Häufig gestellte Fragen zum SystemFinder

Nein, der SystemFinder kann keine TGA-Planung ersetzen. Das ist auch nicht sein Anspruch. Der SystemFinder soll in der sehr frühen Planungsphase des Gebäudes, der Grundlagenermittlung, unterstützen. In diesen Phasen (HOAI LP1-LP3) liegen meist keine ausreichenden Fakten vor, um einen ausführlichen Systemvergleich durchzuführen. Durch eine  Zusammenführung von Parametern aus Normen, Richtlinien und plausiblen Annahmen mit verschiedenen Simulationsmodellen für Akustik, Kosten und Energieaufwand werden mittels Künstlicher Intelligenz belastbare Systemvergleiche berechnet, die es ermöglichen, das bestmögliche System für definierte Zielsetzungen (z. B. System mit den geringsten laufenden Kosten, Anschaffungskosten oder auch CO₂-Ausstoß) auszusuchen.

Alle verwendeten Parameter wurden aufwändig in öffentlichen Richtlinien recherchiert, basieren auf plausiblen Annahmen und Vereinfachungen, Umfragen bei verschiedenen Planungsbüros und gesetzlichen Vorgaben. Alle Systeme wurden auf derselben Datenbasis simuliert und verglichen.
So vielfältig die Annahmen auch seien, so handelt es sich in erster Linie um ein Modell, das durch zusätzliche Daten weiter an Präzision gewinnt.

• Wieviele Tonnen CO₂ lassen sich auf 25 Jahre einsparen, wenn ich das CO₂-neutralste Lüftungssystem für meinen Neubau nutze?
• Welches Lüftungssystem ist auf die gesamte Laufzeit gerechnet das CO₂-neutralste System?
• Welche Lüftungs- und Klimasysteme muss mein Gebäude nutzen, um zukunftssicher die Vorgaben der EnEV zu erfüllen?
• Diese und weitere Fragen beantwortet Ihnen der SystemFinder. Er vergleicht verschiedenste Lüftungs- und Klimasysteme nach Nutzerprämissen (z. B. CO₂-Emissionen, Energiekosten, Energieverbrauch, u.v.a.m.).

Die LTG Aktiengesellschaft, Pionier in der Luft- und Klimatechnik, seit über 95 Jahren am Standort Stuttgart inkl. Produktion und seit 2017 Gewinner des Innovationspreises des Landes Baden-Württemberg für ihr einzigartiges dezentrales Lüftungsgerät FVPpulse. Die LTG Aktiengesellschaft  fühlt sich aus Leidenschaft dem Thema Luft- und Klimatechnik verbunden und ist gemäß ihrem Motto immer einen Schritt voraus.

Gerne erstellen wir eine Simulation auf Basis Ihrer Planungsdaten.
Für weitere Informationen senden Sie bitte ein Email an: systemfinder@LTG.de

Mit der Beantwortung von nur sechs Fragen, unter Berücksichtigung von 2000 Parametern und jeder Menge Künstlicher Intelligenz (KI), wird ein Systemvergleich erzeugt, der Ihnen direkt die Vor- und Nachteile eines jeden Lüftungssystems anzeigt. Dabei ist es möglich, auf Ihre baulichen Vorgaben wie Kühl- bzw. Heizleistung, Stromverbrauch, gewünschte Luftqualität individuell einzugehen und mittels ihrer Prämissen das ideale System zu identifizieren. Dies wird durch die Nutzung von KI, genauer durch die Nutzung der sog. Schwarmoptimierung erreicht.

Die Möglichkeit, dass der Optimierungsalgorithmus einzelne Produkte innerhalb eines Systems eliminieren kann (siehe oben) hat als Nebeneffekt, dass dasselbe Optimum auf zwei verschiedenen Wegen erreicht werden kann. Ein Beispiel:

System 1 : Ventilatorkonvektor + Induktionsgerät+ Überströmdurchlass
System 2 : Induktionsgerät+ Überströmdurchlass

Wenn der Optimierungsalgorithmus für System 1 ermittelt, dass es hinsichtlich der Gesamtkosten am günstigsten wäre, auf den Ventilatorkonvektor zu verzichten und dafür das Induktionsgerät zu vergrößern, dann wären die Optima von System 1 und System 2 identisch. Das kann in seltenen Fällen zu zwei Systemen mit identischem Optimum führen.

