To meet the continuously increasing goals in vehicle fuel efficiency, a number of measures are taken in automotive powertrain engineering, such as the combination of electric drives and conventional combustion engines in hybrid vehicles or the increase in gear ratios. This development leads to more complex powertrain systems, such as automatic transmissions. At the same time, the need for complex control systems is increased to achieve this desired functionality. Automatic transmissions are controlled by an electro-hydraulic control unit that governs all operations such as gear shifting and starting. Since most of the control software is designed in the form of open-loop control, most of the operations have to be calibrated manually. Thus, there exists a large number of calibration parameters in the control software that have to be tuned individually for each combination of engine, transmission and vehicle model. This process is therefore time-consuming and costly. Hence, it would be advantageous to reduce the need for calibration and in the end shorten the development process for automatic transmissions by reducing software complexity while maintaining functionality and performance. The goal of this thesis is to replace parts of the control software responsible for conducting the gearshifts that require extensive tuning by implementing control systems that have no need for calibration: adaptive high-gain λ-tracking controllers. In order to obtain the control parameters, i.e., the feedback gains, without calibration, an adaption law is implemented that continuously computes these parameters during operation of the controller. Thus, calibration is no longer needed. Since the system has to be high-gain-stabilizable, an extensive system analysis is conducted to determine whether an adaptive λ-tracking controller can be implemented. A nonlinear model of the clutch system dynamics is formulated and investigated. As a result, high-gain stability is proven for the system class and validated in simulation. Following the stability analysis, the devised adaptive controller is implemented into the control software running on the series production transmission control unit. Extensive simulations with a comprehensive vehicle model running the extended transmission software are conducted to design and to test the adaptive controllers and their underlying parameters during transmission operation in order to evaluate the control performance. The control software containing the adaptive controller is then implemented in two distinct vehicles with different automatic transmissions equipped with series production control hardware for the purpose of hardware experiments and validation. The resulting reduction of calibration efforts is discussed.

Planung und Ausführung in der Heizungstechnik gehen von einem idealisierten Nutzer aus, dessen Verhalten und Vorlieben bezüglich dieser Technik in der Regel aber nicht bekannt sind. Heizen 2020 untersucht „den“ Nutzer vor diesem Hintergrund statistisch mittels einer groß angelegten Befragung. Es stellt sich heraus, dass eine Unterteilung der Nutzer in drei Cluster, die sich in ihren Vorlieben deutlich unterscheiden, sinnvoll ist. Aus den Clustern wird ein Auslegungs- und Regelungskonzept entwickelt, das abweichend von der bisherigen Vorgehensweise gezielt Reserven aufbaut, diese aber regeltechnisch auf die tatsächliche Nutzeranforderung reduziert. Darauf basierend werden Hinweise für die Anpassung der Anlagentechnik an den Nutzer gegeben. / Planning and installation in heating technology are based on an idealized user whose behavior and preferences regarding this technology usually are unknown. "Heizen 2020" ("heating technology in the year 2020") examined "the" user against this background statistically by means of a large-scale survey. It turns out that a subdivision of the users into three clusters, which differ significantly in their preferences, is useful. From the clusters a design and control concept is developed that uses - different to the useal planning process - reserves . These reserves are reduced by control technology to the actual user request. Based on the clusters indications for the choice and adaptation of the heating technology are developed. / Planification et l'exécution de la technologie de chauffage sont basées sur un utilisateur idéalisé dont le comportement et les préférences en ce qui concerne cette technologie ne sont généralement pas connus. "Heizen 2020" (technology de chauffage en 2020) a enquêté sur les utilisateurs contre ce contexte statistiquement au moyen d'une enquête à grande échelle. Il se trouve qu'une subdivision des utilisateurs en trois groupes, qui sont diffèrent sensiblement dans leurs préférences, est logique. Basé sur ces groupe un concept de conception et de contrôle est développée. Indépendamment de la procédure précédente ce concept fonctionne avec des réserves dans le processus de planification et l'adaptation à la suite de la demande de l'utilisateur réel en utilisant la technologie de contrôle. Il y a des instructions développées pour sélectionner et ajuster le chauffage à l'utilisateur, sur la base des groupes développés.

