Systemintegration effizienter Gebäude

Bei den Gebäuden der Zukunft stehen sowohl Energieeffizienz als auch das Wohlbefinden der Nutzer im Vordergrund. Dafür müssen gegenwärtig übergreifende Systemlösungen aus dem Bauwesen und dem Technologie-Sektor gefunden werden. Neue Systeme aus beiden Bereichen werden integriert benötigt, um optimale Umgebungsbedingungen für die Nutzer zu schaffen. Diese umfassen unter anderem Themen wie Komfort und Gewährleistung von Schadensfreiheit in den Gebäuden sowie niedrige Kosten für Investitionen und den laufenden Betrieb. Erst ein verlässliches Gesamtsystem - aus allen Lösungen - arbeitet effizient, ermöglicht eine flexible Gebäudenutzung und sorgt für höchste Nutzerzufriedenheit.

Die Arbeitsgruppe „Systemintegration effiziente Gebäude“ arbeitet an anlagentechnischen und nutzungsspezifischen Maßnahmen im Bereich der Gebäudeautomation als Hauptschnittstelle zwischen den verschiedenen technischen Gewerken.

Um auch bei komplexen Bauten eine hohe Energieeffizienz zu erreichen und den Betrieb zu optimieren, müssen die unterschiedlichen anlagentechnischen Systeme, wie Heizung, Kühlung, Lüftung oder auch Licht- und Sonnenschutzsysteme, aufeinander abgestimmt und in das Gebäude als Gesamtsystem integriert werden. Hierzu entwickelt die Gruppe Komponenten und die zugehörigen Regelungsalgorithmen.

Besonderer Fokus liegt dabei auf der Durchgängigkeit der vorhandenen Informationen und Daten über und aus den Systemen der Gebäudeautomation und technischen Gebäudeausrüstung. Auf Basis dieser Daten werden Verfahren zur Fehlererkennung und Diagnose im Gebäudebetrieb welche für die nachfolgende Überwachung und Wartung entwickelt und angewendet.

Grundlegend für alle Entwicklungen ist die Anwendungsfreundlichkeit intelligenter Gebäude, so dass bei einem Maximum an Komfort und Nutzerzufriedenheit sowie moderatem Energieeinsatz geringe Kosten verursacht werden.

 

ANSPRECHPARTNER

Simone Steiger
Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP
Tel.: +49 9131 / 56854-9143
e-mail: Simone.Steiger(at)ibp.fraunhofer.de

 

TÄTIGKEITSFELDER

  • Regelungsalgorithmen in der technischen Gebäudeausrüstung
  • Komponententests- und Entwicklung für die Gebäudeautomation
  • Datenmodelle und –analysetools  in der Gebäudeautomation
  • Mensch-Technik-Gebäude-Interaktion
  • Test von Systemlösungen in Labor und Freiland

 

 

KOMPETENZEN

  • Entwicklung von komplexen Regelungs- und Vorhersagealgorithmen in der Interaktion verschiedener TGA-Systeme, des Gebäudes und dessen Nutzer (z. B. Fuzzy-Control, Model-Predictive-Control
  • Lernende Systeme (z. B. Nutzerpräferenzen, Mikroklima)
  • Betriebsoptimierung im Hinblick auf Komfort und Energieeffizienz
  • Modellierung von Regelszenarien mit Anbindung an virtuelle Testumgebung und reale Testumgebungen
  • Test der Regelszenarien mit verschiedenen Gebäuderandbedingungen und Nutzerszenarien
  • Datenmodelle zur Dokumentation und Pflege relevanter Daten zur Gebäudeautomation
  • Metaanalyse von Messwerten zur Ermittlung relevanter Kennwerte des Gebäudes und der Gebäudesysteme
  • Automatisierte Fehlererkennung und -diagnose bei Systemen und Sensoren
  • Anbindung der GA-Testkomponenten an eine virtuelle Testumgebung
    (SPS, Schnittstellen, Sensoren, Aktoren, Bedienelemente etc.)
  • Test der Komponenten unter verschiedenen Einsatzszenarien (Systemtechnik, Nutzer, Gebäude)
  • Erfassung des Nutzerverhalten in Bezug auf neue Gebäudeautomationssysteme, Regelungsstrategien und Gestaltung von Nutzerschnittstellen
  • Bewertung und Optimierung der Funktionalität und Nutzbarkeit von Gebäudeautomationssystemen

 

 

 

LABOR UND EQUIPMENT

  • Workstations für die Simulation von Gebäude und Komponenten
  • Elektronisches Labor für Software-in-the-Loop Entwicklung
  • Technikum für den Aufbau von Versuchsständen mit technischer Gebäudeausrüstung und Automationskomponenten


 

ANGEBOTE

  • Beratung
  • Feldstudien und Betriebsoptimierung am Objekt
  • Analysetools zur Fehlererkennung und Diagnose im Gebäudebetrieb
  • Entwicklung von Komponenten in der Gebäudeautomation
  • Testumgebungen (HiL) sowie Entwicklung und Durchführung von standardisierten Testprozeduren für Komponenten der Gebäudeautomation
  • Entwurf, Implementierung und Test von Regelungsalgorithmen
  • Nutzerbefragungen und Probandentests
  • Datenmanagement in der Gebäudeautomation

 

 

 

ANWENDUNGSGEBIETE

  • Gebäude für Wohnen, Büro und Gewerbe
  • Gebäudeautomation, technische Systemlösungen und Bauphysik
  • Regelung und Datenverarbeitung in Gebäuden

 

 

REFERENZPROJEKTE

  • Untersuchung eines neuartigen Regelungssystems für die Gebäudesanierung
  • Untersuchung der Vorteile einer intelligenten Heizungsregelung
  • Integration eines Algorithmus zur Vermeidung von Schimmepilzwachstum in eine intelligente Heizungssteuerung im Projekt GARTEBS
  • Entwicklung eines Sensorsystems für einen funkbasierten Behaglichkeitssensor zur Integration in die Gebäudeautomation
  • Untersuchung der Potenziale der verschiedenen Ansätze in der modellbasierten prädikativen Regelung für das EU Projekt BaaS
  • Validierung und Modellierung von Nutzerinteraktionen und deren algorithmische Implementierung in der Gebäudeautomation im Projekt ValMoNul
  • Entwicklung von Analysetools zur Fehlererkennung und Betriebsoptimierung für die Gebäudeautoamtion im EU-Projekt MOEEBIUS

 

 

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