2050 Energiekonzept für ein Areal mit gemischter Nutzung

Entwicklung eines innovativen Energiekonzepts für ein neues, standortunabhängiges und mittelgrosses Areal in der Schweiz mit verschiedenen Nutzungsarten. Die Klimaerwärmung betrifft alle. Es ist mit einer globalen Erwärmung von mindestens 2 Grad Celsius zu rechnen. Das dürfte zusätzlich auch eine Veränderung der Luftfeuchtigkeit und extremere Wetterbedingungen mit sich bringen. Dadurch ergeben sich neue Herausforderungen für die gebaute Umwelt. Der Bedarf für Sommerkühlung nimmt zu. Gleichzeitig impliziert der vermehrte Einsatz nachhaltiger Energiequellen saisonale Energiespeicherung. Wie muss ein Energiekonzept für ein Areal mit Blick auf 2050 aussehen, um diesen Aspekten gerecht zu werden und Nutzerbedürfnisse längerfristig abzudecken?    News. Für das Projekt wurden drei Grobkonzepte entwickelt, welche in einer Expertenrunde diskutiert und angereichert wurden. Als nächsten Schritt wird zuerst ein Synthese-Workshop für das Gesamtprojekt durchgeführt. Auf dieser Basis werden die Anforderung an den Innovationsgrad für das Energiekonzept abgeleitet. Als progressivstes Konzept ist es denkbar, ein Energiekonzept mit modellierten Klimadaten für 2050 auszulegen und zu entwickeln. Das Areal würde damit 2050 climate ready. Ziel. Das Projektteam strebt ein Energiekonzept an, welches anhand eines konkreten Beispiels in der Zentralschweiz umgesetzt werden kann. Es gilt, die Rahmendbedingungen nach Minergie-A-ECO einzuhalten und mit innovativen Elementen – je nach lokalen Gegebenheiten – zu ergänzen. Das Ideal eines Netto-Null-Konzepts soll miteinfliessen. Ausgangslage. Im Fokus steht ein nicht städtisches Areal mittlerer Grösse mit gemischter Nutzung. Als Ausgangslage dient die Energiestrategie 2050 in Übereinstimmung mit den SIA-Normen. Die Projektverantwortung liegt bei der Strüby Konzept AG, einer führenden Schweizer Gesamtleistungsanbieterin, welche nicht nur auf Minergie-A setzt, um die Klimaziele zu erreichen, sondern auch ECO-Bau zur Sicherstellung der Gesundheit und des Wohlbefindens der Kundschaft fördert.  

Energy Alternatives for an Asphalt Production Site

Reducing the CO2 emissions and optimizing the energy consumption in asphalt production. Alternative Energies will help to reduce the CO2 footprint of an asphalt production site. Asphalt production nowadays is mainly driven by the usage of fossil high-density fuels. Asphalt production companies are seeking for alternative solutions to make the production of asphalt much more sustainable. Moreover, the recycling of old asphalt harvested from used roads needs to be considered as well. News. A visit to Implenia site in Ecublens (VD) was performed to learn more about the asphalt manufacturing process and plant operation features. This recently overhauled plant is equipped with new technologies that aim at plant efficiency and therefore sustainability while improving productivity. This includes efforts to increase energy savings and reduce environmental impacts, improve plant versatility to better meet individual customer requirements and increase use of recycled asphalt in mixtures. The visit provided a good overview of the process requirements and pointed out current limitations and possible improvements areas for higher efficient and cleaner processes, some of them to be tackle in this project.   Targets. The following questions should be addressed by this project: How can we run an asphalt production site with the minimum amount of fossil high-density fuels? How can we increase the thermal efficiency of such a plant? How can we increase the amount of recycled asphalt in the whole production process? Initial situation. Implenia as one of the project partners is seeking for optimised design solutions as they plan to overhaul existing Swiss production sites. Contact. Sara EicherUniversity of Applied Sciences and Arts Western Switzerland, HEIG-VDsara.eicher@heig-vd.ch Pierre RazurelImplenia Suisse SApierre.razurel@implenia.com