Planung und Ausführung in der Heizungstechnik gehen von einem idealisierten Nutzer aus, dessen Verhalten und Vorlieben bezüglich dieser Technik in der Regel aber nicht bekannt sind. Heizen 2020 untersucht „den“ Nutzer vor diesem Hintergrund statistisch mittels einer groß angelegten Befragung. Es stellt sich heraus, dass eine Unterteilung der Nutzer in drei Cluster, die sich in ihren Vorlieben deutlich unterscheiden, sinnvoll ist. Aus den Clustern wird ein Auslegungs- und Regelungskonzept entwickelt, das abweichend von der bisherigen Vorgehensweise gezielt Reserven aufbaut, diese aber regeltechnisch auf die tatsächliche Nutzeranforderung reduziert. Darauf basierend werden Hinweise für die Anpassung der Anlagentechnik an den Nutzer gegeben.:1. Einleitung 1.1. Ein Wort zur historischen Entwicklung 1.2. Herleitung der Problemstellung 1.3. Erläuterung der Problemstellung 1.4. Beschreibung der Methodik und des daraus resultierenden Aufbaus 2. Literaturrecherche 2.1. Studien mit vorwiegend technischem Hintergrund 2.1.1. Felduntersuchungen zur Begrenzung des natürlichen und erzwungenen Transmissions- und Lüftungswärmeverbrauchs durch Nutzerinformation sowie durch heiz- und regelungstechnische Maßnahmen 2.1.2. Einfluss des Nutzerverhaltens auf den Energieverbrauch in Niedrigenergie- und Passivhäusern 2.1.3. Offenlegungsschrift DE 196 13 021 A1 – Patentanmeldung Vaillant aus dem Jahr 1996 22 2.1.4. Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit – Investitions- und Nutzungskosten in Wohngebäuden gemeinnütziger Bauvereinigungen unter Berücksichtigung energetischer Aspekte 2.2. Studien mit vorwiegend sozialwissenschaftlichem Hintergrund 2.2.1. (Ältere) Studien aus dem Bereich Passivhaus 2.2.2. Wohnkomfort und Heizwärmeverbrauch im Passivhaus und Niedrigenergiehaus 2.2.3. Introducing the prebound effect: the gap between performance and actual energy consumption 2.2.4. Arbeitsgemeinschaft für zeitgemäßes Bauen 2.2.5. Wohnkonzepte als Hilfsmittel für die dauerhafte Bewirtschaftung von Liegenschaften 2.2.6. Wohnen im ökologischen „Haus der Zukunft“ 2.3. Auswertungen auf Datenbasis der Heizkostenabrechnungen 2.3.1. Reale Raumtemperaturen in Mehrfamilienhäusern und Implikationen für die Einschätzung des Heizenergiebedarfs 2.3.2. Auswirkungen der verbrauchsabhängigen Abrechnung in Abhängigkeit von der energetischen Gebäudequalität 2.4. Auswertungen aus dem Bereich Marketing/Kommunikation 2.4.1. Vaillant Wärmebarometer 2012 2.5. Stand der Normung 2.5.1. DIN EN ISO 7730: Ergonomie der thermischen Umgebung 2.5.2. DIN EN 15251: Eingangsparameter für das Raumklima 2.5.3 Vornormenreihe DIN V 18599 – Energetische Bewertung von Gebäuden 2.5.4. Normenreihe DIN EN 12831 – Verfahren zur Berechnung der Normheizlast 2.5.5. DIN 1946-6: Lüftung von Wohnungen 2.5.6. Überarbeitung der DIN 4708 – Dimensionierung von Trinkwarmwasseranlagen 2.5.7. VDI 6030 Blatt 1 – Auslegung von Raumheizflächen – Grundlagen – Auslegung von Raumheizflächen 2.5.8. Schallschutz in der Normung: Normenreihe DIN 4109 (Entwurf), VDI 2081 und VDI 4100 62 2.5.9. VDI 6003 Trinkwassererwärmungsanlagen 2.6. Zusammenfassung Literaturrecherche 3. Nutzerbefragung allgemein 4. Auswertung – Ableitung von neuen Erkenntnissen 4.1. Erste Beschreibung des Datensatzes 4.1.1. Repräsentativität der Umfrage, Eigentum 4.1.2. Altersverteilung, Wohnkonzepte 4.1.3. Onlinebefragung 4.1.4. Präsenzbefragung 4.1.5. Einstufung Wohnkonzepte 4.2. Allgemeine Auswertungen 4.2.1. Raumtemperatur und Behaglichkeit 4.2.2. Warmwasserkomfort 4.2.3. Luftwechsel und Lüftungsverhalten, CO2 und Luftfeuchte 4.2.4. Regelstrategien des Nutzers zur Raumtemperatur 4.2.5. Beeinflussung des Nutzerverhaltens - allgemein 4.2.6. Nutzerbeeinflussung durch Information 4.2.7. Technische Wünsche 4.2.8. Kühlwunsch 4.2.9. Umwelt, Komfort, Kosten- Treibende Elemente für den Nutzer 4.2.10. Fossile und erneuerbare Energieträger 4.2.11. Paaranalyse, insbesondere Temperatur 4.2.12. Heizkörpergröße und –temperatur (Auslegung) 4.2.13. Wartung der Lüftungstechnischen Anlage 4.2.14. Zu beachtende Randbedingungen für neue