ValMoNul

 

Validierung und Modellierung von Nutzerinteraktionen und deren algorithmische Implementierung in der Gebäudeautomation

Laufzeit: 3,25 Jahre

Start: 6/2015

Ende: 9/2018

Projektpartner:

  • ABB AG, Building Automation
  • Fraunhofer IBP, Abteilung Raumklima
  • Karlsruher Institut für Technologie, Fachgebiet Bauphysik und Technischer Ausbau
  • RWTH Aachen, Lehrstuhl für Energieeffizientes Bauen

Fördergeber: BMWi - Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie, FKZ 03ET1289D

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Nutzerverhalten besitzt einen großen Einfluss auf den Energieverbrauch von Gebäuden und damit die energiebedingten CO2 Emissionen. Dieser Einfluss wächst zudem mit steigenden Energiestandards. Es ist zu beobachten, dass Energieverbräuche von energetisch ambitionierten Gebäuden teilweise deutlich von prognostizierten Bedarfswerten abweichen. Die Interaktion zwischen Nutzern und Gebäuden wird in Planungswerkzeugen und in der Gebäudeautomation bislang nur unzureichend abgebildet. Es fehlen erkenntnisbasierte Algorithmen, beispielsweise für eine modellprädiktive Steuerung und Regelung, die den Einfluss des Nutzerverhaltens realitätsnah beschreiben können.

Ziel des Projektes ist die Untersuchung des Nutzerverhaltens bezüglich der Interaktion zwischen Mensch und Gebäudehülle in passiv gekühlten Gebäuden, sowie der Interaktion zwischen Mensch und Maschine bei der Regelung. Zielgrößen sind der thermische und der visuelle Komfort. Dabei wird in kontrollierten Experimenten an einem Raumklima-Teststand das tatsächliche Verhalten sowie im Zuge eines Feldversuchs das Nutzerverhalten in dem Hauptgebäude des E.ON Energieforschungszentrums messtechnisch untersucht und ausgewertet. Aus den gewonnen Daten wird ein wahrscheinlichkeitsbasiertes (stochastisches) Modell abgeleitet, welches das Nutzerverhalten von Menschen in Räumen abbildet. Das entwickelte Modell wird prototypisch in dem Gebäudeautomationsumgebung des Hauptgebäude s des E.ON Energieforschungszentrums implementiert und validiert.

Das Projekt wird in enger Kooperation mit dem Lehrstuhl für Energieeffizientes Bauen (E3D) der RWTH Aachen, dem Fachgebiet Bauphysik & Technischer Ausbau (fbta) des KIT, dem Fraunhofer-Institut für Bauphysik (IBP) und dem Industriepartner ABB bearbeitet. Im Rahmen des Projektes erfolgt eine internationale Zusammenarbeit im EBC Annex 66 "Definition and Simulation of Occupant Behavior in Buildings" unter dem Dach der Internationalen Energieagentur (IEA).

  ValMoNul-Bild Urheberrecht: EBC Algorithmus Flow Chart
 
  ValMoNul-Bild2 Urheberrecht: EBC

Gelb markiert die tatsächlichen und hellrot die ermittelten Anwesenheitsprofile für den 22.05.2013. Auf dem unteren Balken ein Vergleich der ermittelten und der tatsächlichen Anwesenheit (ohne Beachtung der tatsächlichen Anzahl an Bewohnern): Grün markiert, der Algorithmus hat die momentane Anwesenheit von Personen korrekt erfasst; Rot markiert, der Algorithmus hat Bewohner ausfindig gemacht, obwohl niemand da war; Blau markiert, der Algorithmus konnte keine Bewohner erfassen, obwohl jemand im Raum war