Forschungsschwerpunkte
Die Arbeitsgruppe Gebäudeenergiesysteme und -automation beschäftigt sich mit energetischen Betrachtungen von Gebäuden sowie einzelnen Anlagenkomponenten und Energiesystemen für Heizung, Lüftung und Klimatisierung. Die Bewertung erfolgt dabei in Richtung der Bedarfsentwicklung, also ausgehend vom Nutzungsfall, der Nutzenübergabe im Raum, über die Verteilung, die Speicherung und die Erzeugung der Energie.
Das Verhalten von Gebäuden und Anlagen wird hierbei mittels gekoppelten Gebäude- und Anlagensimulationen oder Strömungssimulationen untersucht. Daneben erfolgt die Untersuchung von Anlagenkomponenten in Laborversuchen oder mit Hilfe des Hardware-in-the-Loop-Verfahrens.
Projekte
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BIMPact – Entwicklung einer stabilen und sicheren cloudbasierten Gebäuderegelung unter Verwendung von Metadatenanalyse und mehrsichtigen BIM‐Modellen
In diesem Teilprojekt soll die ‐ im Gesamtvorhaben entwickelte ‐ cloudbasierte Gebäuderegelung unter Verwendung von Metadatenanalyse und mehrsichtigen BIM‐Modellen wissenschaftlich und technisch evaluiert werden. -
HeatVentCon – Systemübergreifende Regelstrategien für einen energetisch optimierten Betrieb von Wohnungslüftungs- und Heizungssystemen
Das Ziel des Forschungsvorhabens ist die Erarbeitung optimierter übergreifender Regelungskonzepte für Wohnungslüftungsgeräte und Heizsysteme. Ein zentraler Aspekt hierbei ist der kontinuierliche Informationsaustausch relevanter Systemparameter zwischen beiden Systemen. Hierfür soll eine Echtzeit-Kommunikation entwickelt werden, durch die die relevanten Informationen ausgetauscht und von beiden Systemen zur bedarfsgerechten Regelung genutzt werden können. -
MiniKüWeE – Minimierung des Kühlenergiebedarfs von Nichtwohngebäuden und Lastflexibilisierung durch den Einsatz von Wärmerohren in Kombination mit erneuerbaren Energien
Im Rahmen des Forschungsvorhabens wird das energetische und wirtschaftliche Potential des Einsatzes von Wärmerohren in Kombination mit erneuerbaren Energien zur Minimierung des Kühlenergiebedarfs von Nichtwohngebäuden und einer entsprechenden Lastflexibilisierung untersucht. Hierbei soll eine passive Wärmeabfuhr durch Einbringung von Wärmerohren als thermische Bauteilaktivierung erreicht werden. -
ReVaD – Entwicklung regelbarer Vakuumdämmelemente zur bedarfsgerechten Anpassung des Wärmedurchgangs von Gebäudehüllen und -strukturen sowie der thermischen Aktivierung von Speichermassen
Im Projekt sollen adaptive Dämmelemente basierend auf dem Knudsen-Effekt entwickelt werden: Die Wärmeleitfähigkeit poröser Strukturen ändert sich signifikant mit dem Gasdruck. Entsprechend lässt sich der Wärmedurchgang durch ein Dämmpaneel regeln, indem der Gasdruck bei einer vorliegenden Porenstruktur gezielt eingestellt wird. -
RoBewEnt – Robuste Bewertung von Entrauchungssystemen in Hallen und Atrien unter unsicheren Randbedingungen
In diesem Projekt sollen parallel 2 Berechnungsansätze (analytisch mit Kennzahlen sowie stochastisch mit Monte-Carlo-Simulationen) zur Rauchausbreitung und Rauchgasschichtung in typischen Gebäudegeometrien entwickelt werden, um mit diesen Erkenntnissen ein für die Anwender (überwiegend KMU) einfach nutzbares Berechnungstool speziell für komplexere Geometrien ableiten zu können. Mit den Verfahren und dem Berechnungstool sollen natürliche und maschinelle Entrauchungssysteme ganzheitlich bewertet werden können.
Team
Veröffentlichungen
- A. Berg, T. Henzler, K. Stergiaropoulos, M. Schwarz, und R. Wagner, „Bewertung und Optimierung der Luftführung in Klassenräumen bei maschineller Lüftung“, KKA – Kälte Klima Aktuell, Gütersloh, S. 55–58, 2022.
- A. Berg, T. Rahtje, T. Henzler, K. Stergiaropoulos, M. Schwarz, und R. Wagner, „Planungsleitfaden zur maschinellen Luftführung in Klassenräumen“, TGA-Report (Fachverband Gebäude-Klima e. V.), Ludwigsburg, S. 1–32, 2022.
- C. Karczewski, „Flexibilitätspotential durch prädiktive Regelung von Wärmepumpen“, Elektro Wirtschaft, Dortmund, 2022.
- C. Karczewski, T. Henzler, und K. Stergiaropoulos, „Flexibilitätspotential von prädiktiv geregelten Wärmepumpen“, KI - Kälte Luft und Klimatechnik, Ausgabe 06-07/2022, 2022, [Online]. Verfügbar unter: /brokenurl#Heidelberg
- C. Karczewski, T. Henzler, und K. Stergiaropoulos, „Increasing the Energy Flexibility of Buildings controlled by Model Predictive Control“, CLIMA2022 14th REHVA HVAC World Congress, Rotterdam, 2022.
- C. Karczewski, J. Tholen, und M. Schäfer, „Smart-Energy-Sauna: CO2-Optimal Charging of a Thermal Energy Storage through Model Predictive Control“, HEFAT-ATE 2022 16th International Conference, Amsterdam/Online, 2022.
- D. Schwede und Y. Wang, „Reference weather datasets for building simulation in Vietnam considering thermal and hygrothermal characteristics“, Building and Environment, Bd. 220, S. 109022, Juli 2022, doi: 10.1016/j.buildenv.2022.109022.
- Y. Wang, D. Schwede, und K. Stergiaropoulos, „Approach to holistic energy comfort and health management in residential buildings with split air conditioning units“, iiSBE Forum of Young Researchers in Sustainable Building 2022 (YRSB22), Prag (Tschechien ), 2022.
- Y. Wang, F. Frey, D. Schwede, und K. Stegiaropoulos, „Recognition and Analysis of Air-conditioner Operation Based on Basic IAQ-monitoring“, The 14th REHVA HVAC World Congress (CLIMA 2022 ), Rotterdam (Die Niederlande), 2022.
- Y. Wang, A. Maixiwuer, D. Schwede, und K. Stergiaropoulos, „Using a calibrated multi-zone building model to analyse the impact of occupant behaviour on building performance“, E3S Web of Conferences, Bd. 356, S. 01039, 2022, doi: 10.1051/e3sconf/202235601039.
Kontakt
Dr.-Ing. Tobias Henzler
Koordinator Lehre, Arbeitsgruppenleiter