Der Arbeitsbereich für Energieeffizientes Bauen vergibt laufend Themen für Bachelorarbeiten der Studienrichtungen Bachelorstudium Bau- und Umweltingenieurwissenschaften.

Gerne dürfen auch eigene Themenvorschläge eingebracht werden.

Themenangebot

In Bearbeitung

Entwicklung einer Messstation für Feinstaub und Differenzdruck

Art: Hardwareprojekt

Betreuer: Rainer Pfluger, Markus Wirnsberger

Feinstaub in Innenräumen und im Freien stammt aus unterschiedlichen Quellen (Verkehr, Verbrennung, Abrieb, Tabakrauch etc.) und gefährdet die Gesundheit (Atemwegserkrankungen, Krebsrisiko). Mit Hilfe von Feinstaubfiltern in der Komfortlüftung können signifikante Verbessrungen erreicht werden. Um das Bewusstsein in der Bevölkerung zu sensibilisieren und konkrete akute Gefahren detektieren zu können wären kostengünstige Feinstaubsensoren wünschenswert. Derzeit sind zahlreiche unterschiedliche Produkte auf dem Markt, welche Stärken und Schwächen aufweisen. Ob und wieweit sich diese für die genannten Zwecke eignen, soll im Rahmen dieser Arbeit durch vergleichende Messung analysiert werden. Hierzu werden unterschiedliche Produkte recherchiert und beschafft sowie im simultanen Betrieb im Prüfstand des Arbeitsbereichs EEB verglichen. Mittels Analyse und Vergleich der Messsignale mit SMPS-Messungen kann auf die Tauglichkeit für die Heimanwendung geschlossen werden.

Sanierung historischer Gebäude in Alpenraum: Dokumentation und Evaluierung ausgewählter Maßnahmen

Art: Vor-Ort Dokumentation energetische sanierter Wohngebäude in Tirol und Evaluierung ausgewählter Sanierungsmaßnahmen

Betreuer: Rainer Pfluger, Alexander Rieser

Im Rahmen des Projekts ATLAS (Interreg, Alpine Space) werden Best-Practice Beispiele und Lösungen für Sanierungen von historischen Gebäuden im alpinen Raum untersucht. Dokumentation sogenannter Best-Practice Renovierungen und Evaluierung ausgewählter Sanierungsmaßnahmen (z.B Fenster, Gebäudetechnik, erneuerbare Energie) werden in dieser Bachelorarbeit durchgeführt. Die Dokumentation wird mittels Wärmebildaufnahmen (IR-Thermographie), Bauherrnbefragung, Fotodokumentation sowie einer Beschreibung der Bauphysik und des architektonischen Konzepts ausgeführt. Ausgewählte Sanierungsmaßnahmen werden dann auf theoretischer Ebene in Varianten optimiert.

EN ISO 52016-1 als Nachfolge zu EN 13790 Energetische Bewertung von Gebäuden - Analyse der Änderungen

Art: theoretisch

Beginn: ab sofort/nach Vereinbarung

Betreuer: Wolfgang Streicher

Sprache: Deutsch oder Englisch

Die Norm EN 13790, die über 10 Jahre als Grundlage zur Berechnung des Energieausweises gedient hat wurde 2018 durch die EN ISO 52016-1:2017 Energetische Bewertung von Gebäuden - Energiebedarf für Heizung und Kühlung, Innentemperaturen sowie fühlbare und latente Heizlasten - Teil 1: Berechnungsverfahren ersetzt. Die Bachelorarbeit soll die Änderungen der Neuen gegenüber der alten Norm herausgearbeitet werden.

Untersuchung zum Witterungsschutz durch Außenputze in Zusammenhang mit einer Innendämmung

Art: Simulation

Betreuer: Rainer Pfluger, Alexander Rieser

Schlagregenschutz und Innendämmung stehen in einer engen Beziehung zueinander. Durch hygrothermische Simulation mit der Software Delphin soll ein Verbundsystem (Innendämmung und Außenputz) untersucht und optimiert werden, um eine feuchteschadenfreie Konstruktion zu gewährleisten.

