In diesem Beitrag werden Methoden der gebäudebasierten Erfassung der Siedlungsstruktur, deren Veränderung und Visualisierung vorgestellt. Die Analyse der Siedlungsentwicklung mit SEMENTA®-CHANGE basiert auf der automatisierten Auswertung topographischer Kartenwerke verschiedenster Zeitstände im Maßstab 1:25 000. Der Verfahrensansatz leistet einen wichtigen Beitrag für die Planung, da er für große Flächen eine Verortung der Gebäude-, Siedlungsflächen- und Siedlungsstrukturentwicklung der vergangenen Jahrzehnte erlaubt und sich daraus auch wertvolle Aussagen über die Wirksamkeit von raumplanerischen Instrumenten (z. B. Verhältnis der Innen- zur Außenentwicklung) ableiten lassen. Beispielhaft werden an ausgewählten Projektergebnissen das Anwendungspotenzial sowie die Grenzen des Verfahrens diskutiert.

Dieser Beitrag fokussiert auf Ansätze, die der Abschätzung des deutschen Bestandes von Wohn- und Nichtwohngebäuden dienen. Insbesondere werden rasterbasierte Gebäudedaten sowie gemeindescharfe Schätzergebnisse eines bereits etablierten Ansatzes vorgestellt, analysiert und bewertet. In Verbindung mit modernen Daten der amtlichen Geoinformation (Geobasisdaten) zeichnen sich neue, innovative Möglichkeiten ab, um künftig auf kleinräumiger Ebene den Gebäudebestand zu bestimmen. Das Leibniz-Institut für ökologische Raumentwicklung (IÖR) verfolgt vor diesem Hintergrund mit dem Projekt „Raumbezogenes Data Mining“ das Ziel, analytische Potenziale und Visualisierungsmöglichkeiten von zeitgemäßen Methoden des Data Mining und der Knowledge Discovery für die Raumforschung zu erschließen und in der Perspektive verborgene planungsrelevante Raummuster und Zusammenhänge im hochdimensionalen Geodatenbestand zu extrahieren.

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Die vorliegende Arbeit befasst sich mit datengetriebenen Modellierungsansätzen in der Gebäudetechnik zum Zweck des Entwurfs modellprädiktiver Regler. Dabei widmet sich der erste Teil (Kapitel 2 und 3) im Wesentlichen den theoretischen Grundlagen der Systemidentifikation wohingegen im zweiten Teil (Kapitel 4 bis 6) praktische Anwendungen der Identifikation sowie die Implementierung modellprädiktiver Regler im Gebäudebereich im Vordergrund stehen. Die Grundlage der Arbeit stellt die Systemidentifikation mittels der Prädiktionsfehlerminimierung (Prediction Error Minimization – PEM) dar, deren Basis stochastische Modelle dynamischer Systeme bilden. Daher wird ausgehend von den unterschiedlichen Darstellungsformen stochastischer linearer zeitinvarianter Systeme (LTI-Systeme) die Problematik der optimalen Prädiktion thematisiert, wobei ein allgemeiner Ausdruck zur Berechnung der Mehrschrittprädiktion von LTI-Systemen hergeleitet wird. Anschließend werden Implementierungsaspekte von Mehr- bzw. Multischritt-PEM-Verfahren diskutiert und der Schätzer im Frequenzbereich analysiert, wobei sich verglichen mit der 1-Schritt-PEM eine erwartungsgemäß andere Wichtung des geschätzten Modells im Frequenzbereich ergibt. Die aus diesen Untersuchungen gewonnen Identifizierbarkeitsbedingungen entsprechen im offenen Regelkreis den bekannten Bedingungen der 1-Schritt-PEM, wohingegen sich im geschlossenen Regelkreis eine restriktivere Bedingung ergibt. Die weiterhin durchgeführte Genauigkeitsanalyse führt letztlich zu einem Ausdruck für die Abschätzung der Schätzfehlerkovarianzmatrix der Modellparameter, welche wiederum für die Varianz- bzw. Konfidenzschätzung anderer Systemmerkmale genutzt werden kann. In der Gebäudetechnik spielen nichtlineare Modellansätze eine wichtige Rolle. Für diese ist die explizite Berechnung der optimalen Prädiktion, und damit eine Identifikation mittels PEM, in der Regel problematisch bzw. nicht möglich. In der Arbeit werden daher zwei nichtlineare Modellstrukturen vorgeschlagen, für welche entsprechende Ausdrücke angegeben werden können, sodass eine direkte Anwendung der PEM ermöglicht wird. Dabei hat sich im Anwendungsteil der Arbeit herausgestellt, dass einer dieser Ansätze sinnvoll in der Gebäudetechnik genutzt werden kann. Aufgrund der Ähnlichkeit zum linearen Fall können zudem die Ideen, die typischerweise für die Parametrierung stochastischer LTI Systeme genutzt werden, auf den nichtlinearen Fall übertragen werden. Im Anwendungsteil der Arbeit wird dann die Nutzung der PEM im Gebäudebereich anhand praktisch aufgenommener Messdaten einiger Demonstratoren veranschaulicht. Es werden Modell- und Identifikationsansätze für die Schätzung von thermischen Raummodellen sowie einer Gastherme und einer Wärmepumpe vorgeschlagen, wobei plausible Identifikationsergebnisse erzielt werden konnten. Weiterhin wird im Rahmen der Identifikation von thermischen Raummodellen auch auf die wichtige Problematik nicht messbarer Störungen (z. B. Raumbelegung sowie Wärmeströme aus Nachbarräumen) eingegangen und mögliche Lösungsansätze aufgezeigt. Aufgrund der umfangreichen Sensorausstattung einiger Demonstratoren konnte zudem ein direkter Vergleich eines LTI-Modells mit dem obig genannten nichtlinearen Modellansatz durchgeführt werden, wobei eine vergleichbare Prädiktionsgüte beider Modellierungsansätze festgestellt wurde. Im letzten Teil wird dann der Entwurf modellprädiktiver Regler anhand zweier typischer Beispiele aus der Gebäudetechnik veranschaulicht. Für die Demonstration des Vorgehens werden Regelstreckenmodelle mittels der Modelica Buildings Bibliothek entworfen und dann für die Generierung synthetischer Daten verwendet, welche zur Identifikation von Modellen für den MPC Entwurf verwendet werden. Die identifizierten Modelle sind in beiden Fällen in der Lage das dynamische Verhalten des Modelica Prozessmodells hinreichend gut vorherzusagen, was die Sinnhaftigkeit des gewählten Modellierungs- bzw. Identifikationsansatzes untermauert. Aufbauend wird dann für beide Beispiele auf die Formulierung einer prädiktiven Regelungsstrategie eingegangen, wobei spezielle Modelleigenschaften ausgenutzt werden. Für beide Beispiele konnten simulativ Vorteile gegenüber einer konventionellen Regelungsstrategie nachgewiesen werden.

