RWTH Aachen | Urban Energy Lab 4.0

 Das Urban Energy Lab 4.0 der RWTH Aachen ist ein aus Mitteln des Landes NRW und des EFRE gefördertes Forschungsinfrastrukturprojekt zum Aufbau einer einmaligen und hoch vernetzten Infrastruktur für die Konzeption und Analyse neuer urbaner Energieversorgungskonzepte.


Raumklimalabor

Willst Du die Energieversorgung verändern, schau auf den Nutzer.

Wo Gebäudetechnik behagliche Innenräume schafft soll dies nutzerzentriert und optimiert passieren. Die technische Zielsetzung liegt damit in der Entwicklung von gebäudetechnischen Systemen mit hoher Anwenderfreundlichkeit und Nutzerakzeptanz. Dafür ist der Kenntnisgewinn zum Nutzerverhalten und dessen Komfortempfinden notwendig. Aufbauend auf den Bedürfnissen und Erwartungen der Nutzer können technische Systeme modifiziert und erweitert oder neue Lösungen entwickelt werden. Von Interesse sind u. a. „Plug and Play“-Lösungen, die die Bedürfnisse der Nutzer mit minimalen Betreuungs- und Einstellungsaufwand erfüllen und robust genug sind, um über die gesamte Betriebsphase einen energieeffizienten Betrieb zu garantieren.

Für nachhaltige urbane Energiekonzepte gilt es die Bedürnisse des Nutzers und sein thermisches Komfortempfinden besser zu verstehen.


Konzept

Die Interaktion zwischen Nutzer und der Gebäudetechnik wird in verfügbaren Simulationsumgebungen nur unzulänglich beschrieben. In der Planungspraxis wird Nutzerverhalten in der Regel über einfache Zeitreihen für Wärmeeintrag durch Menschen und Geräte, Frischluftzufuhr und Beleuchtung sowie über (außenklimaabhängige) Sollwerte für zum Beispiel die Öffnung von Fenstern oder die Klimatisierungs- und Lüftungsfunktion der technischen Gebäueausrüstung (TGA) abgebildet. Notwendig sind dagegen erkenntnisbasierte verlässliche Algorithmen für die Systemkonzeptionierung sowie die Steuerung und Regelung anlagentechnischer Komponenten, für die das Nutzerverhalten und der Nutzerkomfort eine zentrale Rolle spielen. Auch für Bestandsimmobilien spielen auf Nutzerkomfort und Nutzerverhalten basierende Konzepte eine entscheidende Rolle: sowohl bei der Auswahl und Dimensionierung von Sanierungsmaßnahmen und Komponenten (z.B. passive Kühlung mit Interaktionsmöglichkeiten versus Vollklimatisierung), als auch für Betriebsoptimierungen, wie aktuelle Projekte belegen (z.B. Reduzierung des Energieverbrauchs durch „Gamifizierung“). Zudem entstehen mit der sich ändernden Energielandschaft neue Marktakteure und -rollen. Das Angebot von Energiedienstleistungen gewinnt an Relevanz und bessere Kenntnisse über das Nutzerverhalten können in gezielter eingesetzten Produkten und Systemen münden und führen letztendlich zur gezielten Optimierung des Energieeinsatzes beim Kunden. 
Unter der Prämisse, dass eine bessere Kenntnis der Nutzerinteraktionen eine wesentliche Grundlage für

  • die Entwicklung zukünftiger urbaner Energiekonzepte mit nachhaltigen Gebäudeenergie- und Raumklimakonzepten

  • den energieoptimierten Betrieb von Gebäuden

  • für eine erhöhte Mitarbeiterleistungsfähigkeit in der Arbeitsumgebung

ist, ist eine systematische experimentelle Untersuchung der Schnittstelle zum Nutzer im Rahmen des Raumklimalabors erforderlich. Als Bestandteil des Urban Energy Lab 4.0 wird die geplante Infrastruktur hinsichtlich der Kombination und Kontrollierbarkeit von raumklimatischen, akustischen und lichttechnischen Umgebungsbedingungen und ihrer Interaktion mit dem Versorgungssystem sowie mit seiner Variabilität ein Alleinstellungsmerkmal gegenüber vorhandenen Laboren erzielen.
Nur über Berücksichtigung des Nutzers als zentrales Glied innerhalb des Energiesystems kann das Urban Energy Lab 4.0 Ansätze und Konzepte für nachhaltige und am Markt akzeptierte Lösungen für die urbane Energieversorgung der Zukunft liefern. Es wird erstmals erlauben, das komplexe Zusammenspiel physiologischer, psychologischer und verhaltensbedingter Adaptationsvorgänge an das Raumklima ganzheitlich mit Anbindung an gebäudetechnische Systeme zu untersuchen.