Regelungskonzepte vor dem Hintergrund der Einsparung von Heizwärme 4.3. Überprüfung der eingangs aufgestellten Problemstellung 4.4. Clusterbildung 4.4.1. Überprüfung auf offensichtliche Cluster 4.4.2. Finale Clusterbildung 5. Ableitung einer nutzerorientierten Planungsmethodik 5.1. Referenzanlage 5.1.1. Wärmeerzeugung 5.1.2. Wärmeverteilung 5.1.3. Wärmeübergabe 5.1.4. Lüftung 5.1.5. Trinkwassererwärmung 5.1.6. Schulung/Information der Nutzer – Wartung der Anlage 5.2. Aufwertung der Anlagenkonfiguration 5.3. Auslegungskonzept 5.3.1. Auslegung Wärmeerzeuger 5.3.2. Auslegung der Heizflächen 5.3.3. Auslegung hydraulische Komponenten 5.3.4. Auslegung Lüftung 5.4. Regelungskonzept 5.4.1. Nutzerschnittstelle 5.4.2. Vorgaben an die Regelung 5.4.3. Eingaben Fachhandwerkerebene (Erstinstallation) 5.4.4. Folgen der Wahl der jeweiligen Regelstufe durch den Nutzer 5.4.5. Leistungsregelung und Nebenanforderungen 5.5. Anpassung Mehrfamilienhaus 5.6. Anpassung des Auslegungs- und Regelungskonzepts an den Bestand 6. Überprüfung und Fortschreibung der Ergebnisse 6.1. Folgen Energieausweis und Energieberatung/DIN V 18599 6.2. Abschätzung manuelle Heizkurvenverschiebung 6.3. Nutzerwunsch „Duschpanel“ und zukünftiger Verbrauch 6.4. Folgenabschätzung Investition 6.5. Weiterer Forschungsbedarf 6.5.1. Umsetzung in die Praxis 6.5.2. Warmwasserbedarf 6.5.3. Verschattung 6.5.4. Kühlungswunsch 6.5.5. Einfluss von Außenluftdurchlässen auf den Komfort in der Praxis 6.5.6. Dauer der Nachtabsenkung 6.5.7. Art der Tätigkeit und Bekleidung im häuslichen Bereich 6.5.8. Automationskonzept 7. Zusammenfassung und Erarbeitung zielgruppengerechter Empfehlungen 7.1. Allgemeine Zusammenfassung 7.2. Zusammenfassung aus bestimmten Blickwinkeln 7.2.1. Blickwinkel Handwerk 7.2.2. Blickwinkel Normung 7.2.3. Blickwinkel Politik 7.2.4. Blickwinkel Hersteller 7.3. Persönlicher Ausblick 8. Verzeichnisse 8.1. Abbildungsverzeichnis 8.2. Tabellenverzeichnis 8.3. Literaturverzeichnis 9. Anhang 9.1. Dokumentation Vorgehensweise 9.1.1. Beteiligte Personen und Institutionen 9.1.2. Entwicklung Fragebogen 9.1.3. Präsenzumfrage im Detail 9.1.4. Überarbeitung und Korrektur Datensatz Präsenzinterviews vor Auswertung 9.1.5. Dokumentation Datensatz Online 9.1.6. Auslegungsfragen Präsenzumfrage 9.1.7. Verwendete Messgeräte 9.2. Eigene Definitionen und Begrifflichkeiten 9.3. Verwendete statistische Definitionen in der Kurzfassung 9.4. Tabellarische Zusammenfassung des Auslegungs- und Regelungskonzepts bzw. der Referenzanlage 9.4.1. Referenzanlage 9.4.2. Auslegung Wärmeerzeugung und –übergabe 9.4.3. Auslegung Lüftungsanlage 9.4.4. Auslegung Kühlung 9.4.5. Visualisierung Nutzerschnittstelle (Bedienoberfläche Regelung) 9.4.6. Eingaben Fachhandwerkerebene 9.4.7. Vorgaben bei Nutzerwahl „Öko“-Regelstufe 9.4.8. Vorgaben bei Nutzerwahl „Eco“-Regelstufe 9.4.9. Vorgaben bei Nutzerwahl „Komfort“-Regelstufe 9.4.10. Leistungsregelung 9.4.11. Regelungsvorgaben Lüftung 9.4.12. Anpassung Mehrfamilienhaus 9.4.13. Einschränkungen im Bestand 9.5. Belegexemplare 9.5.1. Belegexemplar Fragebogen Präsenzumfrage Liegenschaft 9.5.2. Belegexemplare Fragebogen Präsenzumfrage Bewohner 9.5.3. Belegexemplare Fragebogen Onlineumfrage 9.5.4. Vergleich Online- und Präsenzfragenbogen / Planning and installation in heating technology are based on an idealized user whose behavior and preferences regarding this technology usually are unknown. "Heizen 2020" ("heating technology in the year 2020") examined "the" user against this background statistically by means of a large-scale survey. It turns out that a subdivision of the users into three clusters, which differ significantly in their preferences, is useful. From the clusters a design and control concept is developed that uses - different to the useal planning process - reserves . These reserves are reduced by control technology to the actual user request. Based on the clusters indications for the choice and adaptation of the heating technology are developed.:1. Einleitung 1.1. Ein Wort zur historischen Entwicklung 1.2. Herleitung der Problemstellung 1.3. Erläuterung der Problemstellung 1.4. Beschreibung der Methodik und des daraus resultierenden Aufbaus 2. Literaturrecherche 2.1. Studien mit vorwiegend technischem Hintergrund 2.1.1. Felduntersuchungen zur Begrenzung des natürlichen und erzwungenen Transmissions- und Lüftungswärmeverbrauchs durch Nutzerinformation sowie durch heiz- und regelungstechnische Maßnahmen 2.1.2. Einfluss des Nutzerverhaltens auf den Energieverbrauch in Niedrigenergie- und Passivhäusern 2.1.3. Offenlegungsschrift DE 196 13 021 A1 – Patentanmeldung Vaillant aus dem Jahr 1996 22 2.1.4. Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit – Investitions- und Nutzungskosten in Wohngebäuden gemeinnütziger Bauvereinigungen unter Berücksichtigung energetischer Aspekte 2.2. Studien mit vorwiegend sozialwissenschaftlichem Hintergrund 2.2.1. (Ältere) Studien aus dem Bereich Passivhaus 2.2.2. Wohnkomfort und Heizwärmeverbrauch im Passivhaus und Niedrigenergiehaus 2.2.3. Introducing the prebound effect: the gap between performance and actual energy consumption 2.2.4. Arbeitsgemeinschaft für zeitgemäßes Bauen 2.2.5. Wohnkonzepte als Hilfsmittel für die dauerhafte Bewirtschaftung von Liegenschaften 2.2.6. Wohnen im ökologischen „Haus der Zukunft“ 2.3. Auswertungen auf Datenbasis der Heizkostenabrechnungen 2.3.1. Reale Raumtemperaturen in Mehrfamilienhäusern und Implikationen für die Einschätzung des Heizenergiebedarfs 2.3.2. Auswirkungen der verbrauchsabhängigen Abrechnung in Abhängigkeit von der energetischen Gebäudequalität 2.4. Auswertungen aus dem Bereich Marketing/Kommunikation 2.4.1. Vaillant Wärmebarometer 2012 2.5. Stand der Normung 2.5.1. DIN EN ISO 7730: Ergonomie der thermischen Umgebung 2.5.2. DIN EN 15251: Eingangsparameter für das Raumklima 2.5.3 Vornormenreihe DIN V 18599 – Energetische Bewertung von Gebäuden 2.5.4. Normenreihe DIN EN 12831 – Verfahren zur Berechnung der Normheizlast 2.5.5. DIN 1946-6: Lüftung von Wohnungen 2.5.6. Überarbeitung der DIN 4708 – Dimensionierung von Trinkwarmwasseranlagen 2.5.7. VDI 6030 Blatt 1 – Auslegung von Raumheizflächen – Grundlagen – Auslegung von Raumheizflächen 2.5.8. Schallschutz in der Normung: Normenreihe DIN 4109 (Entwurf), VDI 2081 und VDI 4100 62 2.5.9. VDI 6003 Trinkwassererwärmungsanlagen 2.6. Zusammenfassung Literaturrecherche 3. Nutzerbefragung allgemein 4. Auswertung – Ableitung von neuen Erkenntnissen 4.1. Erste Beschreibung des Datensatzes 4.1.1. Repräsentativität der Umfrage, Eigentum 4.1.2. Altersverteilung, Wohnkonzepte 4.1.3. Onlinebefragung 4.1.4. Präsenzbefragung 4.1.5. Einstufung Wohnkonzepte 4.2. Allgemeine Auswertungen 4.2.1. Raumtemperatur und Behaglichkeit 4.2.2. Warmwasserkomfort 4.2.3. Luftwechsel und Lüftungsverhalten, CO2 und Luftfeuchte 4.2.4. Regelstrategien des Nutzers zur Raumtemperatur 4.2.5. Beeinflussung des Nutzerverhaltens - allgemein 4.2.6. Nutzerbeeinflussung durch Information 4.2.7. Technische Wünsche 4.2.8. Kühlwunsch 4.2.9. Umwelt, Komfort, Kosten- Treibende Elemente für den Nutzer 4.2.10. Fossile und erneuerbare Energieträger 4.2.11. Paaranalyse, insbesondere Temperatur 4.2.12. Heizkörpergröße und –temperatur (Auslegung) 4.2.13. Wartung der Lüftungstechnischen Anlage 4.2.14. Zu beachtende Randbedingungen für neue Regelungskonzepte vor dem Hintergrund der Einsparung von Heizwärme 4.3. Überprüfung der eingangs aufgestellten Problemstellung 4.4. Clusterbildung 4.4.1. Überprüfung auf offensichtliche Cluster 4.4.2. Finale Clusterbildung 5. Ableitung einer nutzerorientierten Planungsmethodik 5.1. Referenzanlage 5.1.1. Wärmeerzeugung 5.1.2. Wärmeverteilung 5.1.3. Wärmeübergabe 5.1.4. Lüftung 5.1.5. Trinkwassererwärmung 5.1.6. Schulung/Information der Nutzer – Wartung der Anlage 5.2. Aufwertung der Anlagenkonfiguration 5.3. Auslegungskonzept 5.3.1. Auslegung Wärmeerzeuger 5.3.2. Auslegung der Heizflächen 5.3.3. Auslegung hydraulische Komponenten 5.3.4. Auslegung Lüftung 5.4. Regelungskonzept 5.4.1. Nutzerschnittstelle 5.4.2. Vorgaben an die Regelung 5.4.3. Eingaben Fachhandwerkerebene (Erstinstallation) 5.4.4. Folgen der Wahl der jeweiligen Regelstufe durch den Nutzer 