ABC der Versorgungstechnik
Die Wärmewende ist eine der großen Herausforderungen der Energiewende. Viele neue Fachbegriffe sind in der Diskussion. Manche davon sind so neu, dass man sie in gängigen Verzeichnissen noch gar nicht findet. Hier finden Sie Erklärungen von A wie Autarkie bis Z wie Zählermanagement.
A
Autarkie ist die wirtschaftliche Unabhängigkeit durch die vollständige oder teilweise Selbstversorgung. In Bezug auf die Technische Gebäudeausrüstung beschreibt der Autarkiegrad den Status einer Abhängigkeit oder Unabhängigkeit von externen Energielieferanten/ -einspeisern.
B
Ein Blockheizkraftwerk ist eine modular aufgebaute Anlage zur Gewinnung elektrischer Energie und Wärme, die in der Regel am Ort des Wärmeverbrauchs betrieben wird. Es kann auch Nutzwärme in ein Nahwärmenetz einspeisen. Die Anlage nutzt dafür das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung. Die Funktionsweise ist einfach: Ein Brennstoff wird verbrannt, dabei wird ein Generator zur Stromerzeugung angetrieben. BHKWs gelten als langfristig zukunftssicher, sofern sie auch mit synthetischen oder nachwachsenden Kraftstoffen betrieben werden können.
C
In immer mehr gewerblich genutzten Immobilien werden Wärme-Kälte-Wechsellastsysteme eingebaut. Diese sind in der Lage, die Gebäude sowohl mit Wärme wie auch mit Kälte zu versorgen. Change-over-Systeme nutzen die gleichen Endgeräte und erlauben den Nutzern eine individuelle Temperatureinstellung an ihrem Arbeitsplatz. Die Bedeutung einer solchen Technik nimmt von dem Hintergrund verstärkter Dämmung und zunehmender Wärmebelastung durch Sonneneinstrahlung zu.
Maß für den gesamten Betrag direkter und indirekter CO2-Emissionen eines Unternehmens, einer Aktivität, eines Produkts oder einer Person. Aktivitäten wie beispielsweise Produktions- oder Logistikprozesse ebenso wie Lebensstadien von Produkten oder Personen verursachen direkt oder indirekt CO2-Emissionen. Die Gesamtheit dieser Emissionen wird CO2-Bilanz oder auch CO2-Fußabdruck genannt. Neben Kohlenstoffdioxid werden oft auch andere Treibhausgase bilanziert, meist in Tonnen CO2-Äquivalent.
Beim Computer-Aided Facility Management, kurz CAFM, wird das Gebäudemanagement durch Softwarelösungen unterstützt. Diese bestehen zumindest aus einer Datenbank und einer Anwenderoberfläche. Hierzu zählen Anwendungen für die Steuerung von Heizung, Klima und Lüftung, für die Überwachung von Kälteanlagen oder die vorbeugende Instandhaltung.
D
Der Begriff Dekarbonisierung bezeichnet die Umstellung einer Wirtschaftsweise mit dem Ziel, deutlich weniger Kohlenstoffdioxid (CO2) umzusetzen. Dabei sollen insbesondere Handlungen und Prozesse, die CO2 freisetzen, durch emissionsarme Alternativen ersetzt werden. Die Dekarbonisierung der Wirtschaft ist ein Kernziel der aktuellen deutschen Energiepolitik.
Der Begriff Defossilisierung beschreibt die Umstellung von Wirtschaft und Leben mit dem Ziel, fossile Energieträger durch erneuerbare zu ersetzen.
Es wird auch zukünftig Bereiche geben, die nur sehr schwer oder gar nicht elektrifiziert werden können, wie zum Beispiel der Flugverkehr. Hier könnten fossile Energieträger wie Kohle oder Gas durch synthetische Brennstoffe ersetzt werden, die aus erneuerbaren Energien hergestellt werden.
