Energieverbrauchsreduzierung von Mehrfamilienhäusern. Konzeptionierung einer Klimatisierungs- und Heizungsanlage mit intelligenter Lüftungs- und Gebäudesteuerung

Inhaltsverzeichnis

1 EINLEITUNG

1.1 Ziel dieser Arbeit

1.2 Aufbau dieser Arbeit

2 SYSTEMVERGLEICH

2.1 Grundlagen der Kommunikation

2.1.1 Datenübertragung

2.1.2 Datenverarbeitung

2.1.3 Störsicherheit

2.2 Fahrzeugsysteme

2.2.1 Kraftfahrzeuge

2.2.2 Schienenfahrzeuge

3 GEBÄUDESTEUERUNG

3.1 Energie

3.2 Grundschaltungen

3.2.1 UND-Schaltung

3.2.2 ODER-Schaltung

3.3 Manuelle Steuerung

3.3.1 Ausschaltung

3.3.2 Wechselschaltung

3.3.3 Kreuzschaltung

3.3.4 Berechnung von Schaltstellungen

3.4 Automatisierte Steuerungen

3.4.1 Teilautomatisierte Einzelsteuerung

3.4.2 Automatisierte Einzelsteuerung

3.4.3 Automatische Steuerung (verkabelt)

3.4.4 Automatische Steuerung (drahtlos)

3.5 Zusammenfassung

4 HERSTELLER VON GEBÄUDEAUTOMATION

4.1 Gebäudeautomation mit Somfy

4.1.1 Kostenaufstellung

4.1.2 Die Radio-Technologie von Somfy (RTS)

4.1.3 Das iO-Homecontrol

4.2 Gebäudeautomation mit Siemens

4.2.1 Kostenaufstellung

4.2.2 Aufbau der LOGO!-Steuerung

4.2.3 Aufbau der S7-300-Steuerung

5 HEIZEN, KÜHLEN, LÜFTEN

5.1 Optimale Raumtemperatur

5.1.1 Wärme- und Kälteverlauf in einem Raum

5.1.2 Effiziente Beheizung und Kühlung eines Raumes

5.1.3 Klimaanlage

5.2 Heizen

5.2.1 Berechnung der Normheizleist

5.2.2 Brennstoffe für Wärmeerzeugungsanlagen

5.2.3 Heizkreisverteilung

5.2.4 Warmwasserbereitung

5.3 Kühlen

5.3.1 Kühllastberechnung

5.3.1 Grundlagen und Umweltverträglichkeit

5.3.2 Kältekreislauf

5.4 Lüften

5.4.1 Raumlufttechnikanlage

5.4.2 Anlagenaufbau

5.4.3 Hygiene in RLT-Anlagen

5.5 Zusammenfassung

6 ENTWICKLUNG EINER ANLAGE

6.1 Anlagenbestandteile

6.1.1 Entwicklungsumgebung Gebäude

6.1.2 Entwicklungsumgebung Etage

6.2 Dimensionierung der Anlage

6.2.1 Berechnung der Normheizlast

6.2.2 Kühllastberechnung

6.2.3 Stromverbrauch in RLT-Anlagen

6.3 Anlagenkosten

6.4 Wirtschaftlichkeitsbetrachtung

7 FAZIT

8 ANLAGEN ZUR BACHELORARBEIT

8.1 Anlage 1: Steuerung und Energieversorgung

8.2 Anlage 2: Peripheriegeräte

8.3 Klimazonenkarte

9 ANHANG

Zielsetzung und Themenfelder der Arbeit

Die vorliegende Bachelorarbeit zielt auf die Verbesserung der Energieeffizienz in Gebäuden durch den Einsatz von Automatisierungstechnik ab, wobei der Fokus insbesondere auf der Heizung, Klimatisierung und Lüftung von Mehrfamilienhäusern liegt. Ziel ist es, durch intelligente Steuerung und Vernetzung den Energieverbrauch zu minimieren und ein gleichbleibendes Wohnklima zu gewährleisten.

• Grundlagen der Gebäudeautomation und Steuerungssysteme
• Vergleich von Kommunikationstechnologien in verschiedenen Branchen (KFZ, Schienenfahrzeuge)
• Analyse und Berechnung von Heiz- und Kühllasten sowie Raumklima-Parametern
• Kostenaufstellung und wirtschaftliche Bewertung von Automatisierungslösungen
• Praxisnahe Konzeptionierung einer RLT-Anlage für ein Mehrfamilienhaus

Auszug aus dem Buch

Zusammenfassung der Kapitel

1 EINLEITUNG: Definiert das Thema der Arbeit als Heizen und Kühlen zur Effizienzsteigerung in Gebäuden und setzt das Ziel der Verbesserung der Energieeffizienz durch Automatisierung.