Automation of Threshold Values

Deep learning algorithms to define best threshold values are key components in this project. Threshold values play an important role in the optimisation of running HVAC-systems and their surveillance concerning unexpected operating modes. MST as energy management provider and HSLU – T&A in cooperation with Empa will be working on deep learning algorithms to get automatised values based on historical data. Targets. The following points are addressed within the project: How can historic energy data be used to address both, energy optimisation and surveillance? How can knowledge of historic data be used to optimise threshold values in an automated way? How much CO2 can be saved using automated threshold values? Initial situation. MST provides an energy management system for more than 14.000 buildings. Due to its unique pool of historical data, automated threshold values shall be derived based on conventional statistical methods as well as using deep learning algorithms. Outlook and next steps. The project’s first steps have already been funded by an Innocheck. Lately, a subsequent application has been submitted to Innosuisse. Therefore, the project’s start is expected in autumn. Contact. Dr. Thomas Schluck Lucerne University of Applied Sciences and Arts, Institute of Building Technology and Energy IGE thomas.schluck@hslu.ch 

Renewable Energy on Neighbourhood Level

Integration of renewable energy on neighbourhood level is a key point in reaching the goals of the Swiss energy strategy 2050.​ If the commitment of the goals of ES 2050 shall be fulfilled, the integration of renewable energy—especially for space heating and domestic hot water production—comprise one central key point. SFOE has lately started its own initiative on the topic. An interdisciplinary approach of social, financial and technical researchers will provide insights into the processes required to achieve this goal. Targets. The following points are addressed within the project: Bottom-up initiative concerning substitution of fossil driven heat converters on building/district level and best use of thermal energy storages. Integration of new renewables such as PV and utilisation of economy of scale—providing best ROI of capital invested Build a demonstration case to exemplify the possible decarbonisation of buildings/neighbourhoods. Initial situation. The neighbourhood “Wesemlinquartier” in Lucerne serves as test case to roll out different approaches on electricity self-production, thermal conversion emitting CO2 and most fitting integration of thermal storages taking into account best revenues of capital. The public will be closely accompanied on a social research level to build a bottom-up initiative within the neighbourhood to strengthen the case. Outlook and next steps. Already, eight industry partners could be bound and the social impact will be a key success criteria. Are you interested in contributing your expertise? Then let us know. Contact. Prof. Alex WilllenerLucerne School of Social Work, Institute of Sociocultural Developmentalex.willener@hslu.ch

Efficiency Improvement Program for Domestic Appliances

Boosting Energy Transformation 2050 by accelerated removal & replacement of inefficient domestic refrigeration It’s (global) time to act! The energy transformation (Swiss: 2050) is under huge time pressure, in the housing sector the implementation speed is not fast enough! The housing sector has a big impact on the national energy & carbon base line. White goods are consuming ~9% of national energy, refrigeration devices consuming ~33% of white goods energy. Description. Energy consumption of domestic refrigeration could be reduced by almost 40% replacing all less efficient units with devices rated A+++. Swiss based household refrigeration units are consuming ~1.7 TWh, equivalent to~9% of national household energy and 3% of total >50% of refrigeration units are older than 10 years, consuming almost 60% of total energy 20% of the units are used for more than 15 years, consuming ~ 30% of total energy Up-to-date refrigeration units offering ~40% efficiency gains compared to older devices Traditional efficiency programs have limited impact due to low energy cost gains and not being credible in terms of ecological motivation Objectives. Efficiency Improvement Program driven by manufacturers, trade and supported by BFE Motivating owners/users to remove/replace inefficient appliances; 1st category: refrigeration Reducing energy consumption of domestic refrigeration by up to 55% replacing less efficient units with best-in-class devices rated A+++ Partner. FEA / Branchenverband Elektroapparate BFE / Bundesamt für Energie (Proklima) eae / Energieagentur Elektrogeräte Project lead. Dirk Hoffmann (FEA) Project team. Diego de Pedrini (eae) Jürg Berner (FEA) Sem Mattli (Switzerland Innovation Park Central)

Konnektivität im Gebäude (KiG)

