Moderne Gebäudeautomatisierung ermöglicht eine bedarfsgerechte Fahrweise von Anlagen der Technischen Gebäudeausrüstung und die Optimierung ihres Betriebsverhaltens.

Schon während der Inbetriebnahme werden Fehler im Anlagenbau häufig dadurch offenkundig, daß die Gebäudeautomatisierung vorgesehene Anlagenzustände nicht anfahren kann. Mit den Daten, die die Gebäudeautomatisierung im regulären Betrieb liefert, können weitere Schwachstellen erkannt und die Fahrweise der Anlagen schrittweise verbessert werden. Man schätzt, daß auf diesem Wege Energieeinsparungen in Größenordnungen von 20% und mehr erzielt werden können.

Auch die Anlagenauslegung selbst verändert sich, wenn auf heute noch übliche selbstregelnde Komponenten wie z.B. Thermostatventile verzichtet und von vorneherein eine kontrollierte Fahrweise angestrebt wird.

AnlagentechnikerInnen, die sich mit den Grundlagen der Gebäudeautomation vertraut gemacht haben und ihre Kenntnisse soweit fortentwickeln, daß sie eine Gebäudeautomation ausschreiben und ihre Funktionalität ausschöpfen können, finden ein interessantes und zukunftssicheres Tätigkeitsfeld vor.

Die Veranstaltung wendet sich StudentInnen der Versorgungs- und Energietechnik im 4. Semester. Der/Die Studierende erhält einen Einstieg in die Gebäudeautomation und einen Überblick über den heutigen Stand dieser schnellebigen Technik.

Der Studiennachweis erfolgt über eine Klausur.

Folgende Kapitel werden behandelt:

  1. SPS/DDC-Automatisierungsgeräte
    1. Aufbau.
    2. SPS-Prinzip im Vergleich mit Steuerschaltungen
    3. DDC-Prinzip im Vergleich mit analogen Regelgeräten
    4. Automatisierungsfunktionen im Vergleich mit der alten ZLT-G
  2. EN-ISO 16484 Strukturmodell der Gebäudeautomation
    1. „Management“
    2. „Automation/Control“
    3. „Field“
    4. Leistungskreise
  3. Informationspunkte nach VDI 3814
    1. Physikalische Grundfunktionen
    2. Virtuelle Grundfunktionen
    3. Kommunikation mit Leitebene
    4. Raumanzeige-/Bedienfunktionen
    5. Verarbeitungsfunktionen
  4. Gebäudebussysteme am Beispiel LON
    1. Prinzip der verteilten Intelligenz
    2. LON-Knoten
    3. Busprotokoll
    4. Netzwerkvariablen
    5. Bustopologie
  5. Busgestützte Heizungsanlage
    1. Klassische Auslegung
    2. Selbstregelnde Komponenten
    3. Kontrollierte Fahrweise
    4. Veränderte Auslegung bei busgestützter Anlage
  6. Busgestützte Lösungen in der Lüftungstechnik
    1. Entrauchungssteuerungen
    2. Laborraumlüftung
    3. Heiz- und Kühldecken
  7. Offenes Netzwerkprotokoll BACnet
    1. Datenaustausch
    2. Alarm- und Ereignismanagement
    3. Nutzungszeiten und Terminplanung
    4. Trendwertbearbeitung
    5. Geräte- und Netzwerkmanagement
  8. Offene Gebäudeautomation mit OPC
    1. Komponentenbasierte Systeme im Vergleich mit klassischer Programmierung
    2. Anlagentopologie und Modularisierung der Gebäudeautomation
    3. Unterscheidung von Automatisierungs- und Managementfunktionen
    4. Automatisierungs- und Managementfunktionen am Beispiel eines Kessels
  9. Webserver

Moderne thermisch aktive Flächen sind in der Lage, Räume mild und anhaltend - in ganz ähnlicher Weise, wie das Wetter auf sie einwirkt – zu temperieren. Es wird von „Strahlungsheizung“ und „Stiller Kühlung“ gesprochen.

Das Bauwerk wirkt nicht mehr, wie in der konventionellen Klimatechnik, als Störfaktor, den es durch ständige Regeleingriffe in Schach zu halten gilt, sondern als Energiereservoir, das umweltschonende Arten der Energiebereitstellung ermöglicht.

Bildlich gesprochen ist es heute möglich, die Kälte der Nacht zu verwenden, um der Mittagshitze zu begegnen. Und auch die Nutzung des Wechsels von Sommer und Winter ist angesichts der milden Oberflächentemperaturen thermisch aktivierbarer Flächen eine übliche technische Option geworden.

Grundlage dieser seit alters her bekannten Technik ist das thermisch aktivierbare Bauteil, verstanden als Bauteil, das von vorneherein schon so ausgebildet ist, das in seinem Inneren Wärme zu- oder abgeführt werden kann.

Die Veranstaltung wendet sich an StudentInnen der Gebäude- und Energietechnik. Neben den physikalischen Grundlagen werden einzelne Konstruktionen besprochen und rechnerisch untersucht. Als Bestandteil der Veranstaltung wird eine eindimensionale Excel-Simulation entwickelt, die es gestattet, Temperaturausgleichvorgänge in thermisch aktivierbaren Bauteilen grob nachzubilden und abzuschätzen. Der/Die Studierende soll in die Lage versetzt werden, thermisch aktivierbare Bauteile auszulegen und ihren Einsatz energetisch zu beurteilen.

Der Studiennachweis wird über eine Klausur erbracht.

Folgende Kapitel werden behandelt:

  1. Thermisch aktive Flächen
    1. Strahlungsaustausch im Raum
    2. Konvektiver Wärmeübergang
  2. Physiologische und physikalische Randbedingungen im Raum
    1. Behaglichkeitskriterien
    2. Feuchteschutz
  3. Grundlagen des thermisch aktivierbaren Bauteils TAB
    1. Bauteil und Quellsystem
    2. Technische Zustände des TAB
    3. Technisch relevante Temperaturfelder im TAB
  4. Stationäre Wärmeleitung im TAB
    1. Eindimensionale Wärmeleitung, Flächenquellen
    2. Zweidimensionale Wärmeleitung, ebenes Problem der Vielzylinderquelle
    3. Wärmeleitung in Rohrsystemen
    4. Dreidimensionale Wärmeleitung, Rohrsysteme mit endlicher Spreizung
    5. Druckverluste in Rohrsystemen
    6. Stationäre Kennzahlen des TAB
  5. Instationärer Temperaturausgleich im TAB
    1. Eindimensionaler Temperaturausgleich
    2. Einbindung des Quellsystems
    3. Instationäre Kennzahlen des TAB
  6. Antike Hypokaustenheizung
    1. Hypokaustenheizung
    2. Moderne Warmluft-Wandheizungssysteme
    3. Rechnerische Untersuchung
  7. Transparente Wärmedämmung
    1. Konstruktionen
    2. Rechnerische Untersuchung
  8. Moderne direkt wirkende TAB
    1. TAB mit eingelegten Dickrohren, z.B. Fußbodenheizung
    2. TAB mit eingebetteten Kapillarrohrmatten, z.B. Kühldecke
    3. TAB mit eingebetteten Hitzdrahtmatten, z.B. Badheizung
  9. Fundamentspeicher
    1. Aufbau und Wirkungsweise
    2. Rechnerische Untersuchung
  10. Thermische Bauteilaktivierung
    1. Betonkernaktivierung mit Dickrohren
    2. Bauteilaktivierung mit Kapillarrohrmatten
    3. Rechnerische Untersuchung