E
Unter Energiedatenerfassung – auch Energiemonitoring genannt – versteht man das systematische Sammeln und Erfassen aller energetischen Daten in einem Gebäude. Sie ist die Grundlage für die Steuerung der Gebäudetechnik. Daraus ableiten kann man auch Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz und zur Erfolgskontrolle bereits umgesetzter Maßnahmen.
Unter Energieeffizienz versteht man die optimale Nutzung der eingesetzten Energie beziehungsweise den Erhalt des energetischen Nutzens bei sinkendem Energieeinsatz.
Unter Energiemanagement versteht man laut VDI-Richtlinie 4602 die vorausschauende, organisierte und systematisierte Koordination von Beschaffung, Wandlung, Verteilung und Nutzung von Energie. Bei ihrer Bewertung werden ökologische wie ökonomische Zielsetzungen berücksichtigt.
Erneuerbare Energien, auch alternative oder regenerative Energien genannt, sind die Energieformen, die unbegrenzt zur Verfügung stehen: Biomasse, Erdwärme, Sonne, Wasser und Wind. Die Bundesregierung hat sich vorgenommen, den Anteil der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energiequellen in den kommenden Jahren drastisch zu erhöhen. Bis zum Jahr 2030 soll ein Anteil von 65 Prozent erneuerbarer Energien am Stromverbrauch erreicht werden.
Der „European Green Deal“ ist ein von der Europäischen Kommission erarbeiteter Aktionsplan. Das Ziel lautet: Europa soll bis 2050 der erste klimaneutrale Kontinent werden.
F
… ist der Fachbegriff für Durchlauferhitzer, also Geräten zur verbrauchsnahen Erzeugung von Warmwasser. Neueste Variante ist das erst 2014 entwickelte Ziegler-System, dass die Effizienz durch eine Trennung der unterschiedlichen Temperaturschichten deutlich steigert.
G
Das Gebäudeenergiegesetz (GEG) ist ein deutsches Gesetz zur Einsparung von Energie und zur Nutzung erneuerbarer Energien zur Wärme- und Kälteerzeugung in Gebäuden. Es wird aktuell fortgeschrieben und beinhaltet auch die komplette Förderkulisse, die letztlich für die technologischen Entscheidungen mitbestimmend sind.
Beim Gebäudelebenszyklus wird ein Gebäude über seine Lebensdauer ganzheitlich betrachtet: Der Gebäudelebenszyklus erstreckt sich von der Planung über die Realisierung und Nutzung bis hin zur Demontage des Gebäudes. In guten TGA-Konzepten wird auch die Wirtschaftlichkeit von Lösungen über die gesamte Nutzungsdauer berechnet (siehe TCO).
Die Gebäudeautomation ist ein wichtiger Teilbereich des technischen Facility Managements. Dabei wird ein Gebäude ganzheitlich betrachtet und im Optimalfall die gesamte Gebäudetechnik automatisch gewerkeübergreifend gesteuert, geregelt und überwacht. Ziel ist ein möglichst energieeffizienter Betrieb des Gebäudes bei gleichzeitig maximalem Nutzerkomfort. Das schont zum einen die Ressourcen und senkt zum anderen dauerhaft die Betriebskosten.
H
Bei der HOAI handelt es sich um preisrechtliche Vorschriften für die Honorierung von Architekten- und Ingenieurleistungen. In der achten Novellierung durch den deutschen Gesetzgeber wurden harte Preisrahmen abgeschafft. Honorare werden heute vor der Auftragsvergabe zwischen Planer und Bauherr ausgehandelt. Zudem zerlegt die HAOI den Planungsprozess in neun Leistungsphasen von LP1, der Grundlagenermittlung, bis hin zur LP 9, der Objektbetreuung und Dokumentation.
Als Wärmeträger oder Wärmetransportmittel bezeichnet man ein Medium, welches (in einem Kühl- bzw. Heizkreislauf) Wärme von einem Ort höherer Temperatur zu einem Ort niedrigerer Temperatur transportiert.
