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Anwendung nichtlinearer Regelungstechnik und intelligenter Sensorik zur Effizienzsteigerung in Gebäuden

Mit modellbasierten, nichtlinearen Methoden der Regelungstechnik in Kombination mit intelligenter Sensorik, wurden im Rahmen des Projekts innovative Steuer- und Regelkonzepte für Heiz-, Kühl- und Lüftungssysteme (HKL) und Gebäudelasten entwickelt und in Gebäudemanagementsysteme implementiert. Schriftenreihe 32/2017
G. Zucker, T. Ferhatbegovic, T. Pflügl, W. Timelthaler, B. Kodré, H. Baldauf
Herausgeber: BMVIT
Deutsch, 42 Seiten

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• Endbericht (pdf, 1.26 MB)
• Anhang: D 3.2 Sensoranalysebericht (pdf, 537.17 kB)
• Anhang: D 3.3 Sensorschnittstellendefinition (pdf, 475.35 kB)
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• Anhang: D 4.4 Nichtlineare, modellbasierte Steuer- und Regelalgorithmen
  D5.1 Steuer- und Regelungsalgorithmenintegration in das Gebäudemanagementsystem und Validierung (pdf, 2.07 MB)
• Anhang: D 5.2 Evaluierungsbericht (pdf, 995.13 kB)
• Anhang: D 5.2 Nutzenanalyse und Benutzerfeedback (pdf, 332.80 kB)

SmartQ+ Bruck/Leitha - Potenziale der Quartiers­entwicklungsplanung auf dem Weg zum Plus-Energie-Quartier

Erstmalige Verknüpfung von Verkehrs- und Energiesimulationsmodellen für die kommunale Planung um (Energie-) Einsparungspotenziale in der Siedlungs­entwicklung bzw. die Auswirkungen von Planungsvorhaben auf die Mobilitätsnachfrage und das Energienetz einer Gemeinde in einer interaktiven Visualisierung sichtbar zu machen.

P2PQ - Peer2Peer im Quartier

Das Projekt Peer2Peer im Quartier befasst sich mit der konkreten Umsetzung von Anwendungen zu Photovoltaik-Eigenverbrauchsoptimierung sowie Peer-to-Peer-Beziehungen auf Basis der Blockchain-Technologie in Quartieren und deren Validierung im Echtbetrieb. Schriftenreihe 26/2022

Herausgeber: BMK
Deutsch, 43 Seiten

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• Endbericht (pdf, 2.11 MB)

Bestand optimal nutzen - Sanierung energieeffizient implementieren! (BONSEI!)

Das Projekt BONSEI! möchte eine energetisch effiziente und sozial verträgliche Nachverdichtung in städtischen Wohngebäuden in Privateigentum fördern und zugleich eine methodische Grundlage für ressourceneffizientere Stadtregionen schaffen. Die Ergebnisse fließen in die Konzeption eines neuartigen Dienstleistungsangebots ein, das als neutrale Erstberatung bei privaten Verdichtungsvorhaben dienen soll. Schriftenreihe 23/2020
T. Prinz, W. Spitzer, S. Gadocha, S. Erber, C. Schneider, P. Schweizer, R. Fuchshofer, J. Reithofer
Herausgeber: BMK
Deutsch, 77 Seiten

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• Endbericht (pdf, 10.54 MB)

ENUMIS - Energetische Auswirkungen von Urban Manufacturing in der Stadt

Das Projekt beleuchtet die Herausforderungen von Urban Manufacturing (UM) aus Energiesicht und zeigt Chancen auf, die sich durch eine Umsetzung von UM-Konzepten in Hinblick auf die Konzeption nachhaltiger Energiesysteme für Städte ergeben. Schriftenreihe 17/2019
T. Tötzer, R. Stollnberger, R. Krebs, M. Haas, C. Biegler Deutsch, 44 Seiten

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• Endbericht (pdf, 3.17 MB)

Häuser für Energie und RessOurcenEffiziente Siedlungen (HEROES)

Ein vereinfachtes Verfahren für die Berechnung von ökologischen Kennzahlen für bisher nicht betrachtete Gebäudeteile (thermisch nicht relevante Bauteile und Haustechnikkomponenten) wird entwickelt. Die methodischen Grundlagen für die Berechnung der Primärenergie und der CO2-Emissionen im Betrieb und in den verbauten Materialien werden harmonisiert. Schriftenreihe 9/2018
C. Sutter, T. Hatt, H. Figl, V. Huemer-Kals
Herausgeber: BMVIT
Deutsch, 79 Seiten

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• Endbericht (pdf, 5.64 MB)