In Sachsen verfügt die extreme Rechte über zahlreiche Zugangsmöglichkeiten zu verschiedenen Objekten. Seit vielen Jahren gibt es Treffpunkte und Veranstaltungsorte über alle Landkreise und kreisfreien Städte verteilt. Hinzugekommen ist nun seit einigen Jahren der Trend, eigene Objekte zu erwerben und selbst zu besitzen. Das Kulturbüro Sachsen e.V. hat diese Entwicklungen in den letzten Jahren vermehrt wahrgenommen. Redaktionssschluss: Dezember 2021

Der 2. Präsenz- Workshop des Forschungsprojektes „EVERSOL-MFH“ fand diesmal unter besonderen Voraussetzungen bei der eG Wohnen 1902 in Cottbus statt. In direkter Nachbarschaft zu den im Projekt untersuchten Sonnenhäusern kamen ca. 50 Teilnehmer aus Forschung, Wohnungswirtschaft und Planungsbüros mit gebührendem Abstand zusammen. Zusätzlich konnten an zwei Tagen jeweils weitere fast 20 Interessierte der Onlineübertragung aller Vorträge folgen und sich so auch an den anschließenden Diskussionen über den Chat beteiligen. Diese besondere Herausforderung gelang nach anfänglichen Startschwierigkeiten und wird für folgende Workshops als interessante Zusatzoption geplant. Dank vieler Gastbeiträge wurde insgesamt eine reiche Vortragsvielfalt rund um den Themenschwerpunkt “Bauen der Zukunft“ vorgestellt: • Mietmodelle und rechtliche Hürden • Neue Geschäftsfelder für die Wohnungswirtschaft • Mieterbefragungen mit Blick auf zukünftige Herausforderungen • Vorstellung von Messdaten und Nutzereinfluss bei Pauschalmiete • Sinnvolle Energieversorgungssysteme für das Mehrfamilienhaus, Status quo bei der Solarthermie und Praxisbeispielen • Alternative Sanierungsstrategien und PV-Fassaden mit Eigennutzung Im vorliegenden Tagungsband sind freigegebene Vorträge sowie einzelne Inhalte des Workshops noch einmal tiefergehend dargestellt. Weitere Informationen zum Workshop sowie zum EVERSOL-Projekt sind auf der Projekthomepage unter https://eversol.iwtt.tu-freiberg.de/workshop-2020.html zu finden.:Liste der Herausgeber .......................................................................................... 5 Danksagung ......................................................................................................... 7 Zusammenfassung ............................................................................................... 9 1. Mit Low Tech zu High Savings – warum reduzierte Gebäudetechnik mit autarkem Energiekonzept im Wohnungsbau die Zukunft ist ............................................... 10 2. Pauschalmieten in der WoWi – ein ökonomisches Anreizmodell? ................... 12 3. Energiekennwerte und Nutzereinfluss zweier teilautarker Mehrfamilienhäuser über 1 ½ Jahre Monitoring .................................................................................. 16 4. Neue Geschäftsfelder für die Wohnungswirtschaft- Möglichkeiten und Chancen am Projektbeispiel Winner .................................................................................. 26 5. Wärmepumpe & PV = sinnvolle Energieversorgung im Mehrfamilienhaus? .... 30 6. Energiesprong – Serielles Sanieren von Mehrfamilienhäusern....................... 42 7. Ergebnisse der Mieterbefragungen der Sonnenhäuser vor dem Hintergrund zukünftiger Smart-Home Gebäude ..................................................................... 46 8. Status quo Solarthermie – Ertragskontrolle und neueste Entwicklungen ....... 52 9. WINNER – Projekt .......................................................................................... 60 10. Solarenergie auf Wohnungsebene – heute die Stadt von morgen bauen ... 64 Fazit und Ausblick Eversol Workshop ................................................................ 66