Bewertung hydraulischer Konfigurationen für Heizung und Warmwasserbereitung in Mehrfamilienhäusern mit Wärmepumpen

Art: theoretisch

Beginn: ab sofort/nach Vereinbarung

Betreuer: Fabian Ochs, Mara Magni

Sprache: Deutsch oder Englisch

Um die EU-CO2-Neutralität bis 2050 zu erreichen, müssen alle neuen Gebäude in der Europäischen Union nahezu Null-Energie-Gebäude (nZEBs) sein. Da die technischen Möglichkeiten, hocheffiziente Gebäudehüllen zu erreichen, vorhanden und bekannt sind, werden die vielversprechendsten HLK-Systeme zweifellos Wärmepumpen (HPs) und Photovoltaik (PV)-Paneele umfassen. Um jedoch die Renovierungsrate des Gebäudebestands zu erhöhen, müssen wir neue Methoden definieren, die eine schnelle, modulare und wirtschaftlich machbare Renovierung ermöglichen. Um dieses Ziel zu erreichen, ist es sehr relevant, alle häufig verwendeten hydraulischen Systeme für Heizung und Warmwasserbereitung zu kategorisieren und die Vor- und Nachteile sowie die Voraussetzungen für alle aufzulisten.

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Erstellung eines Simulationsmodells für Verschattung (diffuse Strahlung)

Art: Literaturrecherche und Simulation

Betreuer: Mara Magni

Der Arbeitsbereich verwendet dynamische Gebäudesimulationen in vielfältiger Form. Für MATLAB steht eine eigens entwickelte Opensource-Plattform (carnotUIBK) zur Verfügung welche kontinuierlich weiterentwickelt wird. In dieser Arbeit soll ein neues Simulationsmodell für die Berücksichtigung der Verschattung von Fenstern implementiert und getestet werden. Die Arbeit umfasst eine Literaturrecherche gängiger Modelle und die Umsetzung in MATLAB Simulink (einer grafischen Programmieroberfläche für ODE Gleichungen). Im Rahmen der Arbeiten können grundlegende Kenntnisse von MATLAB und Simulink erlernt werden.

Abschätzung des relativen Infektionsrisikos durch aerosolgebundene Viren in Innenräumen – Vergleich verschiedener Berechnungsmodelle

Art: theoretisch

Beginn: ab sofort/nach Vereinbarung

Betreuer: Gabriel Rojas-Kopeinig

Sprache: Deutsch oder Englisch

Aufgrund der COVID-19 Pandemie sind eine Vielzahl verschiedener Berechnungstools zur Abschätzung des Infektionsrisikos durch aerosolgetragene Viren veröffentlicht worden. Sie sollen helfen das (relative) Übertragungsrisiko in Abhängigkeit der Personenanzahl, der Luftwechselrate, dem Einsatz von Luftreinigern, etc. abzuschätzen. Die zugrundeliegenden Annahmen und Modelle sind oft unterschiedlich. Im Rahmen dieser Arbeit sollen die Modellunterschiede (vor allem mit Bezug auf die Lüftungssituation) ausgearbeitet und die Vorhersagen anhand von Fallbeispielen verglichen werden.

Ermittlung des CO2-Einsparpotentials von Lüftungsanlagen mit WRG in Tirol

Art: Literaturrecherche

Betreuer: Rainer Pfluger, Markus Wirnsberger

Diese Arbeit ist Teil eines Forschungsprojektes, in welchem der Beitrag von Lüftungsanlagen mit WRG zu einem CO2 neutralem Tirol evaluiert wird. In der BA soll der IST-Zustand des Gebäudebestands in Tirol, in Bezug auf die Ausstattung mit Wohnraumlüftung, ermittelt werden. Hierfür sind unterschiedliche Quellen zu konsultieren um auf die Anzahl der verbauten Lüftungsanlagen (Abluft /Zu-Abluftanlagen mit WRG) zu schließen. Die Ergebnisse werden als Grundlage für nachfolgende Prognose verwendet.


Offen

Theoretische Untersuchung der Energiebilanz im Technikraum in einem Mehrfamilienhaus mit einer Luft-Wärmepumpe zur Wärmerückgewinnung

Art: theoretisch

Beginn: ab sofort/nach Vereinbarung

Betreuer: Alexander Thür

Sprache: Deutsch oder Englisch

In einem Mehrfamilienhaus sind im Technikraum eine Fernwärmeübergabestation und 2 Pufferspeicher und 1 Warmwasserspeicher mit allen dazugehörigen Leitungen und Hydraulikkomponenten installiert. Die Wärmeverluste führen zu einer deutlichen Temperaturerhöhung im Technikraum mit entsprechenden Wärmeverlusten in die angrenzende Tiefgarage. Als mögliche Effizienzsteigerung ist angedacht eine Luft-Wärmepumpe in den Technikraum zu stellen, welche mit Netzstrom und/oder Photovoltaikstrom die Abwärme zurückgewinnt und damit das Kaltwasser vorwärmt. Dadurch ändern sich natürlich die Raumtemperatur und die Wärmeverluste aus den Speichern und Leitungen bzw. aus dem Technikraum in die Tiefgarage. Mit Hilfe eines einfachen, selbst zu erstellenden Modells soll überprüft werden ob bzw. unter welchen Randbedingungen solch eine Luft-Wärmepumpe gesamtenergetisch betrachtet (Änderung der Wärmeverluste bzw. Stromaufwand für die Luft-Wärmepumpe) sinnvoll ist oder nicht. Zur Validierung stehen Messdaten eines realen Objektes zur Verfügung.

