Im Rahmen der Masterthesis in Architektur befasst sich die Arbeit mit Chaos und Ordnung in der Architektur
und stellt die These auf, dass das Bauwerk Chaos in sich haben muss, um ein Potenzial für seine Akteure sein zu
können. In einer theoretischen Auseinandersetzung, wie sich Chaos in der Architektur manifestiert, wird die
Grundlage geschaffen, durch eine praktische Untersuchung dreier Bauwerke deren Aspekte anhand von
Gegensatzpaaren den Polen Chaos oder Ordnung zuzuschreiben. Die Analyse bildet die Grundlage für die
Semesteraufgabe, in Zürich ein Hochhaus zu entwerfen. Es zeigt sich, dass das Potenzial im Sinne von nicht
definiert beim Chaospol angesiedelt ist. Wenn ein Bauwerk Spielraum für seine Akteure lässt, entsteht ein
Potenzial, was bedeutet, dass im Bauwerk Chaos enthalten ist. Gleichzeitig wird aber auch klar, dass Bauwerke
mit grossem Potenzial der erwarteten Vielfältigkeit durch die Aneignung der Akteure zumindest teilweise mit
einer ordnenden Funktion begegnen müssen.
Abstract Englisch
In den nationalen und europäischen Normen und Energievorschriften wurden interne Leckagen bei
Lüftungsgeräten kaum thematisiert. Dies soll sich durch die Revision der EN 308 ändern. Im Rahmen
dieser Revisionsarbeiten werden die Kenngrössen EATR (Exhaust Air Transfer Ratio) und OACF
(Outdoor Air Correction Factor) übernommen. Dies sind zwei energetisch und hygienisch relevante
WRG-Kenngrössen, mit welchen sich die Autoren in der vorliegenden Diplomarbeit befassen möchten.
Mit Hilfe von exemplarischen Tests unter Laborbedingungen wurden die Einflussfaktoren auf interne
Leckagen untersucht. Zudem wurden Verfahren zur Messung und Überprüfung der Werte EATR und
OACF anhand von sieben Anlagen erprobt und anschliessend beurteilt.
Die Ergebnisse zeigen, dass die Kenngrössen gekoppelt und massgeblich von den Druckverhältnissen
im Lüftungsgerät abhängig sind. Diese Druckverhältnisse werden durch die Anordnung der Ventilatoren
hervorgerufen. Sie beeinflussen die Drucksituation am Rotor und somit die Leckagerichtung sowie
einen möglichen Spülzoneneinsatz. Weitere treibende Determinanten für Leckagen sind Dichtungen und
die Spülkammer.
Die künftige nationale Verwendung der beiden Kenngrössen EATR und OACF soll ein Bewusstsein
bezüglich der treibenden Faktoren für interne Leckagen beim Lüftungsgerät schaffen und die
Herangehensweise zur Verringerung dieser Undichtheiten vereinheitlichen. Mit dem richtigen Umgang
in der Projektierungs- bis hin zur Betriebsphase könnte in Zukunft ein relevanter Anteil des
Energieeffizienzpotentials der WRG in Lüftungs- und Klimaanlagen ausgeschöpft werden.
In national and european energy norms and regulations internal leakages in ventilation units have
scarcely been discussed. In the course of the EN 308 revision this should no longer be the case. This
revision will include the following parameters: the EATR (Exhaust Air Transfer Ratio) and the OACF
(Outdoor Air Correction Factor). These are two energetically and hygienically relevant heat recovery
parameters with which the authors of the thesis on hand would like to occupy themselves.
Thanks to exemplary tests under laboratory circumstances we have investigated the influencing factors
on internal leakages. Furthermore, procedures to measure and verify the EATR and OACF parameters
have been tested and evaluated by the means of seven systems.
The test results show that the parameters are connected and significantly determined by the pressure
ratios in the ventilation unit. These channel pressure ratios are being caused by the positions of the
ventilation fans. They affect the pressure situation at the rotor and thereby the leakage direction and a
possible rinse zone use. Other important determinants for leakages are sealings and the rinsing chamber.