Die Unfallkasse Sachsen möchte Schulträgern, Schulen sowie Planerinnen und Planern mit diesen Hinweisen, die keinen Anspruch auf Vollständigkeit haben, eine Planungshilfe an die Hand geben. Sie basiert auf dem geltenden Vorschriftenwerk, Unfallschwerpunkten und der langjährigen Beratungserfahrung der Unfallkasse. Ausgabe Mai 2022

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Die Unfallkasse Sachsen möchte Trägern und Leitungen von Kindertageseinrichtungen sowie Planerinnen und Planern mit diesen Hinweisen, die keinen Anspruch auf Vollständigkeit haben, eine Planungshilfe an die Hand geben. Sie basiert auf dem geltenden Vorschriftenwerk, Unfallschwerpunkten und langjähriger Beratungserfahrung der Unfallkasse. Ausgabe Mai 2022

Heutzutage gewinnt die Simulation von Gebäuden und Anlagen zunehmend an Bedeutung, um die Betriebsweise der Anlagen zu diagnostizieren bzw. zu bewerten und den Energiebedarf vorherzusagen. Dabei hängt die erzielte Genauigkeit von dem Kompliziertheitsgrad des angewendeten Simulationsprogramms ab. Deshalb ist Modellbildung und -validierung ein sehr wichtiger Bestandteil eines Softwareentwicklungsprozesses, um die Zuverlässigkeit zu sichern. Am Institut für Thermodynamik und Technische Gebäudeausrüstung liegen zahlreiche Simulationsmodelle vor. Im Rahmen dieser vorliegenden Arbeit wurden weitere benötigte Modelle (hygrisches Verhalten der Wände (vereinfachtes Verfahren), Rippenrohrwärmeüberträger, Wärmeregenerator et al.) entwickelt und in das Programm TRNSYS eingefügt sowie die vorhandenen Modelle an ihre Genauigkeit angepasst. Insbesondere sind dies die Modelle für Splitsysteme bei stetiger und nichtstetiger Regelung mit der detaillierten Betrachtung des Anlagenverhaltens sowohl beim Voll- als auch beim Teillastbetrieb. Damit ist es erstmals gelungen, das gesamte Anlagensystem der Splittechnik ausführlich zu beschreiben. Um die analytische Validierung durchführen zu können, wurden die analytischen Modelle für eine Splitanlage bei stetiger und nichtstetiger Regelung unter den vordefinierten Randbedingungen entwickelt. Zur analytischen Validierung finden auch die vorhandenen Simulationsmodelle Anwendung, so dass sich die meisten Komponenten und das Simulationsprogramm TRNSYS verifizieren ließen. Diese Validierung erfolgte im Rahmen des IEA-SHC/HVAC BESTEST TASK 22. Da an diesem TASK verschiedene Forschungsinstitutionen mit jeweils unterschiedlichen Simulationsprogrammen teilnahmen, ergab sich die beste Möglichkeit, vergleichende Tests durchzuführen. Wenn dabei ein Programm signifikante Unterschiede zu den anderen liefert, liegt dies nicht immer an Programmfehlern. Aber kollektive Erfahrungen aus diesem TASK zeigen, dass bei Abweichungen meistens Fehler bzw. fragwürdige Algorithmen gefunden wurden. Nachdem das Simulationsprogramm TRNSYS validiert war, erfolgte die Erstellung eines Konzeptes zur Fehlererkennung und Diagnose der Regelstrategien von RLTA. Das Verfahren erlaubt sowohl die Beseitigung der möglichen Fehler in der Planungsphase beim Entwurf der Regelstrategien als auch den Test der vorhandenen Regelstrategien. Dies erhöht die Zuverlässigkeit und damit die Sicherheit beim Anlagenbetrieb. Schließlich dient das Verfahren als Werkzeug zur Optimierung der Betriebsweise von RLTA. Das Regelverhalten wurde anhand typischer Fälle vorgestellt und diskutiert. Mit Hilfe des Verfahrens zur Fehlererkennung und Diagnose der Betriebsweise von RLTA ließen sich vorhandene Regelstrategien testen und verbessern.