I
Die integrale Planung gilt heute als Schlüssel für die Realisierung von nachhaltigen, ressourcenschonenden und energiesparenden Gebäuden. Ihre ganzheitliche Betrachtungsweise erfordert, dass die Fachplaner für die Technische Gebäudeausrüstung möglichst von Tag 1 an in die Planung der Architektur eingebunden werden.
Die DIN EN ISO 50001 beschreibt die Anforderungen an ein Unternehmen, um ein Energiemanagementsystem einzuführen, zu betreiben und kontinuierlich zu verbessern. Erstmalig 2011 veröffentlicht, ist am 21. August 2018 eine revidierte Version erschienen. Seit 2020 dürfen Audits durch Zertifizierungsgesellschaften nur noch nach der DIN EN ISO 50001:2018 durchgeführt werden.
J
Joule ist im Internationalen Einheitensystem (SI) die Maßeinheit der Energie. Sie wird für alle Energieformen verwendet, also auch für die Arbeit und Wärmemenge. Benannt ist sie nach dem Physiker James Prescott Joule. Ein Joule ist gleich der Energie, die benötigt wird, um über die Strecke von einem Meter die Kraft von einem Newton aufzuwenden oder für die Dauer einer Sekunde die Leistung von einem Watt aufzubringen.
K
Klimaneutrale Energieversorgung bedeutet, dass die freigesetzten Treibhausgase der für den Gebäudebetrieb (Wärme- und Stromversorgung) verwendeten Energieträger in der Jahresbilanz null ergeben.
Aktuelle klimatische Herausforderung für die gesamte Menschheit: Durch die zunehmende Erderwärmung verlangsamen sich Wetterveränderungsprozesse. Das sorgt für mehr Extremwetterlagen wie zum Beispiel Dürren, Tornados oder Überschwemmungen. Die Politik und viele Menschen versuchen, den Klimawandel einzubremsen, in dem sie den Ausstoß von CO2 und anderen schädlichen Gasen reduzieren.
KNX – diese Abkürzung steht für Konnex – ist ein Feldbus zur Gebäudeautomation. Dieser offene Standard wird weltweit von mehr als 400 Firmen angewendet. Deren KNX-fähige Produkte decken unterschiedliche Gewerke und Anwendungen im Gebäude ab. Trotzdem können sie dank KNX in einem gemeinsamen Gebäudeautomationssystem integriert und in Abhängigkeit voneinander gesteuert werden. Über KNX lassen sich Beleuchtung und Verschattung sowie Heizung, Lüftung und Klimatechnik zusammenschalten und in Abhängigkeit voneinander steuern und regeln. Zudem lassen sich Schließ- und Alarmanlagen anbinden. Eine Fernüberwachung und -steuerung ist ebenfalls möglich. KNX gibt es seit 2002, wurde 2003 in die EU-Norm EN 50090 übernommen und Ende 2006 als internationale Norm ISO/IEC 14543-3 anerkannt.
L
Wärme, die zu einer Änderung des Aggregatzustands führt, ohne eine Temperaturänderung zu bewirken, wird „latente Wärme“ genannt. Die bislang optimale Variante der Nutzung in der Heiztechnik ist der Eisspeicher, welcher in Kombination mit Solarthermie und einer Wärmepumpe eingesetzt wird. Weil sich solche Eisspeicher unter der Erdoberfläche befinden, können sie Wärme über Monate effektiv speichern.
Mit Life Cycle Costing (kurz LCC), auch Lebenszykluskosten genannt, werden Kosten eines Produktes oder einer Dienstleistung, die über dessen gesamte Lebensdauer anfallen, beschrieben. In der TGA spricht man eher von TCO.
