The DOMUS project aims to change radically the way in which vehicle passenger compartments and their respective comfort control systems are designed so as to optimise energy use and efficiency while keeping user comfort and safety needs central. Although a more thorough understanding of thermal comfort over recent years has led to significant increases in energy efficiency through better insulation and natural ventilation, substantial room for improvement still exists. With Electric Vehicles (EVs) in particular, which are emerging as the most sustainable option for both satisfying the future mobility needs in Europe and reducing the impact on the environment, inefficiencies must be minimized due to their detrimental effect on the range. Starting with activities to gain a better understanding of comfort, combined with the development of numerical models which represent both the thermal and acoustic characteristics of the passenger compartment, DOMUS aims to create a validated framework for virtual assessment and optimization of the energy used. In parallel, innovative solutions for glazing, seats, insulation and radiant panels, will be developed along with controllers to optimize their performance individually and when operating in combination, the optimal configuration of which will be derived through numerical simulation. The aim is that the combined approach of innovating at a component level together with optimising the overall configuration will deliver at least the targeted 25% improvement in EV range without compromising passenger comfort and safety. Furthermore, the project will demonstrate the key elements of the new approach in a real prototype vehicle. As such DOMUS aims to create a revolutionary approach to the design of vehicles from a user-centric perspective for optimal efficiency, the application of which will be key to increasing range and hence customer acceptance and market penetration of EVs in Europe and around the world in the coming years.
In diesem Vorhaben soll das Fertigungsverfahren 'Additive Layer Manufacturing' (ALM) von APWorks für verschiedene Materialien (u.a. Titan und Scalmalloy®) weiterentwickelt und zur Fertigung von innovativen Metamaterialen eingesetzt werden. Ziel ist es, das additive Fertigungsverfahren so weiterzuentwickeln, dass die mit diesem Verfahren einhergehenden fertigungstechnischen und ökonomischen Randbedingungen signifikant verbessert werden. Die Optimierung dieser Randbedingungen hat das Ziel die Herstellung effizienterer, maßgeschneiderter Metamaterialien zu ermöglichen. Die Optimierung der Randbedingungen umfasst u.a. die Verbesserung der Oberflächenqualität, die Herabsetzung der minimalen Wandstärke und die Erhöhung der Prozessgeschwindigkeit. Im HAP2000, welches von APWorks geleitet wird, werden durch AGI akustische Metamaterialstrukturen ausgewählt und von APWorks für die Fertigung optimiert. Diese Strukturen werden von APWorks hergestellt. Der Fertigungsprozess wird von APWorks begleitend mittels Data Mining optimiert. Die finalen Probenkörper verbleiben bei AGI. Im HAP5000, welches von APWorks geleitet wird, wird in Zusammenarbeit mit AGI das Anwendungspotential der neuen akustischen Strukturen für Luftfahrtanwendungen untersucht und Fertigungskonzepte erarbeitet.