The future national use of the parameters EATR and OACF should create awareness for the significant
factors concerning internal leakages in ventilation units and standardize the approach to minimize
leakages. With the correct handling from the planning phase to the operation phase a relevant portion of
the energy effiency potential of heat recovery in ventilation and air conditioning units can be exhausted.
Die vorliegende Arbeit untersucht die Konzeption einer flexiblen Struktur, die im Buch als "intelligente Ruine" bezeichnet wird und eine dauerhafte Verbindung mit dem Grundboden eingeht. Besonderen Wert wird auf den Erhalt des bestehenden Gebäudebestands gelegt, wobei drei Strategien entwickelt werden, um angemessen mit diesem Bestand umzugehen. Durch die Verknüpfung von Alt und Neu sowie die Konzeption der intelligenten Ruine stellt das vorliegende Thesisprojekt eine mögliche Antwort auf die aktuellen Herausforderungen unserer Zeit dar. Das Buch ist in drei Kapitel unterteilt, die jeweils die Herangehensweise des Thesisprojektes repräsentieren: Begegnen, Erhalten und Weiterbauen. Im Kapitel "Begegnen" wird der Standort und insbesondere die Gelatinefabrik näher beleuchtet. Im zweiten
Kapitel, "Erhalten", wird erörtert, warum der Erhalt und die Weiterentwicklung eines Gebäudes massgeblich sind. Dabei werden sowohl Argumente aus dem Bereich des nachhaltigen Bauens als auch das Recht auf Erinnerung berücksichtigt. Im dritten Teil stützt sich die Arbeit auf zwei Referenzen: die Baustellenbilder von Rudolf Maeglin und der Fun Palace von Cedric Price. Aus den Referenzen wächst anschliessend die "intelligente Ruine". Dabei werden auch Themen wie die urbane Zukunft, die Öffnung der Gelatinefabrik und wandelbares Wohnen berücksichtigt. Die Erkenntnisse aus diesen beiden
Kapiteln werden abschliessend in Form des Thesisprojektes präsentiert und erläutert.
Die Belimo Automation AG ist ein führendes Unternehmen im Bereich der elektrischen Antriebslösungen in der Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik. Für die Entwicklung neuer Produkte werden neue Methoden, wie die modellbasierte Entwicklung und X-in-the-Loop (XIL) eingesetzt. Mittels Simulationen und Tests werden effiziente und iterative Prozesse durchgeführt. Dies ermöglicht eine frühzeitige Validierung und Verifikation. Ziel dieser Bachelorarbeit ist es, ein XIL-Konzept für die Belimo Automation AG zu erstellen und dabei insbesondere die Schwachstellen der aktuellen Testsituation zu beheben. Das Projekt gliedert sich in die Phasen Recherche, Konzeptanalyse und Validierung. In der Forschungsphase wurden Experteninterviews durchgeführt, um ein besseres Verständnis des Produkts, der XIL-Technologie und der Industriepraktiken zu erlangen. Die Phase der Konzeptanalyse umfasste die Definition der Testfälle und die Beschreibung der einzelnen Komponenten. Weiter wurden Darstellungen der Konzeptvarianten erstellt und die Evaluation durchgeführt, um die geeignetste Lösung für Belimo Automation AG zu finden. Schliesslich wurde das ausgewählte Konzept durch die Prüfung der Machbarkeit der Schnittstellen validiert. Ein Hardware-in-the-Loop-Produktverifikationskonzept für das Energy Valve kristallisierte sich als Ergebnis dieser Arbeit heraus. Insgesamt bietet die XIL-Methode zahlreiche Vorteile für das frühzeitige Testen von neuen Produkten, Features oder Updates und ermöglicht automatisierte Tests, welche die betrieblichen Ressourcen schonen. Setzt man diese XIL-Methode ein, können umfassende und kostengünstige Tests und Validierungen komplexer Systeme durchgeführt werden, wodurch sich die Entwicklungszeit verkürzt. Weiter werden die Zuverlässigkeit, sowie die Sicherheit des Endprodukts gewährleistet.
