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Bodenbeläge aus Feinsteinzeug und Naturstein werden poliert und zur Gewährleistung ausreichender Rutschfestigkeit im Innenbereich (Bewertungsgruppe der Rutschsicherheit R9 und R10) werden durch Laserbehandlung mikroskopischen Vertiefungen erzeugt. In Laborversuchen wurden bei einigen Materialien deutliche Vorteile bzgl. des Anschmutzverhaltens und Reinigung festgestellt. Es sollte untersucht werden, inwieweit dadurch in der Praxis tatsächlich eine Reduktion des Reinigungsaufwandes und der damit verbundenen Umweltbelastung möglich ist, im Gegensatz zu anderen Oberflächenbearbeitungen, die die Bewertungsgruppe "R9" erzielen. Die Oberflächenbehandlung und die damit verbundene Reinigung sollten optimiert werden hinsichtlich minimalem Aufwand und minimalem Einsatz von Reinigungsmittel für Unterhaltsreinigung und der dazugehörigen Grundreinigungs- und Zwischenreinigungsfrequenz. Ziel war eine Reduktion um bis zum Faktor 2. Dazu sollten für verschiedene typische und weit gebräuchliche Bodenplatten aus Feinsteinzeug und Naturstein Abstand und Größe der Vertiefungen optimiert und kontrolliert werden. Die Dosierungen der Reinigungsmittel sollten, ausgehend von der derzeitigen Herstellervorgabe, reduziert werden. Die Abstände zwischen den Grundreinigungen, die mit einer starken Umweltbelastung verbunden sind, sollten vergrößert werden. Begleitend sollte eine Methode für die Vorhersage und Messung der Verschmutzung entwickelt werden. Diese wird in der Entwicklung benutzt und soll nach dem Projekt für die Optimierungen an anderen Materialien, z. B. PVC oder Polyolefinböden nutzbar sein und auch als Vorarbeit für eine Zertifizierung der Böden nach LEED dienen. Bislang gab es zwar Hinweise für die Vorteile bzgl. Reinigung, die aber weder optimiert noch belegbar waren. Deshalb hatte sich dieses Verfahren noch nicht durchgesetzt. Der Marktanteil liegt bei Naturstein < 10%, im Bereich Feinsteinzeug weit niedriger.
Die zunehmende erneuerbare Stromerzeugung erfordert Anstrengungen, um den Angebotsschwankungen und der Verteilungsproblematik entgegen zu wirken. Eine dezentrale und am Bedarf orientierte Stromerzeugung mittels Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) kann einen wesentlichen Beitrag leisten, um diese Schwankungen auszugleichen und die Netze zu entlasten. Zu diesem Zweck ist aber ein Steuerungssystem für die KWK-Anlagen erforderlich, das sowohl für die Deckung des Wärmebedarfs im Objekt sorgt, als auch gewährleistet, dass die elektrische Energie genau zu den Zeiten erzeugt wird, zu denen sie im Objekt benötigt wird. Die Entkopplung von Stromerzeugung und Deckung des Wärmebedarfs kann dabei über den standardmäßig vorhandenen Wärmespeicher erfolgen. Dieser stellt damit das zentrale Element der Gesamtanlage dar, für die das Steuerungssystem zur Eigenstromoptimierung im Rahmen des Forschungsvorhabens entwickelt und erprobt werden soll.
Im Rahmen des vorliegenden Zwischenberichtes werden die Ergebnisse des 2. des auf insgesamt drei Jahre angelegten Forschungsprojektes vorgestellt. Im Einzelnen sind die Themen Prognose, Bestimmung des Energieinhaltes im Wärmespeicher, stromoptimiertes Steuerungssystem, Aufbau der Feldtestanlagen, Simulation und sozialwissenschaftliche Begleitforschung beschrieben.
Bei den umfangreichen Arbeiten zur Wärme- und Strombedarfsprognose hat sich gezeigt, dass die naive Prognose, die auf der Übernahme der Daten der Vortage beruht, aufgrund des starken Einflusses des individuellen Nutzerverhaltens eine nur schwer zu verbessernde Vorhersagegüte aufweist. Zur Bestimmung des Energieinhaltes im Wärmespeicher wird eine Sigmoidfunktion zur Beschreibung des Temperaturverlaufs über der Speicherhöhe verwendet. Schwierig ist dabei die Anpassung der vier Funktionsparameter mit nur drei Temperaturmesswerten, was jedoch durch geeignete Randbedingungen erreicht werden kann. Das stromoptimierte Steuerungssystem verwendet die Wärmebedarfskurven bei minimalem und maximalem Energieinhalt des Wärmespeichers als Begrenzungen des Optimierungsbereiches, um so die Deckung des Wärmebedarfs zu jeder Zeit zu gewährleisten. Die zwei im Projekt zur Verfügung stehenden Feldtestanlagen wurden mit zusätzlicher Mess- und Steuerungstechnik nachgerüstet, um das entwickelte Steuerungssystem implementieren und testen zu können. Das Simulationsmodell ist im Hinblick auf verschiedene Speicherkonfigurationen erweitert und auf Basis am BHKW-Prüfstand der Hochschule gewonnener Versuchsdaten verifiziert worden, und im Zuge der sozialwissenschaftlichen Begleitforschung werden die Ergebnisse einer im Rahmen des Projektes angefertigten Studie zu den Hemmnissen der KWK vorgestellt.
Derzeit finden gravierende Veränderungen im Umfeld der Informations- und Kommunikationstechnik statt, die eine große Chance für die optimierte Prozessführung und Wertschöpfung mit darauf abgestimmten vernetzt kommunizierenden Sensoren bieten. Diese Art "smarter" Sensoren stellen Dienste innerhalb eines Netzwerks bereit und nutzen Informationen daraus. Dadurch ergibt sich aktuell die Notwendigkeit, die Anforderungen an Prozesssensoren sowie an deren Kommunikationsfähigkeiten detaillierter zu beschreiben – vom einfachen Temperatursensor bis über heute in Entwicklung befindlichen Messsystemen hinaus –, da diese Technologieentwicklungen rasant voranschreiten. Vernetzte Sensoren sind die Voraussetzung für die Realisierung von Cyberphysischen Produktionssystemen (CPPS) und zukünftiger Automatisierungskonzepte für die Prozessindustrie, wie sie auch durch das Zukunftsprojekt "Industrie 4.0" adressiert werden.
Die Technologie-Roadmap liefert darüber hinaus Perspektiven für Forschungs- und Entwicklungsförderung und gibt Ansätze für die Normungsarbeit. Sie wird damit auch für Politik, Industrieverbände und Gremien von Interesse sein. Wenn sich die Exzellenz der Forschung und das ausgeprägte Know-how der Gerätehersteller und Anwender zu Forschungskonsortien auf Augenhöhe zusammentun und das Wissen gemeinsam vorangebracht wird, kommen faire und gut durchdachte Technologietransferprojekte mit Sicherheit zum Erfolg. Neben der technologischen Weiterentwicklung der Prozesssensoren ist von Herstellern und Anwendern die hohe Verfügbarkeit der komplexen Technologie sicherzustellen, damit weiterhin Vertrauen in die Technik besteht – vom Anwender bis ins Management.