Intelligente Gebäudesysteme: eingebettete Intelligenz, Integration durch Vernetzung, neue Nutzeffekte durch Systemfunktionen

In intelligente Gebäudesysteme wird Informationstechnik in systematisch geplanter Form eingesetzt, um die Eigenschaften von Gebäuden in den Bereichen Betriebskosten, Sicherheit und Flexibilität begl. der Nutzung zu verbessern. So müssen Gebäude während ihres Lebenszyklus Nutzer- und Nutzungsänderungen bewältigen. Dies gilt nicht nur für Zweckbauten, sondern auch für Wohngebäude, die früher auf den klassischen Familientyp (4-köpfige Familie) hin optimiert wurden. Heute ist mehr eine nutzungsneutrale, funktionsoptimierbare Gestaltung von Gebäuden gefordert. Die Kleinfamilie löst sich mehr und mehr zugunsten anderer Haushaltsformen auf, ein Gebäude soll auch für Single- oder Zweipersonenhaushalte gut geeignet sein, es soll eine optimale Verbindung von Wohnen und Arbeiten zulassen oder später älteren, pflegebedürftigen Personen ein möglichst langes selbstbestimmtes Leben ermöglichen. Das System intelligentes Gebäude besteht aus der Gebäudehülle und einer Kommunikations- und Informationsverarbeitungs-Infrastruktur, zu der alle im Gebäude eingebauten Geräte gehören, die zum Betrieb des Gebäudes erforderlich sind. Die Koordination der Funktion von Einzelkomponenten erfolgt dabei weniger durch den Nutzer, sondern durch eine spezielle Software, die auf die Knoten im System verteilt ist. Diese Architektur ist Grundlage der Verbesserung der Gebäudeeigenschaften in den genannten Bereichen, die möglichen Funktionen und die damit verbundene Flexibilität in der Nutzung wird mit dem Ausdruck Intelligenz des Gebäudes assoziiiert. Der Beitrag versucht zunächst, auf Basis der Konzepte und Erfahrungen des Innovationszentrums Intelligentes Haus Duisburg, kurz inHaus, und des vom Fraunhofer-Institut IMS seit 1993 gewonnenen einschlägigen Know-Hows einen Überblick über den aktuellen Entwicklungsstand bei Systemintegrations-Technologien und -funktionen für ganzheitliche, intelligente Haus- und Gebäudesysteme zu geben, insbesondere für den Bereich der integrierten Bedienung und der Nutzung der Internet-Anbindun

DLRmagazin 165 – Ein Allround-Talent in den Startlöchern

Flexibel einsetzbar, leicht zu transportieren und sauber verbrennbar: Die Vorteile von Wasserstoff als Energieträger machen ihn zu einem hoffnungsvollen Kandidaten, um die Energie- und Verkehrswende voranzutreiben. Er ist Grundlage für alternative Treibstoffe wie auch Speicher für überschüssige Wind- oder Solarenergie. Die Forscherinnen und Forscher des DLR arbeiten daran, das Potenzial von Wasserstoff in den verschiedensten Bereichen zu nutzenbar zu machen. Potenzial hat auch der "Digitale Atlas", mit dem sich vielschichtige Karten erstellen lassen. Mit diesen können zum Beispiel Energieversorgung und Sicherheit von Städten und Infrastrukturen geplant werden. Pünktlich zum Sommer werfen wir auch einen Blick ins DLR Jülich. Dort erhielt der Solarturm mit dem neuen Multifokusturm einen starken Partner und die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler neue Möglichkeiten, um mit hochkonzentrierter Sonnenstrahlung zu forschen. Damit sich bei sommerlichen Outdoor-Aktivitäten niemand einen Sonnenbrand holt, entwickelte das DLR-Spinn-Off ajuma den UV-Bodyguard, der rechtzeitig vor zu viel Strahlung warnt. Und wem die Temperaturen dennoch zu hoch werden, vertieft sich in den Beitrag zum zehnjährigen Jubiläum der DLR-Antenne im arktischen Inuvik

DLR­ma­ga­zin 166 – Nächs­ter Halt Zu­kunft

Leicht, wendig und sicher: Das neue Kleinfahrzeug Safe Light Regional Vehicle (SLRV) ziert den Titel des DLRmagazins 166. Es ist eines der neuen Fahrzeugkonzepte, die im DLR entwickelt wurden und den Verkehr der Zukunft prägen könnten. Den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern ist beim Bau solcher Fahrzeuge wichtig, dass deren Antriebe so ressourcenschonend wie möglich sind. Entsprechend wird dieser Prototyp von einer Brennstoffzellen-Batterie-Kombination angetrieben und tankt Wasserstoff. So verbindet sich Grundlagenforschung auf höchstem Niveau mit anwendungsbezogener Forschung. Auch im Bereich Luftverkehr forscht das DLR daran, wie Flugzeuge zukünftig treibstoffsparender werden können. Entscheidend ist dabei die Balance zwischen Stabilität und Flexibilität. Prof. Dr. Wolf Krüger vom DLR-Institut für Aeroelastik untersucht besonders biegsame Flugzeugflügel und erklärt im Interview, warum wir uns beim Blick aus dem Flugzeugfenster trotzdem keine Sorgen machen müssen. Forscherinnen und Forscher des DLR in Oldenburg erproben derweil, wie eine zukünftige nachhaltige Energieversorgung funktionieren kann. Diese Ausgabe des DLRmagazins nimmt Sie mit zu einem Besuch im neuen NESTEC-Labor. Ein weiteres Highlight in diesem Heft ist die Geschichte von „Blaubeuren“, dem größten Steinmeteorit, der bislang in Deutschland gefunden wurde. Am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf wurde nun das stattliche Alter des außerirdischen Schwergewichts ermittelt: „Blaubeuren“ fiel vor etwa 10.000 Jahren auf die Erde. Weitere Themen dieser Ausgabe sind ein Überblick über 40 Jahre angewandte Fernerkundung im DLR, wo Forscherinnen und Forscher Informationen von Erdbeobachtungssatelliten verarbeiten und wahre Schätze aus diesen Daten schmieden, ein Projekt, das Kommunikations- und Navigationssysteme gegen Cyberangriffe absichert, und das neue DLR-Kompetenzzentrum in Trauen, in dem Fachleute sich das ehrgeizige Ziel gesetzt haben, defekte oder verschwundene Satelliten innerhalb von sieben Tagen zu ersetzen – ein Vorhaben wie aus einem James-Bond-Film

