EnOB Geb?ude und KI

Optimierung von Geb?udeautomatisierungen mittels Künstlicher Intelligenz

Trotz des zunehmenden Einsatzes moderner Geb?udeautomationssysteme bleibt das energetische Optimierungspotenzial in vielen Nichtwohngeb?uden weitgehend ungenutzt. Zahlreiche Regelungskonzepte werden unter hohem Zeitdruck bei der Erstinbetriebnahme entwickelt und im Anschluss selten überprüft oder angepasst. In der Praxis zeigt sich jedoch, dass durch gezielte Analyse und Optimierung des Regelungssystems teilweise Einsparungen von über 50% beim Energieverbrauch, ohne Komforteinbu?en beim Nutzer, m?glich sind. Diese Optimierung erfordert bislang jedoch spezialisiertes Fachwissen in der Regelungstechnik und ist mit erheblichem personellem und zeitlichem Aufwand verbunden.

Ziel dieses Projekts ist daher die Entwicklung einer intuitiv bedienbaren Softwarel?sung, die eine weitgehend automatisierte Analyse, Modellierung und Optimierung der Regelungsstrukturen von Geb?udeenergiesystemen erm?glicht. Die Grundlage bilden verfügbare Messdaten aus der Geb?udeautomation sowie, sofern vorhanden, verfahrenstechnische Anlagenschemata (R&I-Pl?ne). Die Systemidentifikation erfolgt dabei entweder analytisch oder, falls nur unvollst?ndige Informationen zur Anlagentopologie vorliegen, durch ein hybrides Modellierungsverfahren, das physikalisch fundierte Grundstrukturen mit datengetriebenen Methoden wie Neuronalen Netzen kombiniert.

Für die Entwicklung einer optimalen Regelung der Fokus auf drei methodischen Ans?tzen: eine numerische Brute-Force-Optimierung zur Anpassung bestehender Regler, eine strukturbegrenztes normoptimales Regelungsverfahren aus einem vorangegangenen Forschungsprojekt und der Einsatz von Reinforcement Learning. Letzteres erlaubt eine selbstlernende Optimierung und k?nnte langfristig eine autonome Anpassung an ge?nderte Geb?udenutzungen oder Betriebsbedingungen erm?glichen.

Das Besondere an diesem Projekt ist die konsequente Ausrichtung auf eine praxisnahe, einfach anwendbare L?sung. Die entwickelte Software soll es auch Anwendern ohne tiefgehende regelungstechnische Kenntnisse erm?glichen, bestehende Regelungskonzepte zu analysieren, Schwachstellen zu identifizieren und konkret Optimierungsvorschl?ge zu erhalten. Ein direkter Eingriff in die vorhandenen Steuerungssysteme ist nicht vorgesehen, sodass die Umsetzung der vorgeschlagenen Ma?nahmen dem Bediener überlassen wird.