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2022 | OriginalPaper | Chapter

12. Energiesparend Heizen durch intelligente Steuerungstechnik – Die Bedeutung von Vertrauen, Verständlichkeit und Vermittlung in der Mensch-Technik-Interaktion

Author : Simon Moeller

Published in: Innovation und Kooperation auf dem Weg zur All Electric Society

Publisher: Springer Fachmedien Wiesbaden

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Zusammenfassung

Mit über 17 % trägt allein die Versorgung des Wohngebäudesektors mit Raumwärme wesentlich zum Endenergieverbrauch in Deutschland bei. Um die Ziele einer „All Electric Society“ zu erreichen und auch eine Wärmeversorgung von Wohngebäuden auf Grundlage rein regenerativer Energien sicherzustellen, rückt zunehmend auch die Steigerung der Energieeffizienz durch die Digitalisierung und Automatisierung der Wärmeversorgung in den Fokus. In Wohngebäuden ist diese Entwicklung untrennbar mit den Stichworten Gebäudeautomatisierung, Smart-Home-Technologie (SHT) und Energiemanagement verbunden. Trotz der oft vorhergesagten Potentiale fristen solche Ansätze im Wohngebäudesektor ein Nischendasein. Der Beitrag beschäftigt sich daher mit der Frage, inwieweit SHT zu mehr Energieeffizienz im Wohngebäudesektor beitragen können und welche Barrieren dabei zu überwinden sind. Dazu werden zunächst bereits vorhandene Studien und Potenzialanalysen herangezogen, um dann die Ergebnisse aus einem Jahr Reallabor in zwei Mehrfamiliengebäuden zu berichten. Hier zeigt sich die Bedeutung der Interaktion zwischen verschiedenen Nutzergruppen und der Technik in der Entwicklung, Implementierung und Nutzung von SHT. So lautet denn auch das Fazit, dass insbesondere die Vermittlung zwischen Bewohnern und Technik zentral ist, um diesen Technologien zu Erfolg in der Breite zu verhelfen.

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Diese Zahlen betreffen nur die nach dem direkten Verursacherprinzip zu zählende Raumwärme, nicht jedoch andere Emissionen wie Stromverbrauch für Heizungspumpen sowie Energieverbräuche/Emissionen die durch die Errichtung der Gebäude selbst anfallen (vgl. dafür Weiler et al., 2017).

Wenn im Folgenden von Komfort die Rede ist, so ist immer, sofern nicht ausdrücklich anders erwähnt, die Behaglichkeit in Bezug auf das Raumklima gemeint. Diese thermische Behaglichkeit leitet sich von dem im Englischen im Vergleich zum Deutschen weit üblicheren Begriff ‚thermal comfort‘ ab (vgl. Fanger, 1970; Nicol & Roaf, 2017). Thermal comfort ist dabei definiert als „that condition of mind that expresses satisfaction with the thermal environment and is assessed by subjective evaluation” (ASHRAE Standard 55-2017, 2017).

Ebenfalls interessant ist in diesem Kontext die Feststellung von Buchanan et al. (2015), dass durch die gängigen Feedback-Ansätze auch nicht-intendierte Nebenfolgen auftreten können, die das eigentliche Ziel dieser Technologien konterkarieren. Ein möglicher Effekt wäre z. B., wenn Bewohner, die in ihrer Vergleichsgruppe sehr geringe Verbräuche aufweisen, in Folge dieser Information weitere Bemühungen, Energie einzusparen, unterlassen.

Übersteuerung der Thermostatventile kann auch unabhängig von den höheren Transmissionsverlusten aufgrund höherer Innenraumtemperaturen zu erhöhtem Energieverbrauch führen z. B. weil die Heizung zu hoch gedreht wird, die Wohnungen nach einer Zeit überhitzten und die überschüssige Energie abgelüftet wird oder weil permanent gegen Temperatursenken wie kalte Räume, eine ausgekühlte Gebäudehülle oder offenstehende Fenster angeheizt wird. Untersteuerung können im Vergleich dazu ein zu starkes Auskühlen des Gebäudes verursachen, was im Anschluss mit hohen Einstellungen überkompensiert wird, um der Strahlungskälte des ausgekühlten Baukörpers entgegenzuwirken.

Es handelt sich um automatische thermoelektrische Stellantriebe, die entweder komplett geöffnet oder komplett geschlossen sind. Der Regelalgorithmus bestimmt am Anfang jedes Intervalls aufgrund der erfassten Informationen, wie lange das Stellventil für das kommende Intervall geöffnet werden soll. Für eine genauere Beschreibung der Stellantriebe siehe Szendrei et al. (2011).

Bei den klassischen Heizkörperthermostaten entspricht die 1 ungefähr 12 °C und die 5 ungefähr 28 °C, eine Ziffer Unterschied entspricht also 4 K Temperaturunterschied. Auch wenn diese Temperaturen nur ungefähre Entsprechungen sind und in Abhängigkeit von der Baustruktur, dem Heizsystem und dem korrekten hydraulischen Abgleich die Extreme von 12 °C und 28 °C vermutlich in den allerwenigsten Fällen erreicht werden, ist die Temperaturspanne bei klassischen manuellen Heizkörperthermostaten dennoch viel höher und es ist gerade diese Einengung der möglichen Temperaturspanne, die ein wesentliches Kriterium der SHT darstellt, mittels dessen Energie eingespart werden kann.

Ein weiterer Aspekt digitaler Infrastrukturen, der hier nicht im Zentrum steht, ist die Gewerke übergreifende Vernetzung, die eine Zusammenarbeit bisher weitgehend getrennt voneinander liegender Bereiche innerhalb der Wohnungsgesellschaft erforderlich macht. Da diese nicht mit den bestehenden Abläufen und Prozessen in der Wohnungswirtschaft in Einklang steht, bestehen auch in dieser Hinsicht erhebliche Hindernisse.

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Title: Energiesparend Heizen durch intelligente Steuerungstechnik – Die Bedeutung von Vertrauen, Verständlichkeit und Vermittlung in der Mensch-Technik-Interaktion
Author: Simon Moeller
Publisher: Springer Fachmedien Wiesbaden
Book: Innovation und Kooperation auf dem Weg zur All Electric Society
Print ISBN: 978-3-658-38705-1

Electronic ISBN: 978-3-658-38706-8

Copyright Year: 2022
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-658-38706-8_12