Der KI-Optimierungsalgorithmus hat keinerlei Vorgaben hinsichtlich der Lösung, sofern die technischen Randbedingungen eingehalten werden. Besteht die Möglichkeit, die Vorgaben einzuhalten und die Gesamtkosten zu minimieren, ist es auch möglich, einzelne Produkte zu eliminieren.

Wenn ein Raum klimatisiert werden soll, müssen vier grundlegende Aufgaben von der Gebäudetechnik erfüllt werden:

I.     Zufuhr frischer Luft für die Personen
II.    Abfuhr der verbrauchten Luft
III.  Heizung
IV.  Kühlung

Die technische Lösung, die diese Aufgaben erfüllt, ist eine Systemlösung. Die Lösung ist meist eine Kombination verschiedener Produkte und erfordert kostenrelevante Randbedingungen, wie das Vorhandensein einer zentralen Lüftungsanlage, einen aufgeständerten Doppelboden, einen Deckenkoffer, u.v.a.m.

Folgende Kosten werden bei dem Vergleich der Systemlösungen betrachtet und in den Diagrammen aufgeführt:

• Investitionskosten für Produkte im Raum (Schwarz)
  Kosten aller Produkte, die im Raum installiert werden, mit Preisen gemäß der individuell erforderlichen Baugrößen, die der Auslegung zugrunde liegen, z. B. Ventilatorkonvektoren, Induktionsgeräte, Luftdurchlässe; aber auch Flächenkühlsysteme und Konvektoren.
• Investitionskosten für das System im Raum (Dunkelgrau)
  Systemkosten, die für die Implementierung der Produkte erforderlich sind: z. B. Kosten für die Erhöhung des Doppelbodens, eine abgehängte Decke, Brüstungsverkleidungen oder einen Deckenkoffer. Zusätzlich die Kosten für den Verlust an Nutzungsfläche durch Brüstungsgeräte nach dem Baukostenindex BKI 2018 (Gebäude mit mittlerem Standard), Kosten für vertikale Schächte im Gebäude oder auch den Verlust an Raumhöhe.
• Investitionskosten für die Gebäudeleit-/Lüftungszentrale (Hellgrau)
  Kosten für die Lüftungszentrale, die Kälteversorgung, die Wärmeversorgung, Kanalnetze für Zu- und Abluft, ein Kondensatnetz und die Wasserleitungen im Gebäude zum Anschluss von Heiz- und Kühlsystemen, soweit erforderlich.
• Energiekosten für Strom (Gelb)
  Kumulative Stromkosten für die Lüftung des Raumes und der angeschlossenen Medien, z. B. die Stromkosten der einzelnen Produkte sowie anteilige Stromkosten der Lüftungszentrale.
• Energiekosten für Kälte (Blau)
  Kumulative Energiekosten für die Kühlung des Raumes, d. h. entstehende Aufwände für die Kühlung im Jahresverlauf, zzgl. des Lüftungskältebedarfs je nach System.
• Energiekosten für Wärme (Rot)
  Kumulative Energiekosten für die Heizung des Raumes, d. h. entstehende Aufwände für die Heizung im Jahresverlauf, zzgl. des Lüftungswärmebedarfs je nach System.
• Kosten für Wartung (Dunkelgrün)
  Summe aller Wartungskosten von Lüftungszentrale, Kanalnetz und aller verbauten Produkte.
• Kosten für Instandhaltung (Hellgrün)
  Summe aller Instandhaltungskosten von Lüftungszentrale, Kanalnetz sowie aller verbauten  Produkte.

Die natürliche Lüftung (Fensterlüftung) stellt unter all den Systemen eine Ausnahme dar. Die Fensterlüftung kann keine konstanten Bedingungen/Temperaturen garantieren, sondern kann z. B. durch Windsituation im Winter stark schwanken. Ebenso wenig sind die Schalldruckpegel im Raum konstant. Der Außenschall dominiert bei geöffnetem Fenster die Akustik im Raum. Trotzdem wurde die Fensterlüftung als System implementiert, um eine Einordnung der Technik hinsichtlich Kosten und Energieaufwand vorzunehmen. Sie dient sozusagen als Vergleichs- bzw. Referenzmodell.

