HEIZUNG/LÜFTUNG/ELEKTRIZITÄT Energietechnik im Gebäude     BAU & ENERGIE

8.3 Bedarfsanalyse und Verbrauchskontrolle

8.1 Begriffe beim Wechselstrom
8.2 Elektroinstallation
8.3 Bedarfsanalyse und Verbrauchskontrolle
8.4 Geräte
8.5 Photovoltaik

8.3.1 Analyse nach [SIA 380/4]

8.3.1 Analyse nach [SIA 380/4] – 8.3.2 Verbrauchs- und Erfolgskontrolle

Allgemeines

Die Norm [SIA 380/4] «Elektrische Energie im Hochbau» hat einen rationellen Einsatz von Elektrizität in Bauten und Anlagen zum Ziel und will dazu beitragen, den Elektrizitätsverbrauch von Neu- und Umbauten zu optimieren. Sie richtet sich in erster Linie an das Planungsteam, bestehend aus den Vertretern der Bauherrschaft, dem Architekten bzw. Gesamtleiter und den Fachingenieuren der Gebäudetechnik. Sie bietet der Bauherrschaft die Möglichkeit, den Planern klare Vorgaben für den Elektrizitätsbedarf zu ma­chen. Mit Hilfe der Norm können aber auch Ei­gen­tümer und Betreiber den Elektrizitätsbedarf von Bauten und Anlagen laufend überprüfen, insbesondere im Hinblick auf eine Erneuerung.

Die Norm definiert die massgebenden Kenngrössen und legt eine standardisierte Darstellung des Elektrizitätsbedarfs fest. Sie stellt Anforderungen an den Elektrizitätsbedarf für Betriebseinrichtungen, Beleuchtung, Lüftung/Klimatisierung, Elektrowärme und an die Kennwerte von diversen gebäudetechnischen Geräten. Sie gibt bei allen Verwendungszwecken (Bild 8.5) Anleitungen zur Ermittlung der Projektwerte in einem frühen Planungsstadium. Damit kann während des Planungsprozesses der Elektrizitätsbedarf eines Gebäudes oder einer Anlage laufend ermittelt und den Anforderungen gegenübergestellt werden.

Verwendungszwecke der elektrischen Energie
Bild 8.5 Verwendungszwecke der elektrischen Energie [SIA 380/4] [SIA 380/1]

Der ermittelte Elektrizitätsbedarf für Betriebseinrichtungen und Beleuchtung bildet auch die Grundlage für die Bestimmung der internen Wärmegewinne Elektrizität bei der Optimierung des Heizwärmebedarfs nach Kapitel 1.4.

Vorgehen

Der gesamte jährliche Elektrizitätsbedarf eines Gebäudes wird mithilfe einer standardisierten Darstellung nach Verwendungszweck in Tabellen erfasst (Bild 8.6).

Standardisierte Darstellung des Jahres-Elektrizitätsbedarfs und ihre Anwendung im Planungsprozess am Beispiel eines einfachen Bürogebäudes
Bild 8.6 Standardisierte Darstellung des Jahres-Elektrizitätsbedarfs und ihre Anwendung im Planungsprozess am Beispiel eines einfachen Bürogebäudes

Der jährliche spezifische Elektrizitätsbedarf der verschiedenen Raumgruppen wird den definierten Nutzungen zugeordnet und in kWh/m2 Nettogeschossfläche (NGF) ausgedrückt. Im Beispiel sind zwei Nutzungen vorhanden. Die Energiekennzahlen werden in MJ/m2 Energiebezugsfläche (EBF) des Gebäudes ausgedrückt.

Die Jahres-Elektrizitätsbilanz des Gebäudes in MWh stellt die Summe der Projektwerte dar. Die Elektrizitätsbilanz wird aufgeschlüsselt sowohl nach Verwendungszwecken als auch danach, ob sich der Verbrauch auf die Raumgruppen oder auf das ganze Gebäude bezieht. In die Kategorie «Raumbezogen» fällt beispielsweise die Innenbeleuchtung, in die Kategorie «Gebäudebezogen» eine Aussenbeleuchtung. Die Energiekennzahlen-Tabelle bezieht die Totale der Elektrizitätsbilanz auf die Energiebezugsfläche des Gebäudes.

Der totale Energiebedarf ist übrigens keine Grundlage für die benötigte Anschlussleistung.

Zur Ermittlung der Projektwerte im frühen Planungsstadium finden sich für die verschiedenen Verwendungszwecke Angaben im Anhang der Norm. Entsprechend dem Fortschritt des Planungsprozesses sind genauere Werte und Berechnungsverfahren einzusetzen.

Die Optimierung von Anlagen und Komponenten und ihres Elektrizitätsbedarfs während der Planung ist ein iterativer Prozess. Sie stützt sich auf Vergleiche der Wirtschaftlichkeit, der Betriebseigenschaften und der Umweltfreundlichkeit von verschiedenen Varianten. In den Vergleich sind auch Varianten einzubeziehen, welche auf einzelne Teilsysteme ver­zichten, um die Notwendigkeit von Anlagen und Komponenten zu prüfen. Bei der Optimierung sind die effektiven Nutzungsdaten einzusetzen.

Nach der Realisierung sollten die effektiven Werte mit den Projektwerten und den Anforderungen verglichen und die Abweichungen analysiert werden. Der Elektrizitätsbedarf ist von der jährlichen Be­triebsdauer der Anlagen und von deren Regelung abhängig. Eine rationelle Elektrizitätsnutzung be­dingt daher eine Betriebsoptimierung.Bereits bei der Planung sind die notwendigen Vorkehrungen zu treffen, welche eine effiziente Betriebsüberwachung erlauben. Das entsprechende Messkonzept muss die wesentlichen Verbrauchergruppen separat erfassen.

Bei der Zustandsaufnahme in bestehenden Bauten kann sich der untere Pfeil in Bild 8.6 umkehren, wenn Messwerte zur Elektrizitätsbilanz vorliegen. Durch Zusammenführen mit einer Verbraucherliste können interessierende, aber fehlende Daten auf plausible Weise abgeschätzt werden.

Anforderungen

Die berechneten Projektwerte werden mit Grenz- und Zielwerten verglichen. Diese werden ebenfalls mit detailliert beschriebenen Rechenmethoden projektspezifisch ermittelt. Grenzwerte sind bei Neubauten und beim Ersatz bestehender Anlagen einzuhalten. Bei Umbauten sind sie anzustreben. Sie sind mit üblichem Aufwand erreichbar und wirtschaftlich vertretbar. Zielwerte sind bei Neubauten und beim Ersatz bestehender Anlagen anzustreben. Machbarkeit und Wirtschaftlichkeit sind von Fall zu Fall zu prüfen.

8.3.2 Verbrauchs- und Erfolgskontrolle

8.3.1 Analyse nach [SIA 380/4] – 8.3.2 Verbrauchs- und Erfolgskontrolle

Messkonzept

Oft ist nur ein einziger Elektrizitätszähler pro Gebäude installiert. Er dient in erster Linie der Verrechnung durch das Elektrizitätswerk. Eine feinere Aufgliederung des Verbrauchs wird durch die Installation sogenannter Privatzähler für wichtige Verbrauchergruppen, wie beispielsweise Heizzentralen, erreicht. Zu diesem Zweck werden elektronische Energiemessgeräte ins Verteiltableau eingebaut. Solche nicht eichfähigen Messgeräte kosten etwa 100.– (einphasig) bis 400.– CHF (dreiphasig). Das kann sich sogar nachträglich lohnen.

Steckbare Energie- und Leistungsmessgeräte lassen sich zwischen Verbraucher und Steckdose einstecken und zeigen Verbrauch, Leistung und z.T. weitere Daten wie den Leistungsfaktor an. Es gibt heute sehr kostengünstige und recht genaue Energiemessgeräte [Top1].

Energiebuchhaltung

Wo immer die Möglichkeit besteht, den Elektrizitätsverbrauch von Apparaten oder Apparategruppen (z.B. Allgemeinverbrauch) zu erheben, sollten die Zähler regelmässig, z.B. monatlich, abgelesen und so die Verbrauchsentwicklung überwacht werden. Elektronische Zähler bzw. «Smart Meters» können u.U. für automatische Speicherung programmiert werden. Vorbereitete Tabellen-Formulare erleichtern die Auswertung. Damit lassen sich betriebliche Unregelmässigkeiten wie auch der Erfolg stromsparender Massnahmen laufend kontrollieren.