Das Projekt „Konnektivität im Gebäude“ hat sich zum Ziel gesetzt, die Energieeffizienz zu steigern indem die einzelnen Gewerke, Disziplinen und Technologien mittels Digitalisierung besser zusammen wirken. Gebäude sind ein immens wichtiger Bereich, wenn es darum geht, die Klimaziele zu erreichen und Energie effizient einzusetzen. Die Digitalisierung bietet dafür ein wichtiges Werkzeug und kann das Wohlgefühl der Bewohner verbessern. Damit sie zu den Klima- und Energiezielen beitragen kann, muss das Zusammenwirken der einzelnen Gewerke, Disziplinen und Technologien verbessert werden. Das ist das Ziel des Projekts «Konnektivität im Gebäude». Die Resultate sollen die Digitalisierung im Gebäudebereich voranbringen und ihr Potential heben helfen. Hintergrund. Die Digitalisierung im Gebäude und Areal schreitet schnell voran. Sei es durch neue Technologien wie IoT, BigData, Künstliche Intelligenz, BIM usw. oder aufgrund der Anreize neuer Rahmenbedingungen, wie z.B. der Energiestrategie 2050 oder der Revision des CO2- Gesetzes, welche unter anderem eine Dekarbonisierung des Gebäudeparks zum Ziel haben. Damit aus den neuen Technologien ein Nutzen für die angestrebten Ziele gezogen werden kann, müssen sich zunehmend grundsätzliche Fragen zu Interoperabilität, Datenschutz und Cyber Security – welche immer mehr als Hemmnisse wirken- gestellt werden. Bestehende Barrieren bei der Systemintegration sollen erfasst und praxisnah angegangen werden. Die interdisziplinäre Zusammenarbeit der einzelnen Gewerke, Disziplinen und Technologien muss ins Zentrum gerückt werden, um die gewünschte Qualität, Sicherheit und Effektivität im Technologieeinsatz zu erreichen. Im Rahmen des Projekts „Konnektivität im Gebäude“ werden die bestehenden Vorgaben wie Standards, Normen oder Richtlinien auf vorhandene Lücken, Überschneidungen und Unklarheiten hin analysiert und der nötige Überblick in der komplizierten Normenlandschaft (Big Picture) gegeben. Dabei werden, soweit möglich, auch bestehende internationale Vorgaben und Regelungen berücksichtigt. Die Interessen aller relevanten Akteure und insbesondere der Gebäudebetreiber sind ebenso wichtig wie die Technologie und werden in einer Markt- und Bedarfsanalyse zum Thema Konnektivität im Gebäude identifiziert. Sie werden den bestehenden Regelungen und Einflussfaktoren gegenübergestellt und daraus die Konsequenzen in Bezug auf Lücken und notwendige Regelungen abgeleitet. Ein angestrebter Leitfaden auf Basis der Projektergebnisse sollte künftig bestehende Vorgaben zu einem verständlichen Ganzen verknüpfen und wo nötig ergänzen. Er soll als tragfähige Grundlage dienen, um ein disziplinenübergreifendes Verständnis für digitale Funktionen und Prozesse zwischen den Gewerken, Disziplinen und Technologien im Gebäude zu verbessern und die Vernetzung innerhalb der Anspruchsgruppen zu stärken. Ziele. – Erstellung einer Markt- und Bedarfsanalyse zum Thema Konnektivität im Gebäude in Zusammenarbeit mit der Gebäudebranche – Erfassen der bereits existierenden Erkenntnissen und Erstellung eines Überblicks zum Thema Konnektivität im Gebäude (Big Picture) – Aufzeigen des Handlungsbedarfs zum Erreichen des gewünschten Sollzustands – Erstellung eines ersten Entwurfes des Leitfadens – Förderung der interdisziplinären Zusammenarbeit und Vernetzung der einzelnen Anspruchsgruppen im Projekt (Gebäudeinvestoren, -eigentümer, -betreiber, Planer, Integratoren, Technologiehersteller) Output. Es soll eine Landkarte (Big Picture) als Übersicht aller relevanten Zusammenhänge (Standards, Labels, Vorgaben, Programme, Projekte, Initiativen, etc.) zum Thema Konnektivität im Gebäude und ein Leitfaden „Konnektivität im Gebäude“ mit entsprechenden Empfehlungen erarbeitet werden. Projektpartner. INEXTR GmbH bestec AG Empa Fachhochschule Nordwestschweiz SmartGridReady IoTReady Switzerland Innovation Park Central HSLU BELIMO Automation AG Software AG BuildingMinds GmbH Siemens Schweiz AG Schneider Electric Schweiz AG ENGIE Services AG Griesser AG Planzer Transport AG Roche Diagnostics GmbH Microsoft Schweiz GmbH bonainvest Holding AG / bonacasa AG Helbling Technik Bern AG BKW Swiss Life Asset Managers Kontakte. Daniel Stauffer Technologievermittler IG KiGdaniel.stauffer@inextr.com