5.4.5. Leistungsregelung und Nebenanforderungen 5.5. Anpassung Mehrfamilienhaus 5.6. Anpassung des Auslegungs- und Regelungskonzepts an den Bestand 6. Überprüfung und Fortschreibung der Ergebnisse 6.1. Folgen Energieausweis und Energieberatung/DIN V 18599 6.2. Abschätzung manuelle Heizkurvenverschiebung 6.3. Nutzerwunsch „Duschpanel“ und zukünftiger Verbrauch 6.4. Folgenabschätzung Investition 6.5. Weiterer Forschungsbedarf 6.5.1. Umsetzung in die Praxis 6.5.2. Warmwasserbedarf 6.5.3. Verschattung 6.5.4. Kühlungswunsch 6.5.5. Einfluss von Außenluftdurchlässen auf den Komfort in der Praxis 6.5.6. Dauer der Nachtabsenkung 6.5.7. Art der Tätigkeit und Bekleidung im häuslichen Bereich 6.5.8. Automationskonzept 7. Zusammenfassung und Erarbeitung zielgruppengerechter Empfehlungen 7.1. Allgemeine Zusammenfassung 7.2. Zusammenfassung aus bestimmten Blickwinkeln 7.2.1. Blickwinkel Handwerk 7.2.2. Blickwinkel Normung 7.2.3. Blickwinkel Politik 7.2.4. Blickwinkel Hersteller 7.3. Persönlicher Ausblick 8. Verzeichnisse 8.1. Abbildungsverzeichnis 8.2. Tabellenverzeichnis 8.3. Literaturverzeichnis 9. Anhang 9.1. Dokumentation Vorgehensweise 9.1.1. Beteiligte Personen und Institutionen 9.1.2. Entwicklung Fragebogen 9.1.3. Präsenzumfrage im Detail 9.1.4. Überarbeitung und Korrektur Datensatz Präsenzinterviews vor Auswertung 9.1.5. Dokumentation Datensatz Online 9.1.6. Auslegungsfragen Präsenzumfrage 9.1.7. Verwendete Messgeräte 9.2. Eigene Definitionen und Begrifflichkeiten 9.3. Verwendete statistische Definitionen in der Kurzfassung 9.4. Tabellarische Zusammenfassung des Auslegungs- und Regelungskonzepts bzw. der Referenzanlage 9.4.1. Referenzanlage 9.4.2. Auslegung Wärmeerzeugung und –übergabe 9.4.3. Auslegung Lüftungsanlage 9.4.4. Auslegung Kühlung 9.4.5. Visualisierung Nutzerschnittstelle (Bedienoberfläche Regelung) 9.4.6. Eingaben Fachhandwerkerebene 9.4.7. Vorgaben bei Nutzerwahl „Öko“-Regelstufe 9.4.8. Vorgaben bei Nutzerwahl „Eco“-Regelstufe 9.4.9. Vorgaben bei Nutzerwahl „Komfort“-Regelstufe 9.4.10. Leistungsregelung 9.4.11. Regelungsvorgaben Lüftung 9.4.12. Anpassung Mehrfamilienhaus 9.4.13. Einschränkungen im Bestand 9.5. Belegexemplare 9.5.1. Belegexemplar Fragebogen Präsenzumfrage Liegenschaft 9.5.2. Belegexemplare Fragebogen Präsenzumfrage Bewohner 9.5.3. Belegexemplare Fragebogen Onlineumfrage 9.5.4. Vergleich Online- und Präsenzfragenbogen / Planification et l'exécution de la technologie de chauffage sont basées sur un utilisateur idéalisé dont le comportement et les préférences en ce qui concerne cette technologie ne sont généralement pas connus. "Heizen 2020" (technology de chauffage en 2020) a enquêté sur les utilisateurs contre ce contexte statistiquement au moyen d'une enquête à grande échelle. Il se trouve qu'une subdivision des utilisateurs en trois groupes, qui sont diffèrent sensiblement dans leurs préférences, est logique. Basé sur ces groupe un concept de conception et de contrôle est développée. Indépendamment de la procédure précédente ce concept fonctionne avec des réserves dans le processus de planification et l'adaptation à la suite de la demande de l'utilisateur réel en utilisant la technologie de contrôle. Il y a des instructions développées pour sélectionner et ajuster le chauffage à l'utilisateur, sur la base des groupes développés.:1. Einleitung 1.1. Ein Wort zur historischen Entwicklung 1.2. Herleitung der Problemstellung 1.3. Erläuterung der Problemstellung 1.4. Beschreibung der Methodik und des daraus resultierenden Aufbaus 2. Literaturrecherche 2.1. Studien mit vorwiegend technischem Hintergrund 2.1.1. Felduntersuchungen zur Begrenzung des natürlichen und erzwungenen Transmissions- und Lüftungswärmeverbrauchs durch Nutzerinformation sowie durch heiz- und regelungstechnische Maßnahmen 2.1.2. Einfluss des Nutzerverhaltens auf den Energieverbrauch in Niedrigenergie- und Passivhäusern 2.1.3. Offenlegungsschrift DE 196 13 021 A1 – Patentanmeldung Vaillant aus dem Jahr 1996 22 2.1.4. Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit – Investitions- und Nutzungskosten in Wohngebäuden gemeinnütziger Bauvereinigungen unter Berücksichtigung energetischer Aspekte 2.2. Studien mit vorwiegend sozialwissenschaftlichem Hintergrund 2.2.1. (Ältere) Studien aus dem Bereich Passivhaus 2.2.2. Wohnkomfort und Heizwärmeverbrauch im Passivhaus und Niedrigenergiehaus 2.2.3. Introducing the prebound effect: the gap between performance and actual energy consumption 2.2.4. Arbeitsgemeinschaft für zeitgemäßes Bauen 2.2.5. Wohnkonzepte als Hilfsmittel für die dauerhafte Bewirtschaftung von Liegenschaften 2.2.6. Wohnen im ökologischen „Haus der Zukunft“ 2.3. Auswertungen auf Datenbasis der Heizkostenabrechnungen 2.3.1. Reale Raumtemperaturen in Mehrfamilienhäusern und Implikationen für die Einschätzung des Heizenergiebedarfs 2.3.2. Auswirkungen der verbrauchsabhängigen Abrechnung in Abhängigkeit von der energetischen Gebäudequalität 2.4. Auswertungen aus dem Bereich Marketing/Kommunikation 2.4.1. Vaillant Wärmebarometer 2012 2.5. Stand der Normung 2.5.1. DIN EN ISO 7730: Ergonomie der thermischen Umgebung 2.5.2. DIN EN 15251: Eingangsparameter für das Raumklima 2.5.3 Vornormenreihe DIN V 18599 – Energetische Bewertung von Gebäuden 2.5.4. Normenreihe DIN EN 12831 – Verfahren zur Berechnung der Normheizlast 2.5.5. DIN 1946-6: Lüftung von Wohnungen 2.5.6. Überarbeitung der DIN 4708 – Dimensionierung von Trinkwarmwasseranlagen 2.5.7. VDI 6030 Blatt 1 – Auslegung von Raumheizflächen – Grundlagen – Auslegung von Raumheizflächen 2.5.8. Schallschutz in der Normung: Normenreihe DIN 4109 (Entwurf), VDI 2081 und VDI 4100 62 2.5.9. VDI 6003 Trinkwassererwärmungsanlagen 2.6. Zusammenfassung Literaturrecherche 3. Nutzerbefragung allgemein 4. Auswertung – Ableitung von neuen Erkenntnissen 4.1. Erste Beschreibung des Datensatzes 4.1.1. Repräsentativität der Umfrage, Eigentum 4.1.2. Altersverteilung, Wohnkonzepte 4.1.3. Onlinebefragung 4.1.4. Präsenzbefragung 4.1.5. Einstufung Wohnkonzepte 4.2. Allgemeine Auswertungen 4.2.1. Raumtemperatur und Behaglichkeit 4.2.2. Warmwasserkomfort 4.2.3. Luftwechsel und Lüftungsverhalten, CO2 und Luftfeuchte 4.2.4. Regelstrategien des Nutzers zur Raumtemperatur 4.2.5. Beeinflussung des Nutzerverhaltens - allgemein 4.2.6. Nutzerbeeinflussung durch Information 4.2.7. Technische Wünsche 4.2.8. Kühlwunsch 4.2.9. Umwelt, Komfort, Kosten- Treibende Elemente für den Nutzer 4.2.10. Fossile und erneuerbare Energieträger 4.2.11. Paaranalyse, insbesondere Temperatur 4.2.12. Heizkörpergröße und –temperatur (Auslegung) 4.2.13. Wartung der Lüftungstechnischen Anlage 4.2.14. Zu beachtende Randbedingungen für neue Regelungskonzepte vor dem Hintergrund der Einsparung von Heizwärme 4.3. Überprüfung der eingangs aufgestellten Problemstellung 4.4. Clusterbildung 4.4.1. Überprüfung auf offensichtliche Cluster 4.4.2. Finale Clusterbildung 5. Ableitung einer nutzerorientierten Planungsmethodik 5.1. Referenzanlage 5.1.1. Wärmeerzeugung 5.1.2. Wärmeverteilung 5.1.3. Wärmeübergabe 5.1.4. Lüftung 5.1.5. Trinkwassererwärmung 5.1.6. Schulung/Information der Nutzer – Wartung der Anlage 5.2. Aufwertung der Anlagenkonfiguration 5.3. Auslegungskonzept 5.3.1. Auslegung Wärmeerzeuger 5.3.2. Auslegung der Heizflächen 5.3.3. Auslegung hydraulische Komponenten 5.3.4. Auslegung Lüftung 5.4. Regelungskonzept 5.4.1. Nutzerschnittstelle 5.4.2. Vorgaben an die Regelung 5.4.3. Eingaben Fachhandwerkerebene (Erstinstallation) 5.4.4. Folgen der Wahl der jeweiligen Regelstufe durch den Nutzer 5.4.5. Leistungsregelung und Nebenanforderungen 5.5. Anpassung Mehrfamilienhaus 5.6. Anpassung des Auslegungs- und Regelungskonzepts an den Bestand 6. Überprüfung und Fortschreibung der Ergebnisse 6.1. Folgen Energieausweis und Energieberatung/DIN V 18599 6.2. Abschätzung manuelle Heizkurvenverschiebung 6.3. Nutzerwunsch „Duschpanel“ und zukünftiger Verbrauch 6.4. Folgenabschätzung Investition 6.5. Weiterer Forschungsbedarf 6.5.1. Umsetzung in die Praxis 6.5.2. Warmwasserbedarf 6.5.3. Verschattung 6.5.4. Kühlungswunsch 6.5.5. Einfluss von Außenluftdurchlässen auf den Komfort in der Praxis 6.5.6. Dauer der Nachtabsenkung 6.5.7. Art der Tätigkeit und