Entwicklung eines mehrstufigen Gegentaktdurchflusswandlers hoher Leistung mit weitem Eingangsspannungsbereich und bidirektionalem Leistungsfluss

Transformer coupled multiport DC/DC converter with bidirectional power flow have proven to be an efficient approach to integrate varying sources and storage elements in a sustainable energy generation system. This work presents a Triple Active Bridge converter wherein two ports are wide input range DC links and the third port is optimized for a 48 V battery system. The wide input range DC links are designed for voltages that can be varied between 200 V and 1000 V. To optimize efficiency over the whole operating area, a five winding transformer is developed whose windings can be selected separately to use the optimal transformer turns ratio depending on the three different DC voltages. The converter is capable to transfer power of up to 12 kW with an arbitrary direction of power flow. The construction of the Triple Active Bridge converter is demonstrated. First the required components are designed. Thenceforth the design process is validated by a simulation. Subsequently a schematic of the whole converter is developed. Based on the schematic a PCB Layout is designed, manufactured and assembled. Finally the converter is tested

Ein Beitrag zur Prozessautomatisierung im Bauprojekt-Controlling

Die Automatisierung von Prozessen innerhalb von Bauprojekten weist ein hohes Potenzial an Verbesserungsmöglichkeiten auf. Von substanzieller Bedeutung in diesem Kontext ist eine Steigerung resp. die Einhaltung einer hohen Effizienz vor allem in den Prozessen der Planung und Ausführung. Da viele der bis dato verwendeten Bauverfahren bereits einen hohen Digitalisierungsgrad und folglich einen hohen Automatisierungsgrad aufweisen, gestaltet sich die Frage, an welcher Stelle eine Änderung notwendig ist, um die geringe Effizienz, die aktuell in einigen Bereichen der Bauindustrie herrscht, zu steigern. Bei der Durchführung empirischer Untersuchungen stellte sich der Bedarf nach einer Automatisierung der von Menschen durchgeführten Prozesse innerhalb von Bauprojekten heraus. Aus diesem Grund bestand das zentrale Ziel der vorliegenden Dissertation darin, eine Regelungsmöglichkeit innerhalb des Bauprojekt-Controllings zu entwickeln, die zu einer Beschleunigung der durch den Menschen vorgebebenen Prozessgeschwindigkeit führt. In Form einer neuen Systematik von Steuer- und Regelkreisen wurde dies erreicht. Dabei konnten die Latenzen innerhalb einzelner Controllingmechanismen erheblich reduziert werden. Es wurden Fortschritte in Richtung der Approximation einer ganzheitlichen virtuellen Abbildung des komplexen sozio-ökonomischen-technischen Systems Bauen erzielt. Die vorab angesprochene Beschleunigung wurde durch die Verknüpfung einzelner, bisher manuell durchgeführter Prozesse durch neu generierte automatisierte Prozesse sowie der Anbindung resp. der Erweiterung von Schnittstellen sowohl in Bauverfahren als auch in Software ermöglicht. Darüber hinaus konnte eine Steigerung des Automatisierungsgrades bei einer quasi-kontinuierlichen und selbstregulierenden Datenaktualisierung eines Steuerungsprozesses mit bis dato auf dem Markt verfügbaren und somit praxisnahen Mitteln erreicht werden. Insgesamt leistet die vorliegende Arbeit einen Beitrag zur Lösung der Effizienzproblematik sowie zur Steigerung der Prozessautomatisierung innerhalb des Bauprojekt-Controllings. Dabei wird den Bau- und Projektleitenden sowie den Projektbearbeitenden die Möglichkeit der Effizienzsteigerung innerhalb ihres Berufsalltags gegeben. Es wird ermöglicht ihre Arbeit zu erleichtern und die Bauwirtschaft für Arbeitnehmer wieder attraktiver zu gestalten

Jahresbericht 2011 / Institut für Angewandte Informatik (KIT Scientific Reports ; 7623)

Im Jahresbericht 2011 des Instituts für Angewandte Informatik werden nach einem kurzen Überblick über die Arbeiten die Forschungsergebnisse im Jahre 2011 berichtet, die Einordnung erfolgt entsprechend der Zuordnung der Vorhaben zu den Programmen des Großforschungsbereichs des KIT. Es schließt sich ein Verzeichnis der im Berichtszeitraum erschienenen Publikationen des Instituts an