Wenn die Heizung alles richtig macht

Gebäudetechnik.Nicht immer laufen Heizung, Klima- oder Lüftungsanlagen in Gebäuden im energetisch optimalen Bereich. Eine von Wiener Forschern entwickelte Software soll bestehende Anlagen effizienter regeln.

Nein, Wunder können die Forscher keine vollbringen. Das will Franz Preyser vom Institut für Computer Engineering der TU Wien klargestellt haben. Mit abrupten Wetterveränderungen etwa tun sich Klimaanlagen, die für wohlige Stunden sorgen sollen, schwer. Fällt Föhnwetter in die kalte Jahreszeit, wirkt ein Gebäude hingegen sehr schnell überheizt: „Wegen der Trägheit seiner Speichermassen dauert es Stunden oder bisweilen sogar Tage, bis ein spürbarer Effekt durch Absenken der Temperatur erreicht ist“, erklärt Preyser.

Optimierungspotenzial bieten Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen dennoch reichlich. Denn meist stellen Haustechniker diese bei der Errichtung des Gebäudes nur auf Basis einiger weniger Standardparameter ein. „Die wirklichen Heiz- oder Kühllasten bleiben dabei oft unberücksichtigt“, sagt Preyser. Und stärker noch als das Klima selbst ist der Nutzungsgrad von Gebäuden Änderungen unterworfen.

Eine Überlegung, die den Ausgangspunkt des im Juni finalisierten, über die Forschungsförderungsgesellschaft FFG unterstützten Projekts Kore bildete, an dem sich Forscher der TU und des Austrian Institute of Technology (AIT) beteiligten. Das Ziel: Eine mit künstlicher Intelligenz (KI) ausgestattete Software soll es schaffen, „Energiesysteme automatisiert zu regeln – und so effizienter zu machen“, so Preyser.

 

Sigmund Freud als Vorbild

Gefragt war also eine Software, die in größeren Abständen, zum Beispiel quartalsweise, die optimale Regelstrategie für ein Gebäude sucht. Diese wird dann in die Energiesteuerung des Gebäudes eingespielt.

Vorarbeiten dazu lieferte ein ehemaliger Professor an der TU Wien: Dietmar Dietrich begann zur Jahrtausendwende, die menschliche Psyche in einer Computersimulation abzubilden. Eine auf Sigmund Freuds Strukturmodell der Psyche zurückgehende Arbeit, in dem Handlungsnormen eine entscheidende Rolle spielen. „Die Wahl der energetisch optimalen Regelung erfolgt dabei auch nach der Bewertung des Aufwands“, erklärt Alexander Wendt, Software Engineer am Institut für Computertechnik der TU Wien.

Die Forscher betrachteten mehrere Szenarien in Simulationen, darunter auch das thermische Verhalten von Räumen des AIT-Standorts in Wien Floridsdorf. Zuvor übersetzten sie simple Wenn-dann-Regeln – etwa das Anlaufen der Ventilation bei erhöhtem CO?-Anteil – mittels Algorithmus in die Computersprache der Gebäudesteuerung. Dann kam die künstliche Intelligenz ins Spiel. „Aus einer Vielzahl von Einzeloptimierungen entwarf sie eine neue Regelstrategie“, erklärt Projektmitarbeiter Andreas Fernbach.

 

Jetzt geht es ins Feld

Das Fazit nach mehreren Hundert Stunden Tests: „Die kognitiven Fähigkeiten des Systems machen eine automatische Optimierung von Anlagen in Richtung Komfort und Energieeffizienz möglich“, heißt es. Aber auch Kontinuität im Betrieb ist so erreichbar. „Die Anlage soll sich nicht ständig ein- und ausschalten“, so Fernbach.

Ihr nächstes Ziel haben die Forscher schon definiert. Simuliert wurde nun genug – demnächst wollen sie Tests in echten Gebäuden starten.

IN ZAHLEN

40 Prozent werden als das maximale wirtschaftliche Energieeinsparpotenzial bei bestehenden Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen genannt – etwa in einem Strategiepapier der EU-Kommission.

10 Prozent mehr Energieeffizienz sind fast bei allen Objekten erreichbar. Das zeigen Messungen in der Praxis. Neben Renovierungsmaßnahmen kann eine Verbesserung der Regelung eine kostengünstige Alternative darstellen.

("Die Presse", Print-Ausgabe, 22.09.2018)

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