Eine Plattform für die Wissenschaft: Bauingenieurwesen, Architektur und Urbanistik
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Entwicklung fuzzybasierter Leitkomponenten für das Klimamanagement in der präventiven Konservierung
Eine Aufgabe der präventiven Konservierung ist die Vermeidung von Klimaschäden an Kulturgütern. Hierzu sollten geeignete Klimabereiche eingehalten und Klimaschwankungen möglichst reduziert werden. Neben der bauphysikalischen Anpassung der Gebäudedynamik können Lüftungs- und Klimatisierungsstrategien dazu beitragen, die Anforderungen an das Raumklima bestmöglich zu erfüllen. Allerdings ergibt sich dabei die Problemstellung, dass diese Anforderungen oft nicht exakt definiert werden können. Zielbereiche und Schwankungsbreiten können meist lediglich auf Basis von Expertenwissen festgelegt werden, wobei oftmals Kompromisse geschlossen werden müssen. In der vorliegenden Arbeit wird der Ansatz verfolgt, diese Anforderungen mit Hilfe der Fuzzy-Theorie zu formulieren, geeignete Fuzzy-Methoden zu entwickeln und in Leitkomponenten für Lüftung und Klimatisierung anzuwenden. Zunächst werden die Grundlagen zur Entscheidungsfindung mittels Fuzzy-Methoden und zur Bauklimatik beschrieben. Im Anschluss wird eine Simulationsumgebung für theoretische Untersuchungen zu den Leitkomponenten beschrieben. Die Realisierbarkeit der Leitkomponenten wird an prototypischen Entwicklungen im Rahmen eines webbasierten Leitsystems demonstriert. Bei der ersten Anwendung handelt es sich um ein Entscheidungshilfesystem zur manuellen Lüftung. Hier werden Vorhersagen zum Raum- und Außenklima durch unscharfe Intervalle berücksichtigt. Mit Hilfe der Fuzzy-Arithmetik werden mögliche, durch zukünftige Lüftungseingriffe bedingte, Klimaschwankungen vorhergesagt, mit unscharfen Anforderungen verglichen und dem Nutzer eine Entscheidungshilfe zur Lüftung ausgegeben. Die zweite Anwendung beschreibt eine Führung von Lüftungsanlagen zur Feuchteregulierung. Dort werden Grenzwerte für eine Lüftungslogik dynamisch nachgeführt, um die (durch die Lüftung hervorgerufenen) Gradienten der relativen Feuchte zu beschränken. Bei der dritten Leitkomponente wird eine Trajektorienplanung von Sollwerten für Heizungsregelkreise auf Basis unscharfer zukünftiger Behaglichkeitsanforderungen und unscharfen Restriktionen bezüglich der Sollwertänderung vorgeschlagen. Als weitere, weniger detailliert betrachtete und lediglich konzeptionell vorgestellte, Leitkomponenten werden die Führung von Feuchteregelkreisen und die Führung von Heizungsregelkreisen ohne Behaglichkeitskriterien beschrieben.
Entwicklung fuzzybasierter Leitkomponenten für das Klimamanagement in der präventiven Konservierung
Eine Aufgabe der präventiven Konservierung ist die Vermeidung von Klimaschäden an Kulturgütern. Hierzu sollten geeignete Klimabereiche eingehalten und Klimaschwankungen möglichst reduziert werden. Neben der bauphysikalischen Anpassung der Gebäudedynamik können Lüftungs- und Klimatisierungsstrategien dazu beitragen, die Anforderungen an das Raumklima bestmöglich zu erfüllen. Allerdings ergibt sich dabei die Problemstellung, dass diese Anforderungen oft nicht exakt definiert werden können. Zielbereiche und Schwankungsbreiten können meist lediglich auf Basis von Expertenwissen festgelegt werden, wobei oftmals Kompromisse geschlossen werden müssen. In der vorliegenden Arbeit wird der Ansatz verfolgt, diese Anforderungen mit Hilfe der Fuzzy-Theorie zu formulieren, geeignete Fuzzy-Methoden zu entwickeln und in Leitkomponenten für Lüftung und Klimatisierung anzuwenden. Zunächst werden die Grundlagen zur Entscheidungsfindung mittels Fuzzy-Methoden und zur Bauklimatik beschrieben. Im Anschluss wird eine Simulationsumgebung für theoretische Untersuchungen zu den Leitkomponenten beschrieben. Die Realisierbarkeit der Leitkomponenten wird an prototypischen Entwicklungen im Rahmen eines webbasierten Leitsystems demonstriert. Bei der ersten Anwendung handelt es sich um ein Entscheidungshilfesystem zur manuellen Lüftung. Hier werden Vorhersagen zum Raum- und Außenklima durch unscharfe Intervalle berücksichtigt. Mit Hilfe der Fuzzy-Arithmetik werden mögliche, durch zukünftige Lüftungseingriffe bedingte, Klimaschwankungen vorhergesagt, mit unscharfen Anforderungen verglichen und dem Nutzer eine Entscheidungshilfe zur Lüftung ausgegeben. Die zweite Anwendung beschreibt eine Führung von Lüftungsanlagen zur Feuchteregulierung. Dort werden Grenzwerte für eine Lüftungslogik dynamisch nachgeführt, um die (durch die Lüftung hervorgerufenen) Gradienten der relativen Feuchte zu beschränken. Bei der dritten Leitkomponente wird eine Trajektorienplanung von Sollwerten für Heizungsregelkreise auf Basis unscharfer zukünftiger Behaglichkeitsanforderungen und unscharfen Restriktionen bezüglich der Sollwertänderung vorgeschlagen. Als weitere, weniger detailliert betrachtete und lediglich konzeptionell vorgestellte, Leitkomponenten werden die Führung von Feuchteregelkreisen und die Führung von Heizungsregelkreisen ohne Behaglichkeitskriterien beschrieben.
Entwicklung fuzzybasierter Leitkomponenten für das Klimamanagement in der präventiven Konservierung
Arnold, Christian (Autor:in) / Ament, Christoph (Akademische:r Betreuer:in) / Garrecht, Harald (Akademische:r Betreuer:in) / Lambeck, Steven (Akademische:r Betreuer:in) / Technische Universität Ilmenau (Grad-verleihende Institution)
2013
XX, 209 S.
Ill., graph. Darst.
Langzeitarchivierung durch Technische Informationsbibliothek (TIB) / Leibniz-Informationszentrum Technik und Naturwissenschaften und Universitätsbibliothek
Hochschulschrift
Deutsch
Entwicklung fuzzybasierter Leitkomponenten für das Klimamanagement in der präventiven Konservierung
| UB Braunschweig | 2013