Towards model based optimization of building control systems

Das bereits auf dem 16. ITI-Symposium vorgestellte Forschungsprojekt enerMAT (Entwurfsverfahren für ganzheitliche Energiemanagementsysteme in Gebäuden) verfolgt die Verringerung des Energiebedarfes, der CO2-Emission sowie der Betriebskosten bei Einhaltung von Komfortparametern durch den Entwurf effizienter, "ganzheitlicher" Gebäudeautomationssysteme (BACS). Grundlage ist ein umfassendes Modell, das sowohl die gebäudephysikalischen Zusammenhänge, die technische Ausrüstung, Wettereinflüsse, Raumbelegungen, Anforderungen durch die Nutzung abbildet, als auch das zu entwickelnde BACS und die zu beurteilenden Zielgrößen. Mittels leistungsfähiger Optimierungsverfahren werden zunächst noch offen gehaltene Parameter der zu entwickelnden Steuerung so eingestellt, dass die Zielstellungen erreicht werden und die Güte der Steuerung beurteilt werden kann. Das BACS aus dem Modell wird dann automatisch auf das im realen Gebäude arbeitende Laufzeitsystem übertragen. Für einen mit Heiz- und Kühltechnik ausgestatteten Konferenzraum wird die BACS-Entwicklung demonstriert.

The research project enerMAT was presented on the 16th ITI Symposium in 2013. The project's aim is the development of methods for the creation of efficient building control systems with reduced energy consumption, CO2 emission, and costs whereas comfort parameter restrictions are maintained. A complex model of building physics, HVAC, weather data, occupancy, user's restrictions, and finally the Building Automation Control System (BACS) to be developed allows the calculation of the energy consumption for varying parameters of the BACS. By applying powerful optimisation methods these BACS parameters are determined so that the cost function is minimized. The BACS model is then transferred to the runtime building control system automatically. The process of the BACS model development is demonstrated at a conference room application with heating and cooling devices.