ift Rosenheim – 50 Jahre im Dienst der Branche

Globale Geldspekulationen führen zum Platzen einer Immobilienblase nicht nur in den USA. Dies gilt als Auslöser einer weltweiten Bankenkrise, die ihren Höhepunkt im Zusammenbruch der Investmentbank Lehman Brothers 2008 erreicht. Weitreichende Rettungsaktionen zur Stabilisierung des Bankensystems erhöhen die Staatsverschuldung vieler Länder, was auch zur Eurokrise führt. Die hohe Staatsverschuldung Griechenlands wird ebenso als eine der Ursachen gesehen. Daneben erlangen im gesellschaftlichen Bereich nicht nur bei jungen Menschen soziale Netzwerke wie Facebook, Myspace oder Twitter große Popularität und bringen die Digitalisierung in jeden Bereich des Alltags.

Tabelle 1: Chronologische Auswahl an Ereignissen aus dem Zeitgeschehen (2006 bis 2010)

Durch die Integration von Elektronik in den Baubereich sind neue Möglichkeiten entstanden, ein Gebäude bedarfsgerecht und energiebewusst zu betreiben. Dadurch bekommen Fenster und Türen als steuerbare Elemente in der Gebäudehülle einen höheren Stellenwert, da sie in der Lage sind, mit Hilfe von Sensorik und Antriebstechnik auf Veränderungen der Randbedingungen zu reagieren.

Neben der Möglichkeit der Energieeinsparung in Gebäuden bieten automatisierte Fenster, Fassaden und Türen auch in anderen Bereichen Vorteile:

• Wohn- und Bedienkomfort,
• Sicherheit,
• barrierefreies Bauen.

Fenster und Türen, die dies leisten, sind 2005 noch Einzelkonstruktionen, die meist für Pilotprojekte oder in Sonderbauten zum Einsatz kommen. Eine Marktdurchdringung hat noch nicht stattgefunden. Bei Toren, insbesondere Garagentoren, sowie Verschattungen ist die Motorisierung weiter fortgeschritten und hat als „Insellösung“ weite Verbreitung. Allerdings fehlt auch hier meistens die Anbindung an eine zentrale Gebäudetechnik.

Bei der Umsetzung bzw. Integration von Elektronik in Fenstern, Türen und Fassaden ist festzustellen, dass wenige bis keine passenden Normen, Regelwerke oder andere Vorgaben existieren. Dies betrifft z. B. die Führung und die Art der Leitungen im Bauteil; auch die Schnittstelle zum nächsten Gewerk ist nicht oder nur unzureichend definiert. Eine Übertragung der „elektrischen“ Regelwerke ist nur bedingt möglich.

Auf planerischer Seite besteht oft ein Defizit im Hinblick auf die Möglichkeiten des Einsatzes von Elektronik und der damit verbundenen notwendigen Abstimmung zwischen den unterschiedlichen Gewerken. Aber auch auf Seiten der Fenster- und Fassadenhersteller fehlt meist das Wissen bzgl. der Anforderungen und Umsetzung der elektrotechnischen Notwendigkeiten.

1. Integration elektromechanischer Bauelemente ins Bauwerk

Dies betrifft Fragestellungen, die sich aus der Einbindung, Installation sowie Vernetzung ins Gebäude bzw. der Gebäudeleittechnik ergeben. Speziell der Abstimmung der bei diesem Prozess beteiligten Gewerke kommt eine besondere Bedeutung zu – auch weil konkrete Vorgaben, Standards und Normen fehlen. Oft ist den Beteiligten auch unklar bzw. nicht bekannt, auf welche Besonderheiten im Rahmen der konkreten Planung und Umsetzung zu achten ist.

Ebenso ist das „Zusammenspiel der Gewerke“ bei Planung und Ausführung unzureichend. So existieren z. B. keine verbindlichen Vorgaben bzgl. der Definition der elektrischen Schnittstellen wie der Lage von Übergabepunkten oder der Leitungsführung vom Übergabepunkt zum Bauelement. Der Standardisierung solcher Detailpunkte kommt eine Schlüsselrolle zu, um die „Elektronisierung“ der Bauelemente weiter voranzubringen und eine „reibungslose“ Integration dieser Bauelemente ins Gebäude sicherzustellen.

1. Integration elektromechanischer Bauteile ins Bauelement

Dies betrifft Fragestellungen, die sich aus der Integration von elektrischen bzw. elektromechanischen Bauteilen in das Fenster ergeben. Hierbei sind besonders zu nennen:

–  Nutzungs- und Betriebssicherheit sowie Dauerhaftigkeit,

–  Anforderung an kraftbetätigte Bauelemente, die sich u. a. aus der Maschinenrichtlinie sowie der europäischen Produktnorm für Fenster ergeben,

–  Wechselwirkung zwischen unterschiedlichen Komponenten.

Zu Beginn des Projektes [1] erfolgte eine Analyse der elektrotechnischen Normen hinsichtlich der bei der Integration von Elektronik zu beachtenden Punkte. Weiterhin wurde eine Analyse der im Wesentlichen eingesetzten elektrischen und elektronischen Komponenten durchgeführt.

Möglichkeiten zur Leitungsführung im Bauelement wurden analysiert und bewertet. Vorab wurden die „möglichen Bereiche“ zur Leitungsführung festgelegt. Anschließend wurden Bewertungskriterien für diese Bereiche ermittelt. Zusammenfassend ist aus den durchgeführten Analysen und Bewertungen abzuleiten, dass nach Möglichkeit die Leitung auf der warmen „unbelasteten“ Raumseite verlegt werden sollte. Hierbei bietet sich das Prinzip einer separaten Installationszone an, die bewusst geplant und definiert wird und die Erschließung des kompletten Fensters bzw. der Fassade erleichtert.

Ein weiterer Schwerpunkt lag in der Auflistung konkreter wichtiger Details, die bei der Integration elektromechanischer Bauelemente in das Gebäude zu beachten sind. Hierzu wurde die Umsetzung des Planungs- und Ausführungsprozesses eines Fassaden- bzw. Fensterkonzeptes anhand der einzelnen Stufen der HOAI analysiert. Für die jeweiligen Planungsphasen wurden die Detailpunkte ermittelt und zusammengestellt. So wurde ein praxistauglicher „Bezeichnungsschlüssel“ entwickelt, anhand dessen die Übergabeposition zwischen dem Gewerk Bauelement und dem Gewerk Haustechnik (z. B. Elektroinstallation) festgelegt werden kann.

ift-Forschungsprojekte von 2006 bis 2010

2007    Modernisierung von drei kleinen Wohngebäuden in Hofheim

2008    Holzbalkendecken in der Altbausanierung

2008    Folienoberflächen im Fensterbau

2008    Konstruktionsgrundlagen für Fenster-, Türen- und Fassadenelemente aus Verbundwerkstoffen