Optimierung der Gebäudeenergieeffizienz durch modellbasierte Energiestromanalyse mit non-invasiver Sensorik

OptiMAS untersuchte, wie durch eine modellbasierte Energiestromanalyse und unter Verwendung von Anlegesensorik bestehende Gebäude überwacht, analysiert und optimiert werden können, unabhängig von den darin verwendeten HLK-Systemen und deren Automationskomponenten. Schriftenreihe 6/2021
F. Wenig, C. Seidl, B. Derler, D. Rixrath, C. Heschl, A. Treytl, S. Cerimovic, T. Glatzl, G. Kovacs, T. Sauter, L. Krammer, K. Diwold, D. Lechner, D. Molnar, S. Tkauz, S. Cejka, A. Lugmaier
Herausgeber: BMK
Deutsch, 77 Seiten

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• Endbericht (pdf, 11.63 MB)

digiaktiv - digitale Transformation für größere Interaktivität in der Technische Gebäude­ausrüstung-Planung

Das Projekt digiaktiv verfolgte, eine Verbesserung der Interoperabilität zwischen den unterschiedlichen Baugewerbegewerken durch neutrale, offene semantische Datenmodelle zu ermöglichen. Dabei trägt digiaktiv mittels digitaler Transformations­prozesse zur Steigerung der Planungsqualität und dem Betrieb von Bauwerken, sowie zur Minimierung des Schnittstellenrisikos bei.

CHALLENGE - Hocheffiziente Heißgas- und Abwärmenutzung in Luft/Wasserwärmepumpen für Plus-Energie-Gebäude und -Quartiere

CHALLENGE zielt darauf ab, das Konzept für Luft/Wasser-Wärmepumpen weiterzuentwickeln, dass diese hocheffizient in dicht bebauten, urbanen Gebieten eingesetzt werden können. Konkret soll mittels validierter Simulationen sowie eines Funktions­musters des Gesamtsystems im Labormaßstab der Nachweis erbracht werden, dass 10% an elektrischer Energie eingespart, der Schall der Außengeräte im Sommer auf ein Minimum reduziert, sowie die Bildung lokaler Hitzeinseln vermieden werden kann.

TwinLight - BIM-basierte Umsetzung von Tages- und Kunstlichtsteuerungen

Eine Zusammenführung gewerkspezifischer Systeme im integralen Kontext, eine schnellere Anwendbarkeit neuer IKT-Technologien, eine Automatisierung bauseitiger Inbetriebnahmen von Steuerungen und eine Abbildung von Energiedaten im digitalen Zwilling sollen mittels Übertragung der Steuerungslogik in das digitale Gebäudemodell und über eine offene bidirektionale Systemarchitektur (BIM2Control und Control2BIM) möglich werden.

Sophokles - Sonnenschutzlamellen mit photovoltaischer Beschichtung für klimaneutrale, energieeffiziente Strukturen

Entwicklung von leichtgewichtigen, bandförmigen Photovoltaikmodulen, welche Beschattung und emissionsfreie Stromerzeugung in einem monolithischen Bauteil vereinen. Die Photovoltaiklamellen können in Größe und Modulspannung individuell an die Gegebenheiten des Gebäudes angepasst werden. Kern der Innovation ist ein Verschaltungskonzept für Dünnschichtsolarzellen, mit dem das folienartige Photovoltaikmaterial je nach Bedarf seriell und parallel verschaltet werden kann.

BIMstocks - Digital Urban Mining Platform for assessing the material composition of building stocks through coupling of BIM to GIS

Hauptziel von BIMstocks ist die Entwicklung einer Methodik für die digitale Erfassung der materiellen Zusammensetzung des Baubestandes für die Modellierung einer digitalen Urban Mining Plattform sowie Prädiktion der Recyclingpotentiale.

EM Städte - Monitoring und Evaluierung von städtischen Energieflüssen

Ausgangsbasis für das Projekt sind die Energiestatistiken. In einem ersten Schritt wird die Erhebungsmethodik im Detail analysiert. Basierend auf den Erkenntnissen der Analyse wird eine Methodik zur Erstellung städtischer Energieflüsse erstellt. Diese wird mithilfe des zu entwickelnden Planungsinstruments "Senflusk" an 5 Referenzstädten getestet.

