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.

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.

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

 

 

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.

Stefan Gerhard, Reinhold Maurer, Julia Kurde, Wolfgang Fries
AutoEffi - IT-unterstütztes und automatisiertes Energiemonitoring der Technischen Gebäudeausrüstung in Echtzeit als Bestandteil eines zeitnahen und optimierten Energieeffizienzmanagements unter Berücksichtigung der Bauphysik und Nutzung. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3091
2018, 191 S., 39 Abb. u. 4 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Ziele des Vorhabens waren die Untersuchung der Potenziale von klassischen Verfahren der Analysis und der Statistik sowie der Computational Intelligence im Hinblick auf die Effizienzsteigerung heutiger Energiemanagementsysteme. Im ersten Arbeitsschritt wurden mögliche Verfahren für die automatisierte Anlagen- und Verbrauchsüberwachung konzeptionell entwickelt. Im zweiten Arbeitsschritt wurde die Umsetzbarkeit der Verfahren am Beispiel des Energiemanagementsystems der Landeshauptstadt München untersucht und ein Prototyp als Testumgebung aufgebaut. Die Untersuchung von klassischen Verfahren der Analysis und der Statistik hat das größte Potenzial für eine systematische und möglichst automatisierte Anlagen- und Prozessanalyse gezeigt. Insbesondere der Einsatz statistischer Methoden wie die Korrelationsanalyse kann bei Bestandsanlagen gut herausstellen, ob gewünschte Regelaufgaben von der Gebäudeautomation erfüllt und plausible Anlagenzustände erreicht werden.