M
Die modernen Ingenieurwissenschaften kommen heutzutage aufgrund zunehmender Komplexität der Anlagentechnik nicht mehr ohne mathematische Methoden und Modelle aus. Dabei wird ein reales Problem durch eine Modellbildung zu einem mathematischen Problem transferiert, durch Analyse und Simulation findet sich eine mathematische Losung, die wiederum durch Interpretation und Überprüfung zur realen Lösung führt.
N
Nachhaltigkeit ist ein Handlungsprinzip im Umgang mit Ressourcen. Ziel ist eine dauerhafte Bedürfnisbefriedigung durch Erhalt einer natürlichen Regenerationsfähigkeit der beteiligten Systeme. Man unterscheidet zwischen ökologischer Nachhaltigkeit (kein Raubbau an der Natur), ökonomischer Nachhaltigkeit (dauerhaftes Wirtschaften mit gegebenen Mitteln) und sozialer Nachhaltigkeit (zivilisiertes Austragen von sozialen Spannungen). Alle drei Dimensionen sollen ineinandergreifen.
O
Das temporäre Heizen mit sogenannten Kleinfeuerungsanlagen ist im Neubau-Einfamilienhaus ein probates Mittel, die Kältespitzen des Winters abzufangen. Durch eine ausgefeilte Filtertechnologie sowie einen optimierten Betrieb kann die bislang hohe Schadstoffbelastung (vor allem durch CO2 und Feinstaub) nach neuesten Erkenntnissen sehr deutlich reduziert werden. Im gewerblichen oder öffentlichen Bereich ist eine Heizung mit Restholz, Scheitholz oder Hackschnitzeln vor allem dort interessant, wo sehr viel im Eigenbesitz anfällt. An anderen Stellen kann der Einsatz von Pellet-Hybrid-Heizungen interessant sein.
Nicht nutzbare Abwärme aus Produktionsprozessen in Strom umzuwandeln – dies ermöglicht auch in kleineren Leistungsbereichen der ORC-Prozess (Organic Rankine Cycle).
P
Phase Change Materials finden sich in Latentwärme- und Kältespeicher: PCM können Wärmeenergie speichern, indem durch Wärmezufuhr ein Phasenübergang angeregt wird, zumeist fest zu flüssig. Bei Wärmeentzug funktionieren PCM umgekehrt.
Bei Power-to-Heat- (deutsch: Strom zu Wärme) oder Power-to-Cold-Verfahren (deutsch: Strom zu Kälte) wird erneuerbarer Strom genutzt, um Gebäude zu heizen oder zu kühlen. Der Oberbegriff „Power-to-X“ steht für Technologien, bei denen erneuerbar erzeugter Strom in andere Stoffe oder Energieformen umgewandelt wird.
Primärenergie nennt man in der Energiewirtschaft die in noch nicht weiterverarbeiteten Energieträgern enthaltene Energie. Primärenergieträger sind unter anderem Braunkohle, Erdgas, Erdöl, Kernbrennstoffe, Steinkohle, Torf und erneuerbare Energieträger. Wenn Primärenergie aufbereitet oder in Kraftwerken in andere Energieformen gewandelt wird, nennt man sie Sekundärenergie.
Q
Eine effiziente TGA-Planung ist ohne den Einsatz eines leistungsfähigen Qualitätsmanagements heute nicht mehr darstellbar. Der komplette Planungsprozess von der Analyse über das Konzept bis zur Umsetzung muss in regelmäßigen Routinen laufend überwacht werden.
R
Das Raumklima beschreibt die Faktoren, die in Innenräumen Einfluss auf das Wohlbefinden von Menschen haben. Raumklima gilt als ein wesentlicher Bestandteil von Wohnqualität und Behaglichkeit. Aber auch – bezogen auf die Arbeitswelt und gewerbliche Gebäude – für die Leistungs- und Konzentrationsfähigkeit von Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern. Es wird vor allem durch die Temperatur der Luft und die Luftfeuchtigkeit bestimmt. Bei zunehmenden Extremwetterlagen wie anhaltenden Hitzeperioden kommt der Klimatisierung von Gebäuden eine Bedeutung zu, die man in gemäßigten Breiten bisher nicht kannte.