INN'FIT4UM - Innsbruck "Fit4UrbanMission" - klimaneutrales Innsbruck 2030

Städte sind der Ort, an dem sich Dekarbonisierungs-Strategien für Energie, Verkehr und Gebäude überschneiden. Die Landeshauptstadt Innsbruck hat vor einigen Jahren eine Smart City Gruppe ins Leben gerufen, die sich aus Mitarbeiter:innen des Stadtmagistrates, der IIG, der IKB und den IVB zusammensetzt, um sich dieser Herausforderung anzunehmen. Ziel in INN’F4UM ist es, aufbauend auf einer aktuellen Darstellung der Energie- und Ressourcenflüsse gemeinsam mit der Universität Innsbruck einen Stufenplan zur Erreichung der Klimaneutralität der Stadt bis 2030 zu entwickeln.

GameOpSys - Gamification für die Optimierung des Energieverbrauchs von Gebäuden und übergeordneten Systemen

Zentrales Ziel ist die Entwicklung einer mobilen Anwendung, welche durch Partizipation des Nutzers und der Nutzerin als neue Daten- und Informationsquelle die Energieoptimierung und Planung von Gebäuden, Quartieren und übergeordneten Energiesystemen ermöglicht. Die Entwicklung der Anwendung erfolgt stark transdisziplinär und integriert dabei mathematische Methoden der Simulation und Optimierung sowie psychologische Aspekte des Nutzerverhaltens um neue Geschäftsmodelle zu erarbeiten und neue Märkte zu erschließen.

Piezo-Klett: Entwicklung piezoelektrischer Klettanwendung zur Energieversorgung aktiver Sensorik im Bauwesen

Das vorliegende Projekt betrachtete Gebäude, Gebäudeteile und ihre Anschlüsse (Bauteilknoten) als Energiegeneratoren, indem durch die Anwendung der Klettverbindung in Kombination mit dem piezoelektrischen Effekt ein so genanntes Energy Harvesting betrieben wird.

Cooling LEC - Energieflexible Gebäude durch Steuerung von Kühlanlagen über unidirektionale Kommunikation in Local Energy Communities

An das Stromsystem (insbesondere an das Verteilnetz) werden in Folge des Klimawandels und des Temperaturanstieges insbesondere durch den Anstieg aktiver Kühlsysteme vor allem auf Niederspannungsebene neue Heraus­forderungen gestellt. Durch die hohe elektrische Leistung von aktiven Kühlaggregaten und die hohe Dichte an Anlagen, die mitunter unkoordiniert und zu ungünstigen Zeitpunkten betrieben werden, entstehen Verbrauchsspitzen im System. Das Projekt Cooling LEC weist daher als übergeordnetes Ziel die Entwicklung und Demonstration einer zentralen Steuerung / Intelligenz von dezentralen aktiven Kühlanlagen über eine Weiterentwicklung der unidirektionalen Kommunikation von Rundsteueranlagen zur Schaffung energieflexibler Gebäude im Sinne des neuen Ansatzes der "Local Energy Communities” durch Schaffung eines "Sondertarifs"aus. Rundsteueranlagen sind seit vielen Jahrzehnten etabliert und bei allen Energieversorgern vorhanden sowie bewährt. Das Upcsaling-Potential ist sehr groß.

mAIntenance - Untersuchung von KI-gestütztem Instandhaltungs- und Energiemanagement

Optimierter & zuverlässiger Betrieb von Heizungs-, Lüftungs-, Klima- und Kälte­technik (HLKK) Anlagen hinsichtlich Instandhaltungs- und Energiemanage­ment mittels prädiktiver, datenbasierter & selbstlernender Fehlererkennung. Konzeptioneller Entwurf und prototypische Implementierung eines KI (Künstliche Intelligenz)-Tools zur automatisierten Datenanalyse und Empfehlungsgebung für das technische Gebäudemanagement.

CO2-Demobau - Sondierung zur Durchführbarkeit CO2-neutraler Demonstrationsbaustellen

Durch Aufzeigen von grünen Innovationen, Vernetzung mit Stakeholdern der Baubranche und Anwendung der Erkenntnisse der Vorstudie "CO2 neutrale Baustelle" wird das Fundament für zukünftige CO2-neutrale Demonstrations­baustellen gelegt. Diese Baustellen dienen als Best-Practice-Beispiele für die Bereiche Vergabe, Baubetriebsorganisation und -technologie.

FEELings - User Feedback for Energy Efficiency in Buildings

Der Energieverbrauch von Gebäuden wird maßgeblich durch das Verhalten von NutzerInnen beeinflusst. In diesem Forschungsprojekt wird ein neuartiges User-Feedbacksystem untersucht. NutzerInnen geben Feedback zur empfundenen Raumqualität. Auf Basis des Feedbacks werden Einstellungen an der Gebäudetechnik zur Energieeffizienz- und Komfortsteigerung optimiert. Der Proof-of-Concept für dieses neuartige System wird anhand von zwei Use-Cases erbracht.