Labor für Intelligente Gebäudetechnik (LiGT)

Der Gebäudesektor hat einen Anteil von etwa 40% an den CO2-Emissonen in Deutschland. Ein sehr großer Anteil wird dabei durch die Gebäudebeheizung erzeugt. Moderne Regelungstechnik kann mit vergleichsweise niedrigen Investitionskosten zu deutlichen Einsparungen im Verbrauch führen, allerdings findet sich in der Literatur mit Angaben von etwa 5% bis zu 30% und mehr eine sehr große Bandbreite. Zu dem kommen in Zukunft durch die zunehmende Elektrifizierung durch Wärmepumpen und den erwünschten netzdienlichen Betrieb der Gebäude weitere Anforderungen an die Regelungstechnik dazu.

Im Labor für intelligente Gebäudetechnik (LiGT) können die Einflüsse von unterschiedlicher Beheizungsarten und Baustandards mit der Regelungstechnik auf Raumebene unter Realbedingungen erforscht und vermessen werden. Nach einem nötigen Umzug wird das LiGT gerade neu aufgebaut und wird voraussichtlich Ende 2024 wieder in Betrieb gehen. Es besteht aus zwei gleichen Räumen, die beide mit den gängigen Heizflächen ausgestattet werden können, so dass vergleichende Messungen in den Räumen durchgeführt werden können. Um den Einfluss unterschiedlicher Baumaterialien und Dämmstandards untersuchen zu können, ist jeweils eine Außenwand austauschbar gestaltet. Neben der umfangreichen Messtechnik wird auch ein detailliertes Simulationsprogramm der Räume erstellt. Damit können unterschiedliche Regelungskonzepte sowohl praktisch als auch theoretisch genauestens untersucht und verglichen werden.

Insbesondere widmet sich die Forschungsgruppe Monitoring, Energiedatenanalyse und Simulation den Möglichkeiten der KI-gestützten Regelungstechnik. Im Vordergrund stehen dabei der Einfluss der Gebäudesteuerung und Regelstrategien auf den Raumkomfort und Energieverbrauch.

Tätigkeitsbereiche

• KI-basierte Modellierung und Regelung von Heizung, Lüftung und Klimatisierung, sowie dem elektrischen System
• Zusammenhang von Regelstrategien mit Raumkomfort, Energieverbrauch &-kosten und Netzdienlichkeit
• Auswirkungen von Beheizungsart, Baumaterial und Dämmstandard auf Regelungsansätze und Energieeffizienz
• Test von Monitoringkonzepten/-systemen auf Raumebene
• Untersuchung von Lüftungs- und Klimatisierungskonzepten
• Untersuchung von Kleinwärmepumpen

Messtechnische Ausstattung

• Zwei identische Prüfräume mit ca. 12 m² Fläche
• Wahlweise Beheizung über Fußboden-, Decken-, Wandheizung oder Heizkörper
• Außenwand austauschbar zur Untersuchung verschiedener thermischer Gebäudeträgheiten und Dämmstandards
• Solarenergieeintrag und erforderliche Kühlenergie
• Bewertung der thermischen Behaglichkeit

1. Luftgeschwindigkeiten im Raum und am Arbeitsplatz Strahlungssymmetrie am Arbeitsplatz
2. Ermitteln des Vorausgesagtes mittleres Votum zum Raumklima
3. (PMV) und des Vorausgesagten Prozentsatz Unzufriedener (PPD) nach EN ISO 7730 nach EN ISO 7730
    

Forschungsvorhaben / Studentische Arbeiten

Derzeit im Neuaufbau – geplante Inbetriebnahme Ende 2024
Da das erste LiGT einem Neubau der Hochschule im Wege stand, ergab sich die Möglichkeit, die Erfahrungen in ein neues Labor einfließen zu lassen. So werden die Außenwände und Fenster austauschbar gestaltet, um auch verschiedene Bauarten untersuchen zu können.

Der Prüfstand dient der Forschung und Entwicklung sowie der Ausbildung junger Ingenieure.
 

Abgeschlossene Projekte

• InSitu Nachweisverfahren: Entwicklung einer Methodik zur Bestimmung der Energieeffizienz von Gebäuden auf Basis von optimierten in situ Messungen.
  Das Projekt wurde im Rahmen des Förderprogramms EnOB vom BMWi (FKZ: 03ET1509C) gefördert und war eingebunden in das internationale IEA-EBC Programm Annex 71 "Building Energy Performance Assessment Based on In-situ Measurements".
• In situ Prüfverfahren: Erarbeitung von Prüfverfahren zur Vereinheitlichung der energetischen Bewertung von großformatigen, transparenten Bausystemen unter in situ Randbedingungen.
  Das Projekt wurde vom BMWi (FKZ 03ET1144C) gefördert und war eingebunden in das internationale IEA-EBC Programm Annex 71 "Building Energy Performance Assessment Based on In-situ Measurements".

Laborleiter:
Prof. Ulrich Spindler
Prof. Dr. Benjamin Tischler

Laborteam:
Markus Wirnsberger, M.Sc., Dominik Aimer, M.Sc., Ferdinand Sigg, M.Sc.