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Doctor's Theses (authored and supervised):

M. Schuss:
"Implementation of a predicitve simulation-based controller for environmental systems in buildings";
Supervisor, Reviewer: A. Mahdavi, K. Kabele, C. Kühn; Institut für Architekturwissenschaften, Abteilung Bauphysik und Bauökologie, 2011; oral examination: 09-22-2011.



English abstract:
Buildings play an important role in the world´s total energy use. A major
part of the energy use of buildings is caused by operation of related
environmental systems to provide suitable indoor environmental
conditions, including thermal comfort. With increased complexity and
mutual interferences of these environmental systems, strategies for
optimized control are required. The concept of a predictive simulationbased
controller focuses on the holistic optimized control of all these
components. Core feature of this controller is an embedded multi‐domain
simulation kernel to predict the performance of control alternatives,
which are generated by a procedure that deploys genetic algorithms.
Two test facilities were selected to implement this control concept in
realistic office setups. Three rooms in a more then hundred‐year‐old
university building in Vienna/Austria and two rooms in a new office
building in Styria/Austria were adapted for this purpose. The controller
concept was integrated into the test environments with conventional off
the shelf building automation hardware. Control software was
programmed to operate the test facilities continuously. Additional, a web
based graphical user interface was developed to inform users about the
controller state, enable manual control override, and visualize monitored
data.
External and internal climate data was collected at both facilities toward
an objective assessment and evaluation of the system´s performance
during test operation in two summer periods (2009 and 2010). The results
of these tests showed the potential of the proposed predictive simulationbased
control. Overall, the implementation demonstrated that the
proposed control approach can be realized in existing buildings and be
integrated into legacy automation systems.

German abstract:
Gebäude verursachen einen erheblichen Anteil des weltweiten
Energieverbrauchs. Ein großer Teil dieses Energieverbrauchs wird durch
den Betrieb der technischen Gebäudeausrüstung zur Schaffung
komfortabler Innenraumbedingungen und eines entsprechenden
thermischen Komforts verursacht. Durch die zunehmende Komplexität
und die gegenseitige Beeinflussung der einzelnen Gebäudesysteme bedarf
es einer effektiven Steuerung, um einen optimierten Betrieb zu
garantieren. Das vorgestellte Konzept der prädiktiven simulationsbasierten
Steuerung zielt auf eine ganzheitliche optimierte Steuerung all
dieser Komponenten ab. Kern dieser Steuerung ist eine integrierte
systemübergreifende Simulation durch die mit einem genetischen
Algorithmus erzeugte Ansteuerungsalternativen beurteilt werden und so
eine möglichst optimale Steuerung der Systeme bestimmt wird.
Um dieses Steuerungskonzept unter realistischen Bedingungen zu testen
wurden zwei Testeinrichtungen eingerichtet. Drei Büros in einem mehr als
hundert Jahre alten Universitätsgebäude in Wien / Österreich und zwei
Büros eines modernen Bürogebäudes in der Steiermark / Österreich
wurden hierfür mit Standard Automationsprodukten adaptiert und mit
entwickelten Steuerungs‐Software betrieben. Zusätzlich wurde eine Webbasierte
grafische Benutzeroberfläche entwickelt, die Nutzer über den
Status informiert, eine manuelle Steuerung ermöglicht und die
gesammelten Messdaten visualisiert.
Externe und interne Klima‐Daten wurden an beiden Teststandorten in
zwei Sommerperioden (2009 und 2010) für eine objektive Beurteilung des
Konzepts gesammelt. Durch die realen Tests konnte das Potential der
prädiktiven Simulation‐basierten Steuerung und die Realisierbarkeit in
bestehenden Gebäuden und Automationssystemen aufgezeigt werden.

Created from the Publication Database of the Vienna University of Technology.