Das Modell Fensterlüftung wird wie folgend berechnet:
Es wird eine Fensteröffnung definiert, die bei 2 K Temperaturdifferenz zwischen Außen- und Innentemperatur den gewünschten Luftaustausch gewährleistet. D. h. bei einer Außentemperatur im Winter von 19 °C (21 °C – 2 K) und   einer Außentemperatur  im Sommer von 28 °C (26 °C + 2 K) wird exakt die gewünschte Luftmenge ausgetauscht. Dazwischen ist die Luftmenge geringer, außerhalb des Temperaturbereichs erhöht sie sich. Das Fenster ist nur während der Nutzungszeit geöffnet. Windeinflüsse, die sich negativ auf den Wärmeverlust auswirken, sind nicht berücksichtigt. Die Fensterlüftung wird hier sehr positiv bewertet. Die Begründung, im Winter das Fenster geschlossen zu halten, um dem Wärmeverlust entgegenzuwirken, wäre für den Systemvergleich nicht zielführend, da ein Vergleich ohne Anforderung an die Innenluftqualität überflüssig ist.

In der Nähe welcher Stadt steht das Gebäude?

Stuttgart, München, Frankfurt, …

Wesentlicher Bestandteil der Kosten eines Klimatisierungssystems sind die Energiekosten über einen Nutzungszeitraum von 20 Jahren. Diese hängen wiederum stark von den klimatischen Randbedingungen ab.
Das Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung  [BBSR] stellt typische Wetterdaten für einzelne Regionen und Städte zur Verfügung, die Testreferenzjahre (siehe https://www.bbsr.bund.de/). Diese Daten sind Ausgangspunkt für die Ermittlung der Energiekosten, z. B. den Lüftungswärmebedarf, den natürlichen Luftwechsel bei Fensterlüftung, etc. Die Nutzungszeit des Gebäudes ist hierbei eine Fünftagewoche, jeweils von 6:00 bis 20:00.

Was für ein Raum soll betrachtet werden?

Kleines Einzelbüro (2-Achsraum), Großes Einzelbüro (3-Achsraum), …

Mit der Auswahl der Raumgröße werden bei einem typischen Achsmaß von 1,35 m und einer Raumtiefe von 6 m durch Normen verschiedene Parameter festgelegt: Mit einer empfohlenen Fläche von mindestens 8 m² pro Person ergibt sich die maximale Anzahl von Nutzern im Raum. Die Arbeitsstättenverordnung gibt für Großraumbüros eine lichte Raumhöhe von 3 m vor, dadurch liegt das Raumvolumen fest.

Wie groß ist die erforderliche Kühlleistung?

40 W/m², 50 W/m², 70 W/m², …

Die erforderliche Kühlleistung in einem Büroraum hängt von vielen Parametern ab, z. B. der Summe der inneren Lasten, der Qualität der Fassade und den gewünschten Raumtemperaturen im Sommer. Dennoch lässt sich die erforderliche Kühlleistung einordnen. Ein normaler Durchschnittswert ist erfahrungsgemäß 70 W/m². Die erforderliche Kühlleistung zum Ausgleich des Lüftungswärmeverlustes kommt hinzu; je nach Luftmenge, klimatischer Bedingung und Wärmerückgewinnung des ausgewählten Systems.

Wie groß ist die erforderliche Heizleistung?

10 W/m² , 25 W/m² , 40 W/m² , ..

Die erforderliche Heizleistung in einem Büroraum hängt von vielen Parametern ab, z. B. der Summe der inneren Lasten, insbesondere aber der thermischen Qualität der Gebäudehülle und der Dichtigkeit des Gebäudes. Ein Gebäude nach Passivhausstandard benötigt 10 W/m² an Heizleistung, ein normaler Durchschnittswert ist erfahrungsgemäß bei 25 W/m². Die erforderliche Heizleistung zum Ausgleich des Lüftungswärmeverlustes kommt hinzu, je nach Luftmenge, klimatischer Bedingung und Wärmerückgewinnung des ausgewählten Systems.

