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Forschungsbericht: Absicherung der Gerätekommunikation im Smart Home unter Verwendung des Schutzprofils für Smart Meter Gateways. Abschlussbericht

Absicherung der Gerätekommunikation im Smart Home unter Verwendung des Schutzprofils für Smart Meter Gateways. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3081
Hannes Raddatz, Michael Rethfeldt, Martin Kasparick, Arne Wall, Dirk Timmermann
2018, 84 S., 51 Abb. u. 5 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag
Best.-Nr. F 3081 (Kopie des Manuskripts)
ISBN 978-3-7388-0229-0

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Inhalt

Die rasante Entwicklung des Internets und die steigende Anzahl der vernetzten Geräte, gepaart mit nicht konsequent durchgesetzter Sicherheit haben dazu geführt, dass nahezu jeder Benutzer im vollen Umfang von unbefugten Dritten überwacht werden kann. Das BSI-Schutzprofil adressiert solche Probleme für das Gateway eines Smart Metering-Systems. Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurde ein Sicherheits-Framework erarbeitet, dass es ermöglicht die Kommunikation im Smart Home unter Berücksichtigung des Schutzprofils für Smart Meter Gateways und des aktuellen Standes der Technik abzusichern. Das Framework kann als eine Art Fundament eines Smart Home-Systems verstanden werden, welches Hersteller zur Implementierung eigener Smart Home-Geräte verwenden können. Es wurden darauf aufbauende Erweiterungen entwickelt, die weitere Funktionen ermöglichen. Die zu Beginn des Forschungsvorhabens durchgeführten Recherchen wurden genutzt, um trotz des wissenschaftlichen Fokus ein Konzept mit Protokollen zu erarbeiten, das eine zügige Umsetzung in die Realität ermöglicht.

Verfügbare Formate

Publikationslisten zum Thema:
Smart Home, Gebäudeautomation, Haustechnik, Steuerung, Kommunikation, Sicherheit, Sicherung, Schutz, Gerätesicherheit, Authentizität, Daten, System, Protokoll, Vernetzung, Smart Metering, Anforderung, Infrastruktur, Schnittstelle, Funktionalität, Bedienung, Optimierung, Anwendung, Zugangskontrolle, Schließsystem,

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Bücher, Broschüren

Gebäudetechnik als Strukturgeber für Bau- und Betriebsprozesse

Christoph van Treeck, Thomas Kistemann, Christian Schauer, Sebastian Herkel, Robert Elixmann
Gebäudetechnik als Strukturgeber für Bau- und Betriebsprozesse
Trinkwassergüte - Energieeffizienz - Digitalisierung
2019, iv, 372 S., 10 SW-Abb., 176 Farbabb., 176 Farbtabellen. 297 mm, Hardcover
Springer, Berlin

Die Gebäudetechnik steht vor einem bedeutenden Paradigmenwechsel. Getrieben durch die integrale Planung und verknüpft mit der Methodik des Building Information Modelings (BIM) sowie den neuen Möglichkeiten der Digitalisierung (Stichwort: Internet of Things; IoT), tritt die ganzheitliche Betrachtung von digital unterstützten Prozessen in den Fokus und erfordert von Fachplanern eine neue Handlungsmaxime. Vor diesem Hintergrund beleuchtet das Fachbuch die konzeptionellen und rechtlichen Rahmenbedingungen, innerhalb derer sich dieser Paradigmenwechsel vollziehen wird. Danach gilt es zukünftig mehr denn je, die teils konkurrierenden Schutzziele wie Energieeffizienz oder Erhalt der Trinkwassergüte mit zeitgemäßen Komfortansprüchen bei zu vertretenden Kosten in Einklang zu bringen. Aufbauend auf den aktuellsten wissenschaftlichen und technischen Erkenntnissen werden dafür planerische und technologische Lösungswege aufgezeigt, wie sie heute schon praxisgerecht bei der Planung und in einem bedarfsgerechten und hocheffizienten Anlagenbetrieb umgesetzt werden können.