Bekleidung im häuslichen Bereich 6.5.8. Automationskonzept 7. Zusammenfassung und Erarbeitung zielgruppengerechter Empfehlungen 7.1. Allgemeine Zusammenfassung 7.2. Zusammenfassung aus bestimmten Blickwinkeln 7.2.1. Blickwinkel Handwerk 7.2.2. Blickwinkel Normung 7.2.3. Blickwinkel Politik 7.2.4. Blickwinkel Hersteller 7.3. Persönlicher Ausblick 8. Verzeichnisse 8.1. Abbildungsverzeichnis 8.2. Tabellenverzeichnis 8.3. Literaturverzeichnis 9. Anhang 9.1. Dokumentation Vorgehensweise 9.1.1. Beteiligte Personen und Institutionen 9.1.2. Entwicklung Fragebogen 9.1.3. Präsenzumfrage im Detail 9.1.4. Überarbeitung und Korrektur Datensatz Präsenzinterviews vor Auswertung 9.1.5. Dokumentation Datensatz Online 9.1.6. Auslegungsfragen Präsenzumfrage 9.1.7. Verwendete Messgeräte 9.2. Eigene Definitionen und Begrifflichkeiten 9.3. Verwendete statistische Definitionen in der Kurzfassung 9.4. Tabellarische Zusammenfassung des Auslegungs- und Regelungskonzepts bzw. der Referenzanlage 9.4.1. Referenzanlage 9.4.2. Auslegung Wärmeerzeugung und –übergabe 9.4.3. Auslegung Lüftungsanlage 9.4.4. Auslegung Kühlung 9.4.5. Visualisierung Nutzerschnittstelle (Bedienoberfläche Regelung) 9.4.6. Eingaben Fachhandwerkerebene 9.4.7. Vorgaben bei Nutzerwahl „Öko“-Regelstufe 9.4.8. Vorgaben bei Nutzerwahl „Eco“-Regelstufe 9.4.9. Vorgaben bei Nutzerwahl „Komfort“-Regelstufe 9.4.10. Leistungsregelung 9.4.11. Regelungsvorgaben Lüftung 9.4.12. Anpassung Mehrfamilienhaus 9.4.13. Einschränkungen im Bestand 9.5. Belegexemplare 9.5.1. Belegexemplar Fragebogen Präsenzumfrage Liegenschaft 9.5.2. Belegexemplare Fragebogen Präsenzumfrage Bewohner 9.5.3. Belegexemplare Fragebogen Onlineumfrage 9.5.4. Vergleich Online- und Präsenzfragenbogen

Room models, currently used for controller tests, assume the room air to be perfectly mixed. A new room model is developed, assuming non-homogeneous room conditions and distinguishing between different sensor positions. From measurement in real test rooms and detailed CFD simulations, a list of convective phenomena is obtained that has to be considered in the development of a model for a room equipped with different HVAC systems. The zonal modelling approach that divides the room air into several sub-volumes is chosen, since it is able to represent the important convective phenomena imposed on the HVAC system. The convective room model is divided into two parts: a zonal model, representing the air at the occupant zone and a second model, providing the conditions at typical sensor positions. Using this approach, the comfort conditions at the occupant zone can be evaluated as well as the impact of different sensor positions. The model is validated for a test room equipped with different HVAC systems. Sensitivity analysis is carried out on the main parameters of the model. Performance assessment and energy consumption are then compared for different sensor positions in a room equipped with different HVAC systems. The results are also compared with those obtained when a well-mixed model is used. A main conclusion of these tests is, that the differences obtained, when changing the position of the controller's sensor, is a function of the HVAC system and controller type. The differences are generally small in terms of thermal comfort but significant in terms of overall energy consumption. For different HVAC systems the cases are listed, in which the use of a simplified model is not recommended. This PhD has been submitted in accordance to the conditions for attaining both the French and the German degree of a PhD, on a co-national basis, in the frame of a statement of the French government from January 18th, 1994. The research has been carried out in the Automation and Energy Management Group (AGE), Department of Sustainable Development (DDD), at the "Centre Scientifique et Technique du Bâtiment" (CSTB) in Marne la Vallée, France, in collaboration with the "Centre Energétique" (CENERG) at the "Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris" (ENSMP), Paris, France and the Technical University of Dresden (TUD), Germany.