2 SYSTEMVERGLEICH: Untersucht Kommunikationsgrundlagen und Datenübertragung durch Vergleiche mit Systemen aus der KFZ- und Schienenfahrzeugtechnik.

3 GEBÄUDESTEUERUNG: Erläutert physikalische Grundlagen der Energie, elektrotechnische Grundschaltungen sowie manuelle und automatisierte Steuerungsmöglichkeiten in Gebäuden.

4 HERSTELLER VON GEBÄUDEAUTOMATION: Stellt Systeme der Hersteller Somfy und Siemens vor und vergleicht diese hinsichtlich ihrer Kosten und Anwendungsmöglichkeiten.

5 HEIZEN, KÜHLEN, LÜFTEN: Behandelt die technischen Anforderungen an das Wohnklima, die Berechnung von Heiz- und Kühllasten sowie die Hygiene in Raumlufttechnikanlagen.

6 ENTWICKLUNG EINER ANLAGE: Beschreibt die konkrete Konzeptionierung einer automatisierten RLT-Anlage für ein neu errichtetes Mehrfamilienhaus inklusive einer Wirtschaftlichkeitsbetrachtung.

7 FAZIT: Fasst die Ergebnisse der Arbeit zusammen und betont die Bedeutung von Automatisierung für Energieeinsparung, Komfort und Umweltschutz im Wohnungsbau.

Schlüsselwörter

Gebäudeautomation, Smart Home, Energieeffizienz, RLT-Anlagen, Heizungstechnik, Kühltechnik, Datenübertragung, Steuerungstechnik, Wirtschaftlichkeitsbetrachtung, Sensorik, Aktorik, Gebäudeleittechnik, Mehrfamilienhaus, Energieeinsparung, Bussysteme.

Häufig gestellte Fragen

Worum geht es in der Arbeit grundlegend?

Die Arbeit untersucht, wie durch den Einsatz von Gebäudetechnik und intelligenter Steuerung die Energieeffizienz in Mehrfamilienhäusern nachhaltig gesteigert werden kann.

Welche zentralen Themenfelder deckt die Arbeit ab?

Die Schwerpunkte liegen auf der Kommunikation in Steuerungssystemen, der Auslegung von Heizungs- und Lüftungsanlagen, der Wirtschaftlichkeitsrechnung sowie der praktischen Konzeption eines automatisierten Gebäudes.

Was ist das primäre Ziel der Forschungsarbeit?

Das Ziel ist die Verbesserung der Energieeffizienz in Mehrfamilienhäusern durch Automatisierung von Heiz-, Kühl- und Lüftungsprozessen sowie deren Vernetzung.

Welche wissenschaftliche Methode kommt zur Anwendung?

Die Arbeit beruht auf einer fundierten Literaturauswertung, der Anwendung von Normen zur Leistungsberechnung und einer praktischen Beispielmessung von Temperaturverläufen zur Veranschaulichung der Effizienzvorteile.

Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?

Der Hauptteil gliedert sich in Systemvergleiche, Erklärungen zur Gebäudeautomation, eine detaillierte technische Analyse von Heiz- und Lüftungssystemen sowie die konkrete Entwicklung eines Anlagenkonzepts.

Welche Schlüsselbegriffe sind charakteristisch für diese Arbeit?

Wesentliche Begriffe sind Gebäudeautomation, Smart Home, RLT-Anlagen, Energieeffizienz, Datenübertragung (CAN/Bus) und Wirtschaftlichkeitsberechnung.

Welche Rolle spielt die Hygiene in diesem Zusammenhang?

Die Arbeit thematisiert die Hygiene in Raumlufttechnikanlagen (nach VDI 6022), da eine falsche Luftfeuchtigkeit das mikrobiologische Wachstum von Bakterien begünstigen kann, was für die Gebäudeplanung essenziell ist.

Warum ist die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung für den Eigentümer wichtig?

Die Wirtschaftlichkeitsrechnung hilft dem Eigentümer zu verstehen, nach welcher Zeit sich die Investition in automatisierte Anlagen amortisiert und wie durch gezielte Steuerung langfristig Betriebskosten gesenkt werden können.