Sammlung von Klimadateien für die Gebäudesimulation und Entwicklung einer GUI

Art: theoretisch

Beginn: ab sofort/nach Vereinbarung

Betreuer: Elisa Venturi, Fabian Ochs, Mara Magni

Sprache: Deutsch oder Englisch

Klimadateien sind ein wichtiger Input in Gebäudesimulationen und können einen recht großen Einfluss haben. Ein Vergleich der verfügbaren Klimadaten der letzten Jahre in Innsbruck ist erforderlich. Die Klimadaten stammen sowohl aus externen Quellen (n.B. Meteonorm) als auch von den im Universitätslabor installierten Sensoren. Besonderes Interesse wird der Sonneneinstrahlung (direkt und diffus) in den ersten Stunden des Tages gegeben. Ziel der Studie ist die Harmonisierung der Klimadaten und die Untersuchung der Klimaveränderungen in den letzten Jahren. Außerdem ist die Entwicklung einer GUI (graphische Benutzeroberfläche) erforderlich, die in der Lage ist, verschiedene Formate zu lesen und als Ausgabe ein vordefiniertes Format zu generieren, das in der MATLAB-Simulink-Umgebung (Carnot-Bibliothek) verwendet wird.

Klima

Cross-Validierung der Honeybee/Grasshopper mittels mehrerer thermischer Zonenmodelle als Fallstudie

Art: theoretisch

Beginn: ab sofort/nach Vereinbarung

Betreuer: Fabian Ochs, Mara Magni

Sprache: Deutsch oder Englisch

Der Einsatz von Gebäudesimulationen wächst, da sie es ermöglichen, das Verhalten des Gebäudes und des Heizsystems im Jahresverlauf detailliert zu untersuchen. Um Vertrauen in die Gebäudesimulation zu gewinnen, sind Validierungsstudien essentiell. Im Rahmen dieser Arbeit werden der Workflow und die Ergebnisse von Honeybee/Grasshopper mit anderen dynamischen Simulationstools verglichen, um die Genauigkeit und Angemessenheit des Workflows für bestimmte Ziele zu beweisen.

MehrzonenGebSim

Beitrag zum Entwicklungsprojekt der energieeffizienten Dusche mit Wärmerückgewinnung "SOPHIE"

Art: Vor-Ort Dokumentation energetisch sanierter (Wohn)gebäude in Tirol und Evaluierung ausgewählter Sanierungsmaßnahmen durch eine Literaturrecherche zum Thema bzw. Durchführung passender Messungen.

Betreuer: Rainer Pfluger, Johannes Frenger, Pavel Sevela

Im Rahmen des Projekts SOPHIE - smart shower (FFG - Spin-off Fellowship) wird an der Universität Innsbruck ein Prototyp der Dusche mit Wärmerückgewinnung gebaut. Zur Zeit steht ein Messprüfstand zur Verfügung, der für die Bachelorarbeit genutzt werden soll. In der Arbeit geht es um die Bewertung von Wärmeverlusten während des Duschvorgangs durch Verdunstung, Konvektion durch Luftzirkulation und Wärmespeicherung durch thermische Aktivierung der Komponenten in der Duschkabine. Im Detail wird die thermische Aktivierung verschiedener Duschbodenaufbauten / Duschwanne durch (Ab-)Wassertemperatur, eingebaute Thermometer im Bodenaufbau und durch Wärmebild-Thermografie in der Duschkabine während des Duschzyklus bewertet. Basierend auf den Messergebnissen soll ein effizientes Konzept entworfen und gebaut werden, das auch wissenschaftlich bewertet werden soll. Weitere Aspekte, die den Temperaturverlust zwischen Duschkopf und Duschrinne des Abwassers beeinflussen, könnten untersucht und gemessen werden: Temperatur des Duschwassers, Anwesenheit von Menschen in der Duschkabine, Luftzirkulation, Feuchtigkeit, ... ). Der inhaltliche Schwerpunkt und die Methoden der Arbeit können diskutiert und den Wünschen der Student/in angepasst werden.
Projektwebsite: http://sophie-smartshower.com/

Vorhersage des Energieverbrauchs von Mehrgeschosswohn-Gebäuden auf Basis on wohnungsweisen Messdaten

Art: Theoretisch, Simulation

Betreuer: Fabian Ochs

Vor allem in der Sanierung aber auch im Neubau werden dezentrale Heizsysteme auf Basis von Wärmepumpen, E-Heizung oder Gasheizungen eingesetzt. Um die Qualität des Gebäudes im Betrieb zu bestimmen muss der reale Heizwärmebedarf (HWB) mit dem Planungswert (Energieausweis, PHPP) verglichen werden. In der Regel steht nur ein 1-Zonen Modell zur Verfügung. Daher muss der HWB auf Basis der Messwerte einzelner Wohnungen ermittelt werden. Abhängig von der Anzahl der verfügbaren Messwerte besteht eine Unsicherheit bei der Prognose. Dabei muss zusätzlich der Benutzereinfluss (Temperatursollwert, Lüftung und Verschattung) und das aktuelle Klima (im Vergleich zum Referenzklima des Energieausweises) berücksichtigt werden.
In der Bachelorarbeit soll am Beispiel eines vollständig vermessenen Gebäudes untersucht werden mit welcher Genauigkeit der HWB vorhergesagt werden, wenn Messdaten von nur einzelnen Wohnungen zur Verfügung stehen.

Kalibrierung einer Ulbrichtkugel

Art: Experimentell

Betreuer: Rainer Pfluger

Die Ulbrichtkugel ist ein Messgerät, mit welchem der Lichtstrom eines Leuchtmittels, bzw. einer Leuchte bestimmt werden kann. Die Ulbrichtkugel am AB EEB ist bereits mehrere Jahre im Einsatz und die Beschichtung beginnt sich zu lösen, weshalb ihre Restaurierung in Auftrag gegeben wurde. Ziel der Bachelorarbeit ist es, die Ulbrichtkugel nach Erneuerung der Beschichtung neu zu kalibrieren und verschiedene Leuchtmittel auf deren Lichtausbeute und Ansprechverhalten zu untersuchen. Dazu soll die zeitgleiche Erfassung der elektrischen Leistung und des Lichtstromes automatisiert werden. Darüber hinaus soll das Flackerverhalten z.B. im gedimmten Zustand ausgewertet werden, wozu der Beleuchtungsstärkemesskopf an ein Oszilloskop angeschlossen wird.

Performanceanalyse eines Passivhauses basierend auf realen Messdaten

Art: Auswertung und Simulation

Betreuer: Fabian Ochs

In Innsbruck wurde ein mehrstöckiges Gebäude nach Passivhausstandard errichtet. Das elektrische System liefert Energie für die Heizung und Warmwasserbereitung und die Südfassade ist vollständig mit Photovoltaik-Paneelen bedeckt. Reale Daten aus Messungen für Innentemperatur und benötigte Energie werden bereitgestellt. In dieser Bachelorarbeit sollen die Überwachungs- und Analysedaten ausgewertet werden.

Vergleichmessung kostengünstiger Feinstaubsensoren mit hochwertiger Messtechnik

Art: Recherche, Messung, Datenauswertung und Analyse

Betreuer: Rainer Pfluger, Markus Wirnsberger

Feinstaub in Innenräumen und im Freien stammt aus unterschiedlichen Quellen (Verkehr, Verbrennung, Abrieb, Tabakrauch etc.) und gefährdet die Gesundheit (Atemwegserkrankungen, Krebsrisiko). Mit Hilfe von Feinstaubfiltern in der Komfortlüftung können signifikante Verbessrungen erreicht werden. Um das Bewusstsein in der Bevölkerung zu sensibilisieren und konkrete akute Gefahren detektieren zu können wären kostengünstige Feinstaubsensoren wünschenswert. Derzeit sind zahlreiche unterschiedliche Produkte auf dem Markt, welche Stärken und Schwächen aufweisen. Ob und wieweit sich diese für die genannten Zwecke eignen, soll im Rahmen dieser Arbeit durch vergleichende Messung analysiert werden. Hierzu werden unterschiedliche Produkte recherchiert und beschafft sowie im simultanen Betrieb im Prüfstand des Arbeitsbereichs EEB verglichen. Mittels Analyse und Vergleich der Messsignale mit SMPS-Messungen kann auf die Tauglichkeit für die Heimanwendung geschlossen werden.

Abgeschlossene Arbeiten (Auswahl)



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