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Forschungsbericht: Baustoff-integrierte Flächenheizung (BiFH)

Baustoff-integrierte Flächenheizung (BiFH)
Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3177
Thomas Braun, Jörg Franke
Univ. Erlangen-Nürnberg, Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik -FAPS-
2019, 109 S., 114 Abb. u. 22 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag
Best.-Nr. F 3177 (Kopie des Manuskripts)
ISBN 978-3-7388-0396-9

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Inhaltsverzeichnis [PDF]

Kurzbericht [PDF] deutsche Version
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Inhalt

Die Forschungsarbeiten bestanden darin, mit Hilfe eines kaltaktiven Atmosphärendruckplasmas und Metallpulver eine Heizstruktur additiv auf Oberflächen im wohnlichen Umfeld aufzutragen. Ziel war es, die elektrische Flächenheizung bereits in Gipskartonplatten oder alternativen typischen Baustoffen zu integrieren und die aufgedruckten Strukturen dabei als elektrische Widerstandsheizung einzusetzen. Aufgrund der zahlreichen Vorteile wurde dafür die Plasma-Coating-Technologie verwendet, welche es erlaubt, auf einer Vielzahl von Materialien elektrisch leitende Strukturen in beliebiger Form aufzubringen. Mit Hilfe von Plasma und Metallpulver bestehend aus Mikro- bzw. Nanopartikeln kann eine dauerhafte Verbindung auf einem dreidimensionalen Basismaterial entstehen. Dadurch ist die Integration einer Heizung direkt am Baumaterial in nur einem Arbeitsschritt, innerhalb weniger Sekunden, möglich.

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Forschungsberichte

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Potenzial von Infrarot-Heizsystemen für hocheffiziente Wohngebäude

Jan Heider, Nicole Conrad, Thomas Stark, Aleksej Abdulganiev, Peter Kosack, Anne-Kristin Wagner
Potenzial von Infrarot-Heizsystemen für hocheffiziente Wohngebäude
Abschlussbericht IR-Bau, Stand: 02/2020.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3220
2020, 254 S., 158 Abb. u. 41 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

Die Entwicklungen im energieeffizienten Bauen in Deutschland zeigen einen klaren Trend zu Systemen mit Strom als Energiequelle zur Wärmeerzeugung. Dominierend sind hier Wärmepumpen. Diese erfordern jedoch einen hohen technischen und finanziellen Aufwand. Infrarot-Heizelemente bilden im Gegenzug die denkbar einfachste Art der Wärmeversorgung. Bisherige Studien zu IR-Heizungen bilden jedoch keine belastbaren Grundlagen für die Planung in der Baupraxis. Deshalb wurde mit dem Forschungsprojekt das Potenzial von Infrarot-Heizsystemen im hocheffizienten Wohnungsbau erörtert. Auf Basis der wissenschaftlichen Begleitforschung eines Pilotprojektes sowie vergleichenden Messungen unter Laborbedingungen und ergänzenden Berechnungen konnten neue Grundlagen für die ökologische, wirtschaftliche und planerische Einordnung geschaffen werden.

Abbau von Nutzbarkeitshürden für den Einsatz von effektiven Sicherheitsmechanismen in der Gebäudeautomation der Zukunft

Björn Butzin, Frank Golatowski
Abbau von Nutzbarkeitshürden für den Einsatz von effektiven Sicherheitsmechanismen in der Gebäudeautomation der Zukunft
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3139
2020, 180 S., 75 Abb. u. 29 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

In der Gebäudeautomation (GA) kommen vernetzte Systeme zum Einsatz, die zunehmend in öffentliche Netze integriert werden. Diese Systeme sind in offenen Netzen jedoch einem dramatisch höheren Gefahrenpotential ausgesetzt. Ziel dieses Forschungsvorhabens war es, Nutzbarkeitshürden für Sicherheitsverfahren zu reduzieren, sodass deren Etablierung im Sinne der Planung, Installation und Wartung konsequent umsetzbar und wirtschaftlich attraktiver wird. Im Projekt wurden fünf Hürden für die Umsetzung von Sicherheitsmechanismen in der Gebäudeautomation adressiert. Zusammenfassend, sind viele Mechanismen prinzipiell schon verfügbar. Deren fehlende Umsetzung resultiert aus einem über langen Zeit fehlenden Bewusstsein für dieses Thema. Aktuell ist ein Wandel diesbezüglich festzustellen, weitere Aufklärung kann hier Impulse schaffen. Die Ansätze zur Verringerung der Hürden können zukünftig weiterentwickelt und ausgebaut werden. Im Zuge dessen können Sicherheitsdienstleistungen ein mögliches neues Geschäftsfeld in der GA werden. Fehlende Updatemechanismen bleiben ein weiteres Problem und sollten in Zukunft mehr Beachtung finden.

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.

Thomas Braun, Jörg Franke
Baustoff-integrierte Flächenheizung (BiFH)
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3177
2019, 109 S., 114 Abb. u. 22 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

Abbau von Hemmnissen bei der Umsetzung von in die Gebäudehülle integrierten, innovativen und zukunftsweisenden Komponenten und Systemen. Abschlussbericht

Stephan Schlitzberger, Christiane Schwenk, Barbara Falkenhof, Anna Bauer, Christoph Kempkes
Abbau von Hemmnissen bei der Umsetzung von in die Gebäudehülle integrierten, innovativen und zukunftsweisenden Komponenten und Systemen. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3066
2018, 139 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

Vor dem Hintergrund, dass moderne Fassaden immer häufiger mit steuer- und regelbaren Komponenten ausgestattet werden, durch die sowohl der Energiebedarf für Heizen und Kühlen als auch der Raumkomfort entscheidend positiv beeinflusst werden kann, hat sich das Forscherteam im Rahmen des Vorhabens mit innovativen Komponenten in der Gebäudehülle auseinandergesetzt und Hemmnisse identifiziert, die einer Realisierung solcher Systeme entgegenstehen bzw. die überwunden werden müssen.

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