Überblick Forschungsprojekt KICk-StARtER-G

Im Rahmen des BMBF-geförderten Forschungsprojekts wird ein KI-basierter Controller zur komfort-basierten Steuerung thermischer Anlagen und Regelkreise zur Steigerung der Energie- und Ressourceneffizienz von Gebäuden (KICk-StARtER-G) entwickelt.

Die Innovation des Projekts liegt in der mehrdimensionalen Gesamtoptimierung durch die Kombination von Hard- und Softwarekomponenten mit neuen intelligenten und prädiktiven Verfahren zur Gebäudesteuerung unter Einsatz von Machine Learning (ML). Hierzu werden aus Telemetriedaten des Energy Efficiency Center (EEC, Sitz des CAE), zusätzlichen Sensordaten, einem Digital-Twin-Modell des Gebäudes sowie Wetterdaten und -prognosen Sollwerte zur Regelung der Heizung und Kühlung sowie des Sonnenschutzes und der künstlichen Beleuchtung bestimmt und in das bestehende Gebäudeautomationssystem des EEC rückgekoppelt. Durch Korrelation mit Feedback der Gebäudenutzer können die Steuer- und Vorhersage-Algorithmen fortlaufend verbessert werden, um eine hohe Energieeffizienz des Gebäudes bei gleichzeitig hohem Komfort sicherzustellen.

Durch die sofortige Bereitstellung von Energieeinsparpotenzialen im Gebäudebetrieb trägt die im Vorhaben angestrebte und auf andere Gebäude übertragbare Software-as-a-Service- & Hardware-Lösung zum Erfolg einer nachhaltigen Energiewende bei.

 

 

Untenstehend finden sich Grafiken zur thermischen Regulation und der Steuerung des externen Sonnenschutzes sowie der künstlichen Beleuchtung für ausgewählte Räume im Obergeschoss des EEC. Eine Legende zu den Visualisierungen ist ausklappbar. Die Grafiken werden im Regelbetrieb alle 5 Minuten aktualisiert und verdeutlichen nahezu in Echtzeit den Betriebszustand des EEC und die zur Optimierung der Energieeffizienz und des Nutzerkomforts getätigten Eingriffe in die Gebäudeautomation.

Fördergeber: BMFTR, Förderkennzeichen 01IS23003A

Gebäudeautomation: Thermische Regulation

Gebäudeautomation: Licht & Sonnenschutz

Raumklima-Sensorik

Durch zusätzliche Sensorik direkt am Arbeitsplatz („User Node“) sowie zentral im Raum („Room Node“) werden die Daten der Gebäudeautomation ergänzt. Die untenstehende Grafik zeigt die Position der Sensor Nodes im Obergeschoss des Energy Efficiency Center, die aktuellen Messwerte sowie den zeitlichen Verlauf der letzten 24 Stunden. Die Darstellung wird im Regelbetrieb alle 5 Minuten aktualisiert.

 

Komfortempfinden

Basierend auf den Messwerten der Raumklima-Sensorik kann eine Korrelation zwischen physikalischen Messgrößen und den Ergebnissen der laufenden Nutzerumfrage hergestellt werden. Die untenstehende Grafik zeigt Werte aus einem maximal 90 Tage in die Vergangenheit reichenden Zeitbereich. Die Anzahl der in einem gegebenen Wertebereich liegenden Abstimmungsergebnisse ist durch farblich hinterlegte Zahlen gegeben, wobei die Farbe vom empfundenen Komfort und die Farbsättigung von der Anzahl der Umfrageergebnisse abhängt. Der Wert des jeweils letzten Umfrageergebnisses ist durch eine rote Umrandung markiert, seine Zeitspanne relativ zum Zeitstempel der Grafik in roter Schrift in der jeweils unteren rechten Ecke angegeben. Die Darstellung wird im Regelbetrieb alle 5 Minuten aktualisiert.

 

 

Durch Aggregation der Daten einzelner Nutzer ergibt sich ein gesamthaftes Bild des Komforts in den betrachteten Räumen. Die Steuerung der Gebäudeautomation erfolgt raumweise, sodass zwischen dem individuellen Komfortempfinden der Nutzer innerhalb eines Raumes abgewogen werden muss.