Andreas Braun, Stefan Tuschy
Gas-, Wasser- und Abwasser-Installationsarbeiten innerhalb von Gebäuden
Kommentar zu VOB/C: ATV DIN 18381
2018, 130 S., 210 mm, Softcover
Beuth

Seit Oktober 2016 gelten die neuen Vereinbarungen aus der VOB. Die ATV DIN 18381 "Gas-, Wasser- und Entwässerungsanlagen innerhalb von Gebäuden" wurde vom DVA fachtechnisch überarbeitet und an den neuesten Stand des Baugeschehens angepasst. Dabei wurde der Abschnitt zur Abrechnung neu strukturiert. Redaktionell wurden unter anderem die Verweisungen auf VOB/A aktualisiert. Das Werk enthält eine umfassende Kommentierung dieser ATV und informiert über ihre Auslegung und Anwendung in der Praxis. SHK-Handwerker, Planer, Hersteller, Fachhoch- und Meisterschulen erhalten damit eine nützliche Orientierungshilfe, die das Arbeiten mit den normativen Festlegungen erheblich erleichtert.

E. F. Engelhardt
Smart Home Manifest
Hausautomation und Heimvernetzung für Maker
2018, 800 S., 240 mm, Softcover
Franzis

Kaffeemaschine, Waschmaschine und Fernseher mit dem Router verbinden, und schon hat man mehr Komfort? Ganz so einfach ist es nicht, denn eine Internetverbindung alleine bringt erst mal nicht viel mehr als Updates und ungebetene Datenvoyeure. Aber mit etwas Planung und Zeit sowie einem der vielen Minicomputer kann ein eigenes Smart Home aufgebaut und dabei Geld und Energiekosten gespart werden. Bei der Einrichtung eines Smart Home geht es darum, die Geräte der unterschiedlichen Hersteller unter einen Hut zu bekommen. Genau hier setzt das Buch an. Ob Alarm- oder Bewegungsmelder, Waschmaschine oder Fingerabdruckscanner: Der Autor hat sehr viele Geräte in seinem Haus verbaut, vernetzt, programmiert und nebenbei die aufkommenden Schwierigkeiten gelöst und anschaulich dokumentiert. Wer keine fertigen Bausteine nutzen will, der kann auf Arduino(TM), ESP8266 oder den Raspberry Pi setzen. Mit viel Quellcode erfährt der Leser, wie er selbst ein IoT-Smart-Home aufbauen, mit dem Smartphone steuern kann und damit meist mehr Möglichkeiten hat als mit fertigen Geräten. Denn fertige Geräte bringen häufig Inkompatibilitäten mit, die man in seinem eigenen Smart Home ganz sicher nicht braucht.

Oliver Klein, Jörg Schlenger
Basics Raumkonditionierung
Basics - Bauphysik und Haustechnik
2018, 87 S., 66 b/w ill., 14 b/w tbl. 220 mm, Softcover
Birkhäuser Berlin

Die Behaglichkeit von Innenräumen hängt von der Temperatur, der Feuchtigkeit und der ausreichenden Versorgung mit Frischluft ab. Je nach Nutzung und klimatischen Bedingungen sind unterschiedlich komplexe technische Systeme dafür notwendig. Basics Raumkonditionierung vermittelt ein Grundverständnis für diese Zusammenhänge und erläutert anhand von Schemata die möglichen Stufen der Raumkonditionierung - von einfachen Prinzipien im Wohnungsbau bis hin zu vollständiger Klimatisierung unabhängig von der Außenluft.

Dirk Bohne
Technischer Ausbau von Gebäuden
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11., Aufl.
2018, X, 627 S., 780 SW-Abb. 279 mm, Hardcover
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Auf dem neuesten "Stand der Technik" präsentiert sich das Buch noch übersichtlicher mit einer neu gegliederten, äußerst benutzerfreundlichen Darbietung des Stoffes. Das Fachwissen wurde dabei konzentriert und komprimiert auf die für Architekten und Bauingenieure relevanten Sachverhalte und Zusammenhänge. Komplett neu gestaltet wurde der umfangreiche Abbildungsteil mit hochwertigen Zeichnungen zur bildhaften Kommentierung des Textes. Um im technischen Ausbau mit der technologischen Entwicklung, den steigenden Komfortansprüchen und den Erfordernissen eines wirtschaftlichen und umweltfreundlichen Umgangs mit der Energie Schritt zu halten, ist der "Wellpott/Bohne" weiterhin ein unverzichtbares Grundlagenbuch.

