Schätzungen zufolge verursachen Gebäude fast 20–30 % des Energieverbrauchs in den USA und verursachen jährliche Kosten von über 100 Milliarden US-Dollar. Darüber hinaus sind Gebäude für schätzungsweise 35–40 % aller CO2-Emissionen in den USA verantwortlich. Die Senkung des Energieverbrauchs von Gebäuden kann erhebliche ökologische und wirtschaftliche Auswirkungen haben. Die Komplexität des Gebäudeenergieverbrauchs ist jedoch nicht selbstverständlich.
Bemühungen zur Verbesserung der Energieeinsparung und -effizienz in Gebäuden beinhalten häufig die Simulation oder Analyse spezifischer physikalischer Systeme. Beispielsweise untersuchen Planer das Einsparpotenzial durch helle Dachfarbe, den Umstieg auf hocheffiziente Leuchtstofflampen oder die Verwendung heller Dachfarbe. Die komplexe Wechselwirkung zwischen Umwelt und Gebäudesystemen erschwert genaue Schätzungen.
Berücksichtigt man das Verhalten der Bewohner, erhöht sich die Komplexität dieses Problems dramatisch. Verdeutlichen wir dies anhand eines hypothetischen Beispiels: Ein Gebäude verbraucht jährlich 1 Million US-Dollar an Strom für die Beleuchtung. Eine Analyse könnte zeigen, dass die Installation hocheffizienter Beleuchtung bei den aktuellen Nutzungsmustern 1 Million US-Dollar kosten und zu Stromeinsparungen von 50 % bzw. 500,000 US-Dollar pro Jahr führen würde.
Die Gewinnschwelle würde in zwei Jahren erreicht werden. Stellen Sie sich jedoch vor, der Gebäudeeigentümer investiert in eine Sensibilisierungskampagne, die den Stromverbrauch der Bewohner um 25 % oder jährliche Stromkosten von 750,000 US-Dollar senkt. Dieselbe hocheffiziente Beleuchtung würde nun nur noch 375,000 US-Dollar pro Jahr einsparen. Es würde fast drei Jahre dauern, bis die Gewinnschwelle erreicht ist.
Noch komplexere Interaktionen finden statt, wenn Sie alle Gebäudesysteme berücksichtigen, wie Geräte, Datennetzwerke, Nutzungsmuster und andere Aspekte des Verhaltens der Bewohner, die sich auf die Nutzungs- und Nachfragemuster auswirken.
Beispielsweise kann eine verbesserte Klimatisierung dazu führen, dass die Bewohner mehr Zeit im Gebäude verbringen, was wiederum zu einem Anstieg des Energieverbrauchs führt. Dieses Phänomen wird auch als Rebound-Effekt bezeichnet.
Diese Art emergenten Verhaltens ist ein Zeichen komplexer Systeme. Das Gesamtverhalten solcher komplexen Systeme wird auf manchmal unvorhersehbare Weise durch die Interaktion der Systemelemente untereinander und mit der Umwelt bestimmt.
Es gibt überall um uns herum zahlreiche Beispiele für komplexe, vom Menschen geschaffene Systeme, wie etwa Börsenschwankungen, Verkehrsstaus usw.
Siehe auch : Was ist rückgewonnene Energie (oder Abwärmeenergie)?
Was ist ABS?
Herkömmliche Analyseverfahren sind für die Untersuchung komplexer Systeme nur bedingt geeignet, da deren Verhalten häufig ausgeprägte Nichtlinearitäten wie Kipppunkte aufweist. In den letzten Jahren haben Unternehmen wie Icosystem sowie Forscher an akademischen Einrichtungen wie dem Santa Fe Institute komplexe Systeme erfolgreich mithilfe agentenbasierter Simulationen (ABS) untersucht und gesteuert.
Wie erfasst es das Verhalten von Systemen?
Es handelt sich um eine Simulationstechnik, die das Verhalten von Systemen von Grund auf erfasst. Anfangs wurde ABS vor allem im akademischen Umfeld untersucht, doch in jüngerer Zeit wird es zur Lösung einer Vielzahl komplexer betriebswirtschaftlicher Probleme in vielen Problembereichen und Branchen eingesetzt. Die Arbeit von ABS erklärt auch die Komplexität des Energieverbrauchs von Gebäuden.
