Hochschule für Architektur, Bau und Geomatik FHNW
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Publikation Gebäudeenergieausweis in der Schweiz - Methodik des GEAK®(Ernst & Sohn, 07.04.2011) Hall, MonikaDer Gebäudeenergieausweise der Kantone GEAK® ist seit über einem Jahr in der Schweiz erfolgreich eingeführt. Anfang August 2009 wurde der GEAK® als Onlinetool aufgeschaltet und der Öffentlichkeit zugänglich gemacht. Der GEAK® ist ein kombinierter Gebäudeenergieausweis. Der Energiebedarf wird auf der Basis der Gebäudedaten rechnerisch ermittelt und dieser mit effektiven Verbrauchsdaten validiert. Kernstück des GEAK® ist eine Energieetikette mit Doppelbewertung: Eine Klassierung nach “Effizienz Gebäudehülle” für die Beurteilung der Gebäudehülle und nach ”Effizienz Gesamtenergie” zur Quantifizierung des gesamten Gebäudes inkl. Gebäudetechnik und Elektrizitätsbedarf für Geräte und Beleuchtung. Weiter enthält der GEAK® eine Beschreibung des Ist-Zustandes der Gebäudehülle und -technik sowie Massnahmen und Empfehlungen energietechnischer Verbesserungen. Zukünftig können im Rahmen des GEAK® Plus Varianten von kostenoptimierten Sanierungsmaßnahmen detailliert zusammengestellt werden.01A - Beitrag in wissenschaftlicher ZeitschriftPublikation Development and experimental evaluation of grey-box models of a microscale polygeneration system for application in optimal control(Elsevier, 2020) Sawant, Parantapa; Bürger, Adrian; Doan, Minh Dang; Felsmann, Clemens; Pfafferott, Jens01A - Beitrag in wissenschaftlicher ZeitschriftPublikation Simulationsgestützte Systemauslegung für sorptionsgestützte, solare Kälteanlagen(VDI Fachmedien, 2022) Bürger, Adrian; Sawant, Parantapa; Wittstadt, Ursula; Altmann-Dieses, Angelika; Pfafferott, JensDie fluktuierende Verfügbarkeit regenerativer Energiequellen stellt eine Herausforderung bei der Planung und Auslegung regenerativer Gebäudeenergiesysteme dar. Die in einem System benötigten Speicherkapazitäten hängen dabei sowohl von der eingesetzten Regelungsstrategie als auch von den temperaturabhängigen Wirkungsgraden der Anlagenkomponenten ab. Genauere Einblicke in das Betriebsverhalten eines Gesamtsystems können dynamische Simulationen liefern, die eine Analyse der Systemtemperaturen und von Teilenergiekennwerten ermöglichen.01A - Beitrag in wissenschaftlicher ZeitschriftPublikation Untersuchungen zum thermisch induzierten Luftwechselpotential von Kippfenstern(Ernst & Sohn, 17.07.2004) Hall, MonikaDie sogenannte natürliche Lüftung — Lüftung infolge Temperatur‐ und Windeinwirkung über geöffnete Türen und Fenster — ist auch heute noch in Wohngebäuden die verbreitetste Form des Lüftens. Da die Lüftung über Kippfenster eine übliche Form des Lüftens ist, ist die Kenntnis des Luftwechsels über Kippfenster von großem Interesse. Der Vergleich von Ansätzen aus der Literatur zur Berechnung des Luftwechsels über Kippfenster zeigt, daß diese unter Verwendung gleicher Randbedingungen zu unterschiedlichen Ergebnissen führen. Aus diesem Grund wird aus eigenen Messungen ein Modellansatz abgeleitet, der die einseitige, thermisch induzierte Kippfensterlüftung besser beschreibt und gleichzeitig das Vorhandensein einer Laibung und/oder einer Heizung berücksichtigt.01A - Beitrag in wissenschaftlicher ZeitschriftPublikation Multiperspective analysis of microscale trigeneration systems and their role in the crowd energy concept(KeAi Publishing, 2015) Sawant, Parantapa; Meftah, Naim; Pfafferott, JensThe energy system of the future will transform from the current centralised fossil based to a decentralised, clean, highly efficient, and intelligent network. This transformation will require innovative technologies and ideas like trigeneration and the crowd energy concept to pave the way ahead. Even though trigeneration systems are extremely energy efficient and can play a vital role in the energy system, turning around their deployment is hindered by various barriers. These barriers are theoretically analysed in a multiperspective approach and the role decentralised trigeneration systems can play in the crowd energy concept is highlighted. It is derived from an initial literature research that a multiperspective (technological, energy-economic, and user) analysis is necessary for realising the potential of trigeneration systems in a decentralised grid. And to experimentally quantify these issues we are setting up a microscale trigeneration lab at our institute and the motivation for this lab is also briefly introduced.01A - Beitrag in wissenschaftlicher ZeitschriftPublikation Quasi-first-principle based grey-box modelling of microscale trigeneration systems for application in automatic control(Elsevier, 2018) Sawant, Parantapa; Pfafferott, Jens; Felsmann, ClemensWith the need for automatic control based supervisory controllers for complex energy systems, comes the need for reduced order system models representing not only the non-linear behaviour of the components but also certain unknown process dynamics like their internal control logic. At the Institute of Energy Systems Technology in Offenburg we have built a real-life microscale trigeneration plant and present in this paper a rational modelling procedure that satisfies the necessary characteristics for models to be applied in model predictive control for grid-reactive optimal scheduling of this complex energy system. These models are validated against experimental data and the efficacy of the methodology is discussed. Their application in the future for the optimal scheduling problem is also briefly motivated.01A - Beitrag in wissenschaftlicher ZeitschriftPublikation Model predictive control for energy-efficient optimization of radiant ceiling cooling systems(Elsevier, 11/2021) Koch, Manuel; Qiong Chen; Nan LiState-of-the-art model predictive control (MPC) applications have been performed in various heating and cooling systems of buildings, such as fan coil unit systems and radiant floor heating systems. However, there is also a significant potential for improved zone air temperature control for better thermal comfort and efficient energy savings in increasingly prosperous radiant ceiling cooling systems. In this research, the physics-based model was developed by applying the building envelope configuration and material property information. The reduced order model of the original radiant ceiling cooling system model was then simplified using the balanced trun cation method for reducing computational cost and maintaining a comparative model accuracy. The model predictive control of radiant ceiling cooling systems was proposed for zone air temperature tracking, allowing the system to be more robust and adaptive to external thermal disturbances such as solar radiation and ambient temperature. The superior performance of model predictive control in terms of accurate zone air temperature tracking and energy efficiency was evaluated by a simulation compared to PID control and conventional bang bang control in both continuous and intermittent operation. The proposed model predictive control can achieve 21%–27% and 6% energy saving efficiency, compared with PID control and conventional bang-bang control, respectively. And there is rarely any overshoot or steady-state error presence for the zone air temperature, which demonstrated the significant potential of the robust model redictive control for better thermal comfort and efficient energy savings in growing prosperous radiant ceiling cooling systems.01A - Beitrag in wissenschaftlicher Zeitschrift
