Ein Fuzzy-Control geführtes Lüftungssystem für Niedrigenergie- und Passivhäuser

Kettner, Christiane; Schmidt, Willi

Im Rahmen eines BMWT-geförderten Projekts entstand innerhalb einer Kooperation der Ritter Energie-und Umwelttechnik mit der Universität Karlsruhe (Fachbereich Bauphysik und Technischer Ausbau) eine bedarfsgeführte Fuzzy-Regelung für eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung. Da bei Niedrigenergie-und Passivhäusern die Wärmeverluste über die Lüftung vergleichsweise hoch sind, besteht hier noch Einsparbedarf.Eine bedarfsgeführte Regelung kann die Lüftungsrate reduzieren, wenn z.B. mehrere Bewohner abwesend sind oder Fensterlüftung betrieben wird und die Luftqualität somit gut genug ist. Ausserdem wird die Lüftung reduziert, wenn die Raumluft in der Heizperiode zu trocken wird. Die sog. Fuzzy-Logik eignet sich gut für solche Regelungsaufgaben, bei denen menschliches Empfinden und Entscheiden nachgebildet werden soll. Fuzzy bedeutet eigentlich >unscharf<, d.h. es wird mit unscharfen Begriffen gearbeitet. Eine typische Anweisung in einer Fuzzy-Regelbasis lautet z.B. >Wenn die Luft trocken ist dann wenig lüften<. Der Prozess, in dem die Zugehörigkeit einer scharfen Messgröße zu den verschiedenen Fuzzy-Sets wie >trocken<, >mittel< und >feucht< bestimmt wird, heisst >Fuzzifizierung<. Das Anwenden der Regeln und das Extrahieren des unscharfen Ergebnisses heisst >Interferenz<. Abschließend wird eine >Defuzzifizierung< vorgenommen, um wieder ein scharfes Ergebnis zu erhalten. Die Fuzzy-Lüftungsregelung hat sich in Feldtests sehr gut bewährt. Simulationsrechnungen mit dem Gebäudesimulationsprogramm >ColSim< haben ausserdem gezeigt, dass im Passivhaus bis zu 16% der für Heizen und Lüften verbrauchten Primärenergie eingespart werden kann, wenn die Fuzzy-Regelung gegen eine konventionelle Drei-Stufen-Regelung auf Stufe >Normal< antritt. Gleichzeitig wird der Wohnkomfort deutlich erhöht, da Luftqualität und Feuchte stets im richtigten Bereich bleiben.

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Kettner, Christiane / Schmidt, Willi: Ein Fuzzy-Control geführtes Lüftungssystem für Niedrigenergie- und Passivhäuser. 2005.

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