Die Bedeutung der Regenwassernutzung für die TGA-Planung von Neubau oder Umbau nimmt angesichts des Klimawandels immer weiter zu. Während Trinkwasser immer teurer wird und die Versorgung in Extremwetterlagen nicht länger allen Orts zu 100 Prozent gesichert ist, können Regenwasserspeicher dafür sorgen, dass man für die eigenen Anwendungen in Haus und Garten noch Wasser zur Verfügung hat, während viele andere schon auf dem Trockenen sitzen.
Gemeint ist hier die Resilienz von Gebäuden, der Grad der Widerstandsfähigkeit gegen extreme Umwelteinflüsse aller Art. Das können Tornados und Stürme, Hochwasser, hohe Schneelasten oder anhaltende Hitzeperioden sein. Je nach Standort und Gefährdung muss die Verbesserung der Resilienz Teil der Planung von Architektur wie TGA sein.
Retail Building Automation – auch als Filialautomation oder -management bekannt – ist ein Spezialbereich der Gebäudeautomation. Im Retail-Bereich wird nicht nur ein einzelnes Gebäude ganzheitlich betrachtet und die Gebäudetechnik gewerkeübergreifend gesteuert, geregelt und überwacht, sondern ein ganzes Netz von geografisch unabhängigen Liegenschaften. Retail Building Automation will einen möglichst energieeffizienten Betrieb des gesamten Filialnetzes sicherstellen, allen Kunden einen maximalen Komfort bieten, Gebäudetechniker vor Ort entlasten und Kosten senken.
Die Revitalisierung eines Gebäudes umfasst mehr als die reine Sanierung der Bausubstanz: Oft werden auch Strukturen verändert, veraltete Gebäudetechnik ersetzt und ein Gebäudeautomationssystem installiert. Mit der Revitalisierung wird der Lebenszyklus eines Gebäudes neu gestartet. Die Revitalisierung sorgt außerdem dafür, dass das Gebäude wieder moderne Ansprüche erfüllen und wirtschaftlich betrieben werden kann. Zudem wird der Immobilienwert erhalten, oft sogar deutlich gesteigert.
S
Der individuelle Sanierungsfahrplan (iSFP) wurde für die vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) geförderte Energieberatung für Wohngebäude entwickelt und stellt ein Werkzeug dar, das für Ein- und Zweifamilienhäuser sowie Mehrfamilienhäuser angewendet werden kann. Sanierungsfahrpläne sind derzeit aber auch im Gewerbebau oder im Bereich der öffentlichen Bauten sehr gefragt. Hierfür sollen auch ein TGA-Planer hinzugezogen werden.
Komplexe Energieerzeugungs- und Versorgungstechnik kommt heute nicht mehr ohne eine umfassende Modellierung und Simulation aus. Hierfür werden die Gebäudedaten ebenso kleinteilig erfasst wie die Nutzungsgewohnheiten der Bewohner. Solche Simulationen mit unterschiedlichen Szenarien ermöglichen es, Prozesse, die über lange Zeiträume ablaufen, in deutlich kürzerer Zeit zu betrachten. Weil man in der Planungsphase in der Regel nicht auf Mess- und Versuchsreihen zurückgreifen kann, erlaubt erst die Simulation die Ermittlung des minimalen und maximalen Wärmebedarfs. Damit wird auch möglich, die Technik auf eine optimale Größe auszulegen, was gerade bei der Nutzung Erneuerbarer Energien von hoher Bedeutung ist.
In Abgrenzung zum Begriff „Smart Home“, bei welchem die Vernetzung der Technik bzw. technischer Elemente innerhalb einer Wohneinheit stattfindet, wird unter dem Begriff „Smart Building“ eine intelligente Vernetzung, Automatisierung und Kontrolle/ Überwachung der technischen Gebäudeausrüstung eines gesamten Gebäudes verstanden. Als „smart“ wird auch das Gebäude bezeichnet, welches über Gebäudeautomation verfügt.