Immer wieder ist zu beobachten, wie schwierig es für Lernende im gewerblich-technischen Bereich ist, einen verständnisvollen Zugang zu komplexen technischen Systemen zu finden und wie schwer es ihnen fällt, geeignete mentale Modelle mit ausreichend großer Reichweite zum erfolgreichen Umgang mit komplexem Systemverhalten für ihren späteren Beruf zu entwickeln. Vor dem Hintergrund dieser unterrichtspraktischen Relevanz thematisiert der vorliegende Beitrag als übergeordnetes Ziel, mit Hilfe computergestützter Modellbildung und Simulation (CMS) das Erfassen und Beherrschen komplexer technischer Systeme zum Aufbau beruflicher Handlungskompetenz als wesentlicher Bestandteil des Bildungsauftrags der Berufsschule in verstärktem Maße unterrichtlich etablieren zu können. Eine vorrangige Aufgabe dabei ist es, Lehrenden bei der praktischen Gestaltung geeigneter Lernsituationen Hilfestellung zu leisten bei der Entscheidung, ob und in welcher Form computergestützte Modellbildung und Simulation zum Zwecke ihrer unterrichtlichen Entwicklung sowie einer geeigneten Diagnostik geeignet ist. Den Lehrenden im Bereich der gewerblichen Bildung soll so eine Möglichkeit aufgezeigt werden, wie die Entwicklung und Förderung dieser bereichsübergreifenden Kompetenzen angelegt sein sollte und wie sie diese in ihrem Unterricht entwickeln und nutzen können. Dabei wird offensichtlich, dass komplexe Problemlösekompetenz durch lediglich einen einzigen, umfassenden Indikator nicht bestimm- beziehungsweise darstellbar ist. Die Befähigung zum Lösen komplexer Probleme ist jeweils nur in einem Bündel einzelner Kompetenzen darstellbar. Im konkreten Einzelfall ist jedoch recht gut beschreibbar, welche Komponenten zu diesem Bündel gehören. Eine allgemeine, Domänen unabhängige komplexe Problemlösekompetenz, die in spezifischen Kontexten und unterschiedlichen Berufsfeldern flexibel eingesetzt werden könnte, gibt es nicht. Der Grund liegt u. a. darin, dass Wissen als auch Fähigkeiten und Kompetenzen kontextgebunden sind. Erst über mannigfaltige und zeitintensive Einübungen können sie zunehmend bereichsübergreifend verallgemeinert werden. Mit der im empirischen Teil vorgestellten Untersuchung wird versucht, zur bislang im gewerblich-technischen Bereich nur sehr gering ausgeprägten experimentellen Fundierung der Entwicklung und Erfassung von Kompetenzen mit computergestützter Modellbildung und Simulation (CMS) beizutragen. Hauptanliegen der quasiexperimentellen und explorativen Studie war es, in der beruflichen Erstausbildung an einem ausgewählten regelungstechnischen Beispiel zu prüfen, ob Lernenden über CMS unter der Verwendungsperspektive als so genanntes „Kognitives Tool“ eine (alternative) Zugangs- beziehungsweise Erschließungsmöglichkeit für den erfolgreichen Umgang mit komplexen technischen Systemen ermöglicht werden kann. An dem ausgewählten regelungstechnischen Beispiel wurde untersucht, ob Auszubildenden der Berufsschule, die über keine Kenntnisse in höherer Mathematik verfügen, ein solcher Zugang zu komplexem Systemverhalten gelingen kann. Im Rahmen der empirischen Untersuchungen der Arbeit konnte gezeigt werden, dass computergestützte Modellbildung und Simulation, wenn sie unter bestimmten Konstruktionsbedingungen entwickelt und unter bestimmten Implementationsbedingungen eingesetzt wird, Lernergebnisse erbringt, die den theoretischen Anforderungen an Entwicklung und Erfassung einer komplexen Problemlösekompetenz genügen. In diesem Zusammenhang konnte auch aufgezeigt werden, dass sich eine komplexe Problemlösekompetenz in einer beruflichen Domäne operationalisieren und es sich beobachten lässt, ob bei den Auszubildenden eine Bewegung in Richtung auf den Aufbau entsprechender Fähigkeiten festzustellen ist. Genau so wichtig ist es aber auch zu zeigen, dass der Einsatz computergestützter Modellbildung undSimulation kein Selbstläufer ist, sondern vielmehr seitens der Lehrenden ein didaktisches Expertenwissen voraussetzt. Das Problem der notwendigen Balance zwischen (Lerner-)Konstruktion und (Lehrer-)Instruktion wurde in der Arbeit ausführlich dargestellt. Sind diese Bedingungen gegeben, so führt die Gestaltung computerbasierter Lernumgebungen durch Modellbildung und Simulation bei der unterrichtlichen Förderung einer Problemlösekompetenz zum erfolgreichen Umgang mit komplexen technischen Systemen zu einer tiefen Elaboration von Konzepten und Zusammenhängen.

Room models, currently used for controller tests, assume the room air to be perfectly mixed. A new room model is developed, assuming non-homogeneous room conditions and distinguishing between different sensor positions. From measurement in real test rooms and detailed CFD simulations, a list of convective phenomena is obtained that has to be considered in the development of a model for a room equipped with different HVAC systems. The zonal modelling approach that divides the room air into several sub-volumes is chosen, since it is able to represent the important convective phenomena imposed on the HVAC system. The convective room model is divided into two parts: a zonal model, representing the air at the occupant zone and a second model, providing the conditions at typical sensor positions. Using this approach, the comfort conditions at the occupant zone can be evaluated as well as the impact of different sensor positions. The model is validated for a test room equipped with different HVAC systems. Sensitivity analysis is carried out on the main parameters of the model. Performance assessment and energy consumption are then compared for different sensor positions in a room equipped with different HVAC systems. The results are also compared with those obtained when a well-mixed model is used. A main conclusion of these tests is, that the differences obtained, when changing the position of the controller's sensor, is a function of the HVAC system and controller type. The differences are generally small in terms of thermal comfort but significant in terms of overall energy consumption. For different HVAC systems the cases are listed, in which the use of a simplified model is not recommended. This PhD has been submitted in accordance to the conditions for attaining both the French and the German degree of a PhD, on a co-national basis, in the frame of a statement of the French government from January 18th, 1994. The research has been carried out in the Automation and Energy Management Group (AGE), Department of Sustainable Development (DDD), at the "Centre Scientifique et Technique du Bâtiment" (CSTB) in Marne la Vallée, France, in collaboration with the "Centre Energétique" (CENERG) at the "Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris" (ENSMP), Paris, France and the Technical University of Dresden (TUD), Germany.