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Forschungsberichte

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Praxis-Vergleich verschiedener Speicherstrategien für Plusenergiehäuser in exemplarischen Wohnsiedlungen - Living Lab Plusenergiesiedlung Wuppertal

Hans Erhorn, Michael Beckert, Antje Bergmann, Michael Eberl, Micha Illner, Johann Reiß, Wolfgang Sedlmair, Herbert Sinnesbichler, Georg Lange
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Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3130
2019, 301 S., 79 Abb. u. 53 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

Bei Effizienzhaus Plus Gebäuden waren bisher hausweise Batteriespeicher die Antwort auf die geänderten Bedingungen bei der Einspeisevergütung. Die Wirtschaftlichkeit dieser individuellen Konzepte steht jedoch im Siedlungsverbund auf dem Prüfstand. Es sind Lösungen für ein wirtschaftlich optimales Speicherkonzept für Quartiere zu finden, um den Eigenverbrauch von lokal erzeugten, erneuerbaren Energien in Effizienzhaus Plus Gebäuden zu maximieren und die Stromnetze zu entlasten. Die Ergebnisse aus dem Forschungsprojekt sollen dazu beitragen, die Kosten für die Energiekonzepte von Effizienzhäusern Plus zu senken, die Stromkosten durch einen höheren Anteil eigen erzeugten Stroms zu reduzieren und dadurch die Praxisansätze wirtschaftlicher in den Markt zu bringen sowie die Stromnetze zu entlasten.

EwWalt - Energetische Bewertung der dezentralen kontrollierten Wohnraumlüftung in alternierender Betriebsweise

Tim Röder, Paul Mathis, Dirk Müller
EwWalt - Energetische Bewertung der dezentralen kontrollierten Wohnraumlüftung in alternierender Betriebsweise
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3147
2019, 111 S., 79 Abb. u. 24 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

Dezentrale alternierende Wohnungslüftungsgeräte finden zunehmend Verbreitung im Markt. Zur Wärmerückgewinnung werden Wärmespeicher verwendet, die zeitlich variant durchströmt werden; zur Luftförderung kommen meist Axialventilatoren zum Einsatz, deren tatsächliche Volumenströme von äußeren Druckdifferenzen abhängen. Beides birgt Unsicherheiten hinsichtlich eines energetischen und lüftungstechnischen Vergleichs mit anderen Lüftungskonzepten. Zur Bewertung dezentraler alternierender Wohnungslüftungsgeräte werden durch die drei Forschungsstellen sowohl Untersuchungen zur lüftungstechnischen Funktion auf Basis von numerischer Strömungssimulation (RWTH Aachen) durchgeführt, als auch experimentelle Verfahren zur energetischen Bewertung (HLK Stuttgart) erarbeitet. Aus den Ergebnissen werden geeignete Kennwerte für die gesamtheitliche Bewertung in der Normung abgeleitet (ITG Dresden).

Lutz Weber, Agostino Troll, Sven Öhler
Geräuschübertragung durch technische Installationen im Leichtbau
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3161
2019, 112 S., 80 Abb. u. 5 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

Die von haustechnischen Anlagen hervorgerufenen Geräusche werden häufig als besonders störend wahrgenommen und unterliegen deshalb strengen Schallschutzanforderungen. Während für den Massivbau umfangreiche Erfahrungen vorliegen, ist über Installationsgeräusche im Holz- und Leichtbau bislang nur wenig bekannt. Deshalb wurde die Geräuschentstehung und -übertragung in Verbindung mit leichten mehrschaligen Bauteilen näher untersucht. Mit dem Forschungsvorhaben konnte der Kenntnisstand zur Entstehung und Übertragung von Installationsgeräuschen im Holz- und Leichtbau beträchtlich erweitert werden. Die an unterschiedlichen gebäudetechnischen Installationen und Deckenkonstruktionen durchgeführten messtechnischen Untersuchungen tragen zum verbesserten Verständnis der akustischen Zusammenhänge und der Wechselwirkung zwischen der Körperschallquelle und der angeregten Struktur bei. Außerdem wurde erstmals die Möglichkeit geschaffen, Installationsgeräusche in Gebäuden in Holz- und Leichtbauweise unter praxisnahen Bedingungen rechnerisch vorherzubestimmen.

Dezentrale, modulare Stromspeicher zur Eigenstromsteigerung in EffizienzhausPLUS Gebäuden

M. Norbert Fisch, Thomas Wilken, Franziska Bockelmann, Daniel Houschka
Dezentrale, modulare Stromspeicher zur Eigenstromsteigerung in EffizienzhausPLUS Gebäuden
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3162
2019, 127 S., 98 Abb. u. 30 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

Das Im Forschungsprojekt untersuchte zweigeschossige Wohnhaus Berghalde wurde im Oktober 2010 im EffizienzhausPLUS-Standard fertiggestellt. Neben einem bilanziellen Jahresüberschuss wird die Steigerung des Eigenstromanteils durch ein Lastmanagement bzw. die Nutzung der thermischen Masse verfolgt. Im vorliegenden Forschungsprojekt liegt nun der Schwerpunkt auf der Einbindung und Nutzung von Stromspeichern, um den Eigenstromanteil von rund 30 Prozent (im Mittel der ersten Betriebsjahre) weiter zu steigern. Im Kontext der Speichereinbindung werden die Kosten analysiert und die verschiedenen Speichertypologien und deren Anwendung im Ein- und Mehrfamilienhaus mit dem Ziel bewertet, die Übertragbarbarkeit auf zukünftige Bauprojekte, auch Bestandsgebäude mit PV-Anlagen, besser beurteilen zu können. Ein weiterer Themenschwerpunkt im Forschungsprojekt ist die Betrachtung von Bestandsanlagen, deren Verträge zur Einspeisevergütung in den kommenden Jahren auslaufen werden. Der überwiegende Teil dieser Anlagen speist den regenerativ erzeugten Strom in das öffentliche Netz ein. Hier müssen Konzepte zur Eigennutzung des PV-Stroms entwickelt und aufgezeigt werden. Für die Integration von Stromspeichern als wesentlicher Baustein zur Eigenstromnutzung werden dabei große Potentiale gesehen.

T. Schmid, C. Hepf, T. Wagner, S. Meile, I. Bratoev, G. Schubert
Dezentrale MSR
Konzeptentwicklung zur dezentralen Mess-, Steuer- und Regelungstechnik in Gebäuden im Kontext des Internet of Things
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3160
2019, 114 S., 62 Abb. u. 15 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

Die Mess-, Steuer- und Regelungstechnik (MSR) in Gebäuden funktioniert bisher zentral auf Basis von übergeordneten Parametern (Top-Down-Regelung) und ist oft unbefriedigend hinsichtlich Funktionalität und Interaktion mit dem Nutzer. Die Regelung erfolgt meist auch nutzerunspezifisch und basiert auf überwiegend starren Regeln. Diese sind oft kompliziert, unflexibel und nicht in der Lage, die Energieeinsparpotenziale auszuschöpfen. Das Ziel des Projektes besteht darin, auf konzeptioneller Ebene zu untersuchen, wie und inwieweit eine dezentrale Regelung technisch realisierbar ist und welches Verbesserungspotenzial sie mit sich bringen kann. Der Fokus liegt hierbei neben der Untersuchung der raumklimatischen Zusammenhänge in der Entwicklung einer prototypischen Applikation zur Steuerung ausgewählter relevanter klimatischer Einflussgrößen. Im Anschluss erfolgt die Integration der Applikation in einem vordefinierten Demonstratorraum, welcher sich auf dem Campus der Robert Bosch GmbH in Renningen befindet.

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Zeitschriftenartikel

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Pilz, Achim
Plusenergiehof auf dem Land. Hof setzt Maßstäbe hinsichtlich Nachhaltigkeit, innovativer Technologie und Gestaltung
Bauen plus, 2020

Knüsel, Paul
Senden aus dem Kühlhaus
Tec 21, 2020

Hinderer, Detlef
Gebäudetechnik als Strukturgeber des künftigen Bauens. Trinkwassergüte
Industriebau, 2019

Braun, Stefanie
Ein großer Schritt in die Zukunft. Neubau der Dekorationswerkstätten der Hamburgischen Staatsoper
BTR Bühnentechnische Rundschau, 2019

Schneller, Anne
Das Nonplusultra für Großprojekte. Die Niedersächsischen Staatstheater bauen digital mit BIM
BTR Bühnentechnische Rundschau, 2019

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