T
Der Fachbereich Technische Gebäudeausrüstung, kurz TGA, sorgt für die Berücksichtigung aller technischen Aspekte während der Planungsphase und der Umsetzung eines Bauprojekts. Die TGA stattet ein Gebäude unter anderem mit Elektro-, Versorgungs- und Nachrichtentechnik aus und gewährleistet eine sichere und nachhaltige Nutzbarkeit.
Die Planer von Technischer Gebäudeausrüstung (TGA) sind häufig spezialisiert. So gibt es die beiden großen Fachrichtungen Elektro auf der einen und Ver- und Entsorgung (Heizung, Klima, Lüftung, Wasser, Abwasser) auf der anderen Seite. Hinzu kommen Fachplaner für Brandschutztechnik, für IT-Technik, für die Logistiktechnik und vieles andere mehr.
Der Begriff thermisch aktivierte Bauteilsysteme (TABS) bezeichnet Systeme, welche die Gebäudemassen zur Temperaturregulierung nutzen. Dazu zählen Flächenheizungen in Böden, Decken und Wänden, auch die sogenannte Betonkernaktivierung.
Ein thermochemischer Energiespeicher speichert Wärme mithilfe einer reversiblen chemischen Reaktion, siehe auch Latentwärme.
Immer mehr Bauherren interessieren sich für die TCO. Das Kürzel steht für Total Cost of Ownership. Damit werden nicht nur die Investitionskosten, sondern vor allem auch die Betriebskosten einer Technologie über die Zeit abgebildet. TCO-Vergleiche dienen dazu, mögliche technologische Alternativen miteinander zu vergleichen.
U
Als Umweltenergie wird die in unserer Umwelt vorliegende Wärmeenergie bezeichnet, die zum Beispiel im Erdreich oder in der Umgebungsluft gespeichert ist. Umweltenergie entsteht durch Sonneneinstrahlung. Sie ist zumeist nicht direkt nutzbar, dient aber als Wärmequelle für Wärmepumpen.
V
Unter Versorgungstechnik werden alle technischen Anlagen verstanden, die Gebäude aller Art versorgen, zum Beispiel mit Strom, Gas und Wasser, mit Gasen und Druckluft, mit Kommunikation und Daten. Und auch die Entsorgung von Abwasser und Abfall gehören qua Definition dazu. Gebräuchlicher sind die Begriffe Technische Gebäudeausrüstung (TGA) bzw. Gebäudetechnik oder Gebäudetechnische Anlage (GTA), weitere sind Technischer Ausbau, Technische Ausrüstung (HOAI) sowie Haustechnik. Die Begriffe werden teilweise auch synonym verwendet.
Ein virtuelles Kraftwerk ist ein Zusammenschluss von mehreren dezentralen Energieerzeugern (Strom oder Wärme/Kälte).
W
Als besonders energieeffizient gelten Wärmepumpen, denn sie sind in der Lage aus einem Teil Strom drei Teile Wärme zu gewinnen. Der Wirkungsgrad einer Wärmepumpe wird über die Jahresarbeitszahl (JAZ oder SCOP) abgebildet. 3,0 würde das oben genannte Verhältnis beschreiben. Neueste Systeme liegen schon über diesem Wert und die Effizienz dieser Technologie wird durch eine zunehmend beschleunigte Weiterentwicklung auch noch weiter steigen.
Z
Das Zählermanagement ist eine wichtige Dienstleistung im Rahmen des Betriebs von Gebäuden. Es umfasst das Kümmern um die gesamte Hardware vom Einkauf über die Registerführung und Parametrierung bis zur Inbetriebnahme respektive den turnusgemäßen Austausch vor Ort. Je nach Definition kann auch das Ablesen, die sogenannte Messdienstleistung zur Vorbereitung der Abrechnung dazu gehören.