Belimo Automation AG is a leading company in the field of electrical drive solutions in heating, ventilation, and air-conditioning technology. To develop new products, new methods such as model-based development and X-in-the-Loop (XIL) are being employed, enabling efficient and iterative processes through early verification and validation via simulations and tests. This bachelor thesis aims to create an XIL concept for Belimo Automation AG, specifically focusing on addressing the weaknesses in their current testing situation. The project is structured as follows: research, concept analysis, and validation. In the research phase, expert interviews were conducted to gain a better understanding of the product, XIL technology, and industry practices. The concept analysis phase involved defining the test cases and describing individual components, as well as presenting concept variants and evaluating the most suitable solution for Belimo Automation AG. Finally, the selected concept is validated by examining the feasibility of the interfaces. The outcome of this work is a Hardware-in-the-Loop product verification concept for the Energy Valve. Overall, the XIL method offers numerous advantages for early testing of new products, features, or updates, allowing for automated tests that preserve operational resources. In summary, XIL should be used because it enables comprehensive and cost-effective testing and validation of complex systems, shortens development time, and ensures the reliability and safety of the final product.
«Atmosphäre statt Maschine», ein Gebäude ohne Heizungsanlage und trotzdem ein behagliches Raumklima.
Nach diesem Prinzip sind die beiden Bürogebäude in Lustenau und Emmen, sowie das Wohnhaus Erlenmatt
in Basel gebaut. Anhand der Fragestellung: «Ist es ökologische sinnvoll, ein Wohngebäude ohne aktive
Heizung zu bauen?» sind in einem ersten Teil die theoretische Funktionsweise, die Praxistauglichkeit, der
Einfluss der Standortwahl und die einzelnen Konzepte beschrieben. Anhand dieser Themen sind die
Schwierigkeiten bezüglich der Behaglichkeit im Wohnungsbau ohne Heizungsanlage und Klimatisierung
beschrieben. Dabei liegt die Problematik bei der zu niedrigen Raumtemperatur in der Winterperiode,
hauptsächlich verursacht durch die geringen internen Lasten und die Nutzungszeit in der Nacht.
Im zweiten Teil dieser Arbeit sind mit einer Parameterstudie die ökologischen Aufwände für die
Baukonstruktion, die Heizungsinstallation und die Betriebsenergie berechnet, um den optimalen U-Wert eines
allgemeingültigen Mehrfamilienhauses zu eruieren. Dadurch stellt sich heraus, dass es ökologisch nicht
sinnvoll ist, erhöhte Anforderungen an die Bauteile zu stellen um auf eine Heizungsanlage zu verzichten. Auf
der Grundlage dieses optimierten Gebäudes, könnten auf alle bestehenden Mehrfamilienhäuser in der Schweiz
die jährliche Stromproduktion des Atomkraftwerk Beznau 3.5-fach eingespart werden. Somit wird im Umfang
der betrachteten Parameter dieser Arbeit – das betrachtete Referenzgebäude mit Wohnnutzung – für ein Objekt
ohne Heizungsanlage als ungeeignet eingestuft.
«Atmosphere instead of machine», a building without a heating system and yet a comfortable indoor climate.
The two office buildings in Lustenau and Emmen, as well as the Erlenmatt residential building in Basel, are
built on this principle. Based on the question: «Does it make ecological sense to build a residential building
without active heating? », the first part describes the theoretical mode of operation, the practical suitability, the
influence of the choice of location and the individual concepts. On the basis of these topics, the difficulties
regarding comfort in residential buildings without heating and air conditioning are described. The problem is
the too low room temperature in the winter period, mainly caused by the low internal loads and the usage time
at night.
In the second part of this thesis the ecological costs for the construction, the heating installation and the
operating energy are calculated with a parameter study to find out the optimal U-value of a generally valid
apartment building. Thus, it turns out that it does not make ecological sense to make increased demands on the
building components in order to do without a heating system. On the basis of this optimised building, the annual
electricity production of the Beznau nuclear power plant could be saved 3.5 times over all existing multi-family
houses in Switzerland. Thus, in the scope of the considered parameters of this thesis – the considered reference
building with residential use – is classified as unsuitable for an object without heating system.