Wie gut ist die akustische Qualität des Raumes?

Niedrige Anforderung L_pA = 45 dBA, Normale Anforderung L_pA = 40 dBA, …

Mit der vorgegebenen Raumgröße und einer typischen lichten Raumhöhe von 3 m lässt sich die akustische Qualität des Raumes berechnen.
Da die mittlere Nachhallzeit in Büros nach VDI 2081 0,5 s sein sollte, kann die Raumabsorption berechnet werden, d. h. das Maß, in dem sich der Schallleistungspegel L_wA der installierten Gebäudetechnik mindert.
Die DIN EN 16798-1 (Annex B5), die DIN EN ISO 11690 und AWE 124 (Arbeitswissenschaftliche Erkenntnisse Nr. 124) legt einen Bereich fest, in dem der Schalldruckpegel L_pA in einem Büroraum verbleiben soll: 35…45 dBA

Wie ist die Luftqualität im Raum?

Niedrige Luftqualität 4 l/Person, mittlere Luftqualität 7 l/Person, …

Der Auswahl der gewünschten Luftqualität entspricht den Frischluftmengen pro Person und pro Quadratmeter gemäß der Norm DIN EN 16798-1 für schadstoffarme Gebäude. D. h. pro Quadratmeter wird eine Luftmenge berechnet, um Schadstoffe aus dem Gebäude abzuführen sowie ein Anteil pro Person, um eine gute Luftqualität zu gewährleisten. Hier werden drei Kategorien vorgeschlagen:
KAT I             1,0 l/m² und 10 l/s Person
KAT II           0,7 l/m² und 7 l/s Person
KAT III          0,4 l/m² und 4 l/s Person
Jeweils beide Anteile werden im SystemFinder berücksichtigt.

Produkte:        Technische Daten und Kosten (Strahlungskühldecke, Betonkernaktivierung) aus Veröffentlichungen der TU Darmstadt, BMVBS Publikationen, …

Wetterdaten: Testreferenzjahre Deutscher Wetterdienst. Die ortsgenauen Testreferenzjahre (TRY) sind die aktuellen Daten, die das BBSR veröffentlicht.

Kosten:           Bundeskostenindex BKI 2018 (für Gebäude mit mittlerem Standard), AMEV, BMVBS, …

Normen:     DIN EN 16798-1 , DIN EN ISO 11690, VDI 3804, …
Auslegung: EnEV 2014, Ökodesign-Verordnung (EU) Nr. 1253/2014 (Lüftungsanlagen)

Der SystemFinder wird permanent weiterentwickelt, d. h. die über 2000 Randparameter werden nachjustiert, Kosten angepasst, neue mögliche Systeme werden implementiert. Die Anregungen hierzu kommen auch aus Ihrem Feedback. Für weitere Informationen senden Sie bitte ein Email an: systemfinder@LTG.de.

Die Änderungen werden zunächst bei individuellen Simulationen auf Kundenwunsch realisiert, bevor sie auf der Website sichtbar werden.

Gerne würden wir das Modell z. B. um Kosten für die MSR-Technik erweitern, sobald ein belastbares Kostenmodell hierzu existiert. Vielleicht wollen Sie uns dabei unterstützen? Oder haben Sie andere Anregungen? Bitte nehmen Sie unter systemfinder@LTG.de Kontakt zu uns auf, wir freuen uns auf den fachlichen Austausch!

Der Systemfinder wird kontinuierlich um weitere Systemlösungen erweitert, sobald uns weiter ausreichende und verlässliche Daten bis hin zu realen Kosten vorliegen.

Wir freuen uns, wenn Sie die Ergebnisse des SystemFinder diskutieren und überprüfen. Natürlich dürfen Sie die Ergebnisse in eigenen Präsentationen verwenden. Bitte prüfen Sie kritisch das Ergebnis der Simulation, wahrscheinlich hat noch nie jemand genau diesen Auslegungsfall durchdacht. Die für den SystemFinder notwendigen 1,7 Millionen Simulationen wurden natürlich automatisiert erstellt. Wir freuen uns über Ihr Feedback und Ihre kritischen Anmerkungen!

Wir freuen uns über eine Kontaktaufnahme unter systemfinder@LTG.de