Es wird das Potential von ALM zur Fertigung von Bauteilen mit maßgeschneiderten akustischen Eigenschaften untersucht. Ziel ist, Isolationskonzepte und Bauteile zu entwickeln, um den Innenlärm in Luftfahrzeugen deutlich zu reduzieren und den Passagierkomfort bei geringerem Gewicht und reduziertem Treibstoffverbrauch zu steigern. Hierbei stehen akustische Metamaterialien im Vordergrund, die durch ihren räumlichen Aufbau Schallwellen steuern, dämpfen oder modifizieren. Folgende Ansätze werden untersucht: 1. Flächig verteilte, dynamische Absorber zur Luftschallisolation, 2. Sogenannte 'Akustische Schwarze Löcher', d.h. Geometrien zur Reduktion von Körperschall, 3. Metamaterialien (3D Geometrien) HAP1000 KONZEPTENTWICKLUNG AKUSTISCHE METAMATERIALIEN Auswahl theoretischer Konzepte und Prüfung ihrer Anwendbarkeit für die Luftfahrt. Erstellung von Modellen und Verfahren zur Beschreibung der akustischen Eigenschaften HAP2000 ALM-FERTIGUNG VON PROBENKÖRPERN Auswahl und Spezifikation ausgewählter Konzepte für die Fertigung durch APWORKS HAP3000 STRUKTURCHARAKTERISIERUNG VON METAMATERIALIEN Erforschung Computertomographischer Verfahren zur Bestimmung der geometrischen Eigenschaften der Bauteile. HAP4000 CHARAKTERISIERUNG AKUSTISCHER EIGENSCHAFTEN Vermessung der Bauteile hinsichtlich ihrer Schallisolation und dynamischer Eigenschaften, sowie erste Abschätzung der Dauerfestigkeit unter realistischen Anregungen. HAP5000 INDUSTRIALISIERUNG Erstellung von Konzepten für Luftfahrt-Großbauteile
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens. Für einen gesunden und erholsamen Schlaf ist es notwendig, Schlafräume mit Frischluft zu versorgen. Dies erfolgt im Allgemeinen durch Öffnen von Fenstern. Allerdings dringt durch geöffnete Fenster auch Lärm in den Schlafraum ein. Nach geltender Gesetzeslage ist Lärm eine Form der Umweltverschmutzung. Darüber hinaus ist eine Reduktion der Geräuschbelastung während des Schlafes erforderlich, um stressbedingten Gesundheitsschäden vorzubeugen. Die Zielsetzung des Projektes besteht darin, ein realitätsnahes Demonstrator-Modell zu entwickeln, um nachzuweisen, dass durch aktiven Gegenschall eine Ruhezone im Kopfbereich einer liegenden Person erzeugt werden kann. Hierbei wird im niederfrequenten Bereich (f kleiner als 1kHz) eine Pegelreduktion von bis zu 20 dB angestrebt. Der Beitrag zur Umweltentlastung besteht somit in der lokalen Reduktion der Umweltverschmutzung Lärm. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden. 1. Aufbau eines realitätsnahen Prüfstandes. Für die Untersuchung wird ein Schlafraum, in den durch ein geöffnetes Fenster Lärm eindringt, im Labor realitätsnah nachgestellt. 2. Ermittlung der initialen Lärmverteilung. Das ungeregelte Schallfeld im Labor wird als Referenz vermessen. Lokale Druckmaxima, deren Kenntnis für die Positionierung von Fehlermikrophonen und Gegenschallquellen erforderlich ist, werden identifiziert. 3. Entwicklung eines effektiven Regelalgorithmus Für Erfolg versprechende Anordnungen von Fehlermikrophonen und Gegenschallquellen wird ein schneller und robuster adaptiver Regler entwickelt und auf einem digitalen Signalprozessor implementiert. 4. Einrüstung eines Demonstrators und Ermittlung des Regelungserfolges. Basierend auf den gewonnenen Erkenntnissen wird ein Demonstrator-Modell erstellt und in den Schlafraum eingerüstet. Der Regelungserfolg in Kopfnähe und die Rückwirkung.
Non woven acoustic insulators are key elements of vehicles to enhance comfort and to avoid noises inside the vehicle. Despite automotive industry efforts towards new acoustic insulating felts with improved properties, some issues need to be acomplished: manufactures must make dismantling and recycling of end-of-life vehicles more environmentally friendly quantifying to a minimum of 85% by mass the reuse, recycling and recovery of the on end-of-life vehicles (ELVs) and their components (Directive 2000/53/EC, ELV) and this should be done at the earliest stages of development of vehicles (Directive 2005/64/EC). On the other hand, current vehicle felts are not only manufactured with petrochemical-derived materials such as polypropylene (PP) and polyester (PET) polymers which generate greenhouse gas emission effect but also highly cost, selling price of current acoustic insulators exceed €2.6/m2 on average for an insulator of 10 mm. To overcome these needs Arifieltros have developed GEOPET products which are more environmentally friendly and sustainable non woven acoustic insulators, since they are made of 80 % recycled natural fibers and are 100% recyclable, generating less greenhouse gas emission and complying with European Directives on ELVs. Moreover, the use of more economical raw materials, 0.75 €/Kg in comparison with 2€/Kg of petrochemicals derivatives, reduces product cost up to €1.3/m2 (10 mm thickness), in comparison with current acoustic insulators €2.6/m2. When compared to Sawasorb® (Sandler GA acoustic insulator), similar absorption performances were obtained. GEOPET is currently a prototype within a range of insulators with a TRL6, having successfully been tested in alpha cabin and fitted in a vehicle tested in a petit cabin. It is envisioned that we will penetrate in the automotive market with 3 prototypes GEOPET STANDARD, GEOPET PREMIUM and GEOPET XTR which have been designed to satisfying all types of vehicle passengers and segments.
Die Stadt Nürnberg plante die Generalsanierung und den Umbau der Kindertagesstätte in der Reutersbrunnenstraße 40 in Nürnberg. Bei diesem Gebäude gab es ein besonders großes Energieeinsparpotential. Im Ergebnis der energetischen Sanierung sollten für das sanierte Gebäude die Anforderungen der Energieeinsparverordnung 2002/2007 bezüglich des Primärenergiebedarfs und des spezifischen Transmissionswärmeverlustes jeweils mindestens 30%-40% unter dem Niveau eines Neubaus liegen. Die tatsächlichen Verbrauchskennwerte für Heizung und Strom sollten gegenüber der Bestandsituation um mindestens 60%-70% reduziert werden. Die durch den Gebäudebetrieb verursachten energiebedingten CO2-Emissionen sollten dementsprechend ebenfalls wesentlich gegenüber der Bestandsituation reduziert und damit das Klima und die Umwelt entlastet werden. Die Funktionalität, die Behaglichkeit und der Komfort, sowohl in thermischer, als auch in akustischer und visueller Hinsicht, sollten für die Kinder und die Mitarbeiter umfassend verbessert werden. Insgesamt sollte mit der Sanierung des Gebäudes gezeigt werden, dass es möglich ist, auch unter sehr schwierigen Ausgangsbedingungen (Bestandsituation, ganzheitlicher Ansatz) eine energetisch anspruchsvolle Sanierung weit unter bauordnungsrechtlichem Neubauniveau umzusetzen und dabei alle Anforderungen von Funktion und Nutzung qualitativ anspruchsvoll zu realisieren. Die Möglichkeiten der sinnvollen Integration erneuerbarer Energien, die Anwendung neuer Technologien und der Einsatz neuer Materialien sowie die dabei gemachten praktischen Erfahrungen und tatsächlichen Auswirkungen sollten beschrieben und bewertet werden können. Nach Abschluss der Sanierung sollte mittels thermografischer Untersuchung und Blower-Door-Test die Ausführungsqualität der Gebäudehülle überprüft werden. Eine umfassende messtechnische Begleitung sollte zur Betriebsoptimierung und zum Langzeitmonitoring (mindestens 3 Jahre) eingerichtet werden. Das in den ersten beiden Betriebsjahren von KEM in Zusammenarbeit mit dem Nutzerpersonal durchgeführte Monitoring konnte zeigen, dass sich das geplante Sanierungskonzept im Wesentlichen bewährt hat. Das Gebäude wird von allen Nutzern sehr gut angenommen. Es ergaben sich überwiegend hohe Behaglichkeiten und Raumluftqualitäten. Punktabzug gibt es jedoch für die Heizungstechnik. Die Energieverbräuche von Wärme und Strom und damit auch die primärenergetische Bewertung der KiTa sind zwar noch höher als die ursprünglichen Zielwerte, aber deutlich geringer als bei einer EnEV-Standardbauweise. Die Anforderungen der EnEV 2007 an einen Altbau werden um 68 %, an einen Neubau um 55% unterschritten. Selbst die Anforderungen der EnEV 2009 an einen Altbau werden noch um 26% unterschritten. Nur die Anforderungen an einen Neubau nach EnEV 2009 werden um etwa 3% überschritten. usw
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