentral-AUS-Taste, Verbrauchsvisualisierung
o Luftwärmepumpe
o Wärmerückgewinnung
Bei dem im Jahr 2014 errichteten Einfamili-
enhaus in Holztafelbau wurde eine durch-
dachte Raum-/Gebäudeautomation von An-
fang an mitgeplant. Neben der grundlegend
effizienten Bauweise mit hohem Dämmstan-
dard und der Wärmeerzeugung mittels Luft-
wärmepumpe werden alle Räume individu-
ell nach Bedarf in ihrer Temperatur geregelt.
Die Bewohner können die Regelung jeder-
zeit per Smartphone nach ihren Wünschen
anpassen.
Abbildung 7: Einfamilienhaus mit KNX (Quelle: KNX Journal I/2015)
In die Gebäudevernetzung ist neben der intelligent geregelten Wärmeübergabe ist auch die Wärme-
pumpe sowie die Lüftungsanlage in das KNX-System eingebunden, um so einen möglichst effizienten
Betrieb zu ermöglichen. Mit der Steuerung der Raffstore kann der solare Wärmeeintrag durch die
Fenster sehr präzise je nach Bedarf und Jahreszeit angepasst werden.
Die Bedienung der Gebäudeautomation erfolgt über eine leicht verständlichen Nutzeroberfläche.
Darüber werden sowohl die Geräte und Anlagen gesteuert als den Bewohnern der Energieverbrauch
angezeigt. Da die einzelnen Geräte und Funktionen separat erfasst werden, kann z.B. der Stromver-
brauch für Beleuchtung, Heizung, Elektroherd, etc. ausgewertet und beeinflusst werden.
17Effekte der Gebäudeautomation
Energieeinsparungen
o Durch die Einzelraumregelung können 15% der Heizwärme gegenüber einem Gebäude mit ver-
gleichbaren baulichen Eigenschaften eingespart werden.
Weitere Effekte
o Komfortsteigerung
o Einsparung elektrischer Energie
o Kostensenkung
182.2.2 Einfamilienhaus – Intelligent und lernfähig
Einfamilienhaus mit vernetzter Haustechnik
Gebäudetyp/ Baujahr/ Bebauungsart
o Einfamilienhaus
o Baujahr 2015
Sanierungszustand/ Sanierungsphasen
o Neubau
o KFW 70 Effizienzhaus nach EnEV 2009
Technische Ausstattung GA/ Regelung
o Gebäudeautomation der GA-Effizienzklasse A (Gira HomeServer) mit Einbindung von Fußbo-
denheizung und Wärmepumpe
o Nutzung oberflächennaher Erdwärme mit Flächenkollektoren
o PV-Anlage mit 8 kWpeak Leistung
Bei dem Neubau des Einfamilienhauses wurde von
vorneherein auf Energieeffizienz geachtet. Sowohl
die dreifach verglasten Fenster als auch die 200 mm
Polystyrol-Hartschaumisolation tragen zu einer sehr
hohen passiven Energieeffizienz der Gebäudehülle
bei. Die Lüftungsanlage wärmt mittels eines Wär-
meübertragers die Zuluft im Winter vor bzw. kühlt
diese im Sommer.
Über die Gebäudeautomation wird sowohl die Fuß-
bodenheizung als auch die Wärmepumpe gesteu-
ert, um ein möglichst effizientes Zusammenspiel zu
Abbildung 8: Vernetztes Wohnhaus (Quelle: Klaus
gewährleisten. Dies erlaubt zudem den Fußboden
Geyer Elektrotechnik)
als Wärmespeicher zu nutzen (thermische Bauteil-
aktivierung), was einerseits einen Pufferspeicher einspart und andererseits ermöglicht die Vorlauf-
temperatur der Heizung etwas abzusenken. Dies steigert wiederum die Effizienz der Wärmepumpe.
Des Weiteren wird für das Trinkwarmwasser die Zirkulationspumpe über einen Taster gesteuert,
wodurch erst Warmwasser unmittelbar vor der Nutzung (z.B. Duschen) über die Zirkulationsleitungen
zur Verfügung gestellt wird. Nach einer halben Stunde wird die Pumpe automatisch wieder abge-
schaltet, was sowohl die Wärmeverluste in der Leitung reduziert als auch den Stromverbrauch der
Pumpe senkt.
Neben der hocheffizienten Wärmeversorgung und -nutzung im Gebäude produziert auf dem Dach
eine 8,16 kW PV-Anlage erneuerbaren Strom, von dem ca. 20% direkt im Gebäude genutzt werden.
Der überschüssige Strom wird in das Netz eingespeist.
19Effekte der Gebäudeautomation
Energieverbrauch und -einsparungen
o Der mittlere Endenergiebedarf in den Jahren 2015 bis 2020 beträgt nur 14,59 kWh/m²a.
o Gegenüber dem baulich und anlagentechnisch prognostizierten Endenergiebedarf kann durch
die Gebäudeautomation ein um 24% reduzierter Endenergiebedarf erzielt werden.
Weitere Effekte
o Zentrale Ausschaltfunktion für Licht im Erdgeschoss und Terrasse mit automatischer Abschal-
tung der Musik und zurückfahren von Markise und Leinwand.
o Optimierung der Markisensteuerung für solare Gewinne
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