Gjosa Shower Head

The Gjosa Shower Head is designed to minimize the high warm water, energy and resource consumption. Professional hair care in salons requires large amounts of warm water, energy and resources. Gjosa is developing a new type of shower head, which has a significantly reduced water consumption and allows the direct infusion of additives into the water flow. The project team consists of the company Gjosa and the Lucerne University of Applied Sciences and Arts. Targets. The following points should be achieved within the project: – Understanding and improving the fluid dynamics of spray formation.– Understanding and improvement of in-situ emulsion formation in this context or for new applications.– Construction and testing of new mockups. Initial situation. Professional hair care in salons requires large amounts of warm water and energy. It is possible to optimize this process and save valuable resources. Gjosa and the University of Lucerne have accepted the challenge. Are you interested in bringing in and contributing your expertise? Then let us know. Contact. Prof. Dr. Ernesti CasartelliLucerne University of Applied Sciences and Arts, Institute of Mechanical Engineering and Energy Technology IME, CC Fluid Mechanics and Hydro-Machines +41 41 349 32 36ernesto.casartelli@hslu.ch

Smart Energy Home

Opportunitäten für intelligente Gebäude durch das neue Energiegesetz Jedes Gebäude ist Teil des Energie-Ökosystems. Eigenproduktion und der Verbrauch spielen eine wesentliche Rolle für Planung und Nutzung von Gebäuden. Die neue Gesetzgebung bringt für die Mitglieder des Innovationsparks neue Opportunitäten aber auch Herausforderungen, die im Rahmen einer Arbeitsgruppe Smart Energy Homes interdisziplinär ausgearbeitet werden. Mit dem ersten Massnahmenpaket zur Energiestrategie 2050 wurde das Energiegesetz per 1.1.2018 vollständig revidiert und der Eigenverbrauch neu geregelt. Daraus abgeleitet stehen neue Opportunitäten am Horizont, die im Rahmen den Projekts geprüft und bewertet wurden, mit der Hoffnung, dass diese interdisziplinären Erkenntnisse einfliessen können in die zukünftigen Produkte oder Angebote.     Ziele Neue Business-Opportunitäten dank ZEV. Wie kann der Eigenverbrauch noch stärker optimiert werden? Daraus kann ein Geschäftsmodell resultieren, aber auch ein stabileres Stromnetz und damit eine stabilere Versorgung, aber auch einen geringeren ökologischen Footprint durch involvierte Stakeholder. Resultate Im Projekt wurden Erkenntnisse zu drei Themenschwerpunkten gewonnen, welche vertieft wurden. Der Eigenverbrauch steigt dank Zusammenschlüssen, wenn dies durch regulatorische/ gesetzliche Rahmenbedingungen zugelassen wird. Durch den tiefen Stromtarif bei einem ZEV kann es sein, dass die PV- Anlage unwirtschaftlich betrieben werden muss, da die Gestehungskosten höher sind als die Leistungstarife. Um einen ZEV zu betreiben, würde daher nur die allfällig erforderliche Mindestgrösse der PV installiert. Abhängig von der Kostendegression für grössere Anlagen kann aber eventuell eine mittelgrosse Anlage zu ähnlichen Kosten realisiert werden. Mit einem Leistungspreis kann ein ZEV niedrigere Jahreskosten erreichen als ohne Zusammenschluss. Dies ist allerdings abhängig von den zusätzlich anfallenden Kosten für den ZEV und den jeweiligen Stromtarifen. Leistungspreise bieten zusätzlich Anreize für ein Lastmanagement der Leistungsspitzen. Poster Projektteam Andreas Rumsch, HSLU T&A Ernst Dober, V-ZUG Ovidiu Petrisor, HHM David Schacher, WWZ Urs von Burg, WWZ Christof Glockengiesser, Alfred Müller Reto Herger, ewl Claudio Marti, ITZ Thomas Laux, Zug Estates Reto Kuhn, ewl Erwin Schaller, CSEM Carsten Wemhöner, HSR Martin Müller, HKG Engineering AG Dominic Jurt, Basler & Hofmann Andreas Bittig, V-ZUG.