08/02/2018 - Entwicklung eines Prototyps zur Überwachung von Umweltvariablen in Gebäuden

Menéame

Die internationale Zeitschrift Automation in Construction Der Artikel "Environmental monitoring system based on an Open Source Platform and the Internet of Things for a building energy retrofit" (Environmental monitoring system based on an Open Source Platform and the Internet of Things for a building energy energy retrofit) enthält die Forschungsarbeiten der Gruppe "Energieforschung" (ENEDI) von der Universität Vaso/Euskal Herriko Unibertsitatea (UPV/EHU) über die Verwendung von Tools auf der Grundlage von Open Source-Plattformen und dem Internet der Dinge, zwei transdisziplinäre Forschungsbereiche, die sie im Bausektor implementierten.

Die ENEDI-Gruppe hat in Zusammenarbeit mit der Universität Paris Nanterre eine Untersuchung über die Überwachung von Gebäuden durchgeführt, indem sie ein Messteam entwickelt und im Fall der Studie San Roke 32 von Donostia eingesetzt hat. Dieses Gebäude ist ein Bezugspunkt im Bereich der Gebäude mit fast null Energieverbrauch (NZEB), da es unter dem Passivhaus energetischer Sanierung unterzogen wurde und zu einem der Studienfälle des europäischen Programms EuroPHIT gehört.

Die Forschung konzentrierte sich auf die Überwachung von Umweltvariablen im Bau durch eine bestimmte Art von Sensoren. Insbesondere wurde ein Prototyp von Überwachungsgeräten erstellt und in das Gebäude San Roke 32 eingebaut. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass diese Lösung für verschiedene Zwecke mit anderen Sensoren (Beleuchtung, Stromverbrauch, Wasserverbrauch...) oder Aktuatoren (Relais, Heizgeräte, Solenoide Ventile, Motoren...) angewandt werden kann, wodurch der Anwendungsbereich im Gebäudesektor und viele andere geöffnet wird.

Eines der Forschungsziele bestand darin, die bestehenden Hindernisse bei der Überwachung von Gebäuden zu überwinden: mangelnde Flexibilität für spezifische Messanforderungen, Interoperabilität zwischen den Geräten und hohe Anschaffungskosten. "Wir stützen uns dabei auf zwei der beiden neuesten Technologien im Bereich Smart, die Open Source Platforms (OSP) und das Internet of Things (IoT) ," erklärt Alexander Martin-Garín, Hauptautor des Artikels und Prädoktorforscher. Die erste Möglichkeit ermöglichte es uns, ein Monitoringteam zu entwickeln, das den besonderen Bedürfnissen des Projekts entspricht, und zwar dank der Freiheit der Entwicklung, die diese Plattformen ermöglichen. Und zweitens ermöglichte es uns, die Informationen zu verwalten, die wir in Echtzeit gesammelt haben." Letzteres ermöglicht es, die Funktionsweise verschiedener Prozesse zu optimieren und dem Nutzer Informationen zu geben, damit er selbst handelt oder einen Schritt weiter geht, indem er die "Intelligenz" der Geräte einsetzt, damit sie allein handeln können, dank der sogenannten "Machine to machine"-Kommunikation (M2M). Das heißt beispielsweise, wenn die Wohntemperatur unter 19 °C liegt, ist der Sensor so programmiert, dass er einen Auftrag an das Heizsystem schickt und damit die Wohntemperatur auf die angegebene Anordnung erhöht.

Gleichzeitig konnte gezeigt werden, dass die Interaktion zwischen Benutzer und Wohnung für eine gute Qualität der Innenluft (CAI) von entscheidender Bedeutung ist. "Durch den installierten Fensteröffner wurde geprüft, wie es nur 10 Minuten nach der Öffnung gelungen war, ein gutes Niveau an CO2 zu erreichen, das einer der am häufigsten verwendeten Indikatoren für diese Art von Studien ist," so der Forscher. Personen oder Verbrennungssysteme wie z. B. Öfen werden zu den wichtigsten Emissionsquellen, und wenn der empfohlene Wert von 1000 ppm überschritten wird, können die Nutzer beginnen, innerhalb der Wohnung Beschwerden zu erleben (Kopfschmerzen, Müdigkeit, Konzentrationsmangel...).

Aufgrund der Bedeutung dieses Parameters, der derzeitigen Bauvorschriften für die CAI, des Technischen Codes für die HS-3-Bauweise, wurde vor kurzem aktualisiert, um die Anforderungen an den niedrigen Energieverbrauch zu erfüllen, die heute in Gebäuden gefordert werden. Die Sanierung der Innenluft erfolgt im Allgemeinen über konstanten Durchsatz, was zu einer übermäßigen Belüftung und damit zu einem höheren Energieverbrauch führt. Um diesen Verbrauch zu verringern, ermöglicht die Regelung derzeit eine nachfrageabhängige Belüftung durch Messung des CO2-Gehalts in der Wohnung, um das unbedingt notwendige Beatmungsmittel zu erhalten.

Weitere Informationen

Diese Forschungsarbeiten wurden im Rahmen der Doktorarbeit von Alexander Martin-Garín an der Ingenieurschule Gipuzkoa (Donostia) durchgeführt und von José Antonio Millán-García geleitet, dem Professor der Abteilung für thermische Maschinen und Motoren der UPV/EHU.

Die Energieforschungsgruppe für Gebäude (ENEDI) wurde 2005 im Rahmen der Vereinbarung zwischen der Wohnungsabteilung der baskischen Regierung und der UPV/EHU gegründet, mit der diese Gruppe für die Verwaltung und Entwicklung des Wärmebereichs des Laboratoriums für Qualitätskontrolle im Gebäude (LCCE) der baskischen Regierung zuständig ist.

Die ENEDI-Forschungslinien sehen die Energieeffizienz in Gebäuden sowohl in Bezug auf die Gehäuse als auch in Bezug auf die Anlagen vor. Die Gruppe ist in fünf Untergruppen gegliedert, die jeweils auf ein anderes Thema im Zusammenhang mit der Energie im Gebäude spezialisiert sind. Ihre Projekte wurden in zahlreichen internationalen Fachzeitschriften veröffentlicht, und ihre Mitglieder nehmen aktiv an zahlreichen Kongressen auf europäischer und globaler Ebene teil.

Bibliographische Referenz

A. Martín-Garín, J.A. Millán-García, A. Baïri, J. Millán-Medel, J.M. Sala-Lizarraga Environmental monitoring system based on an Open Source Platform and the Internet of Things for a building energy retrofit Automation in Construction. 87 (2018) 201-214 DOI: dx.doi.org/10.1016/j.autcon.2017.12.017

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Universität Vaso/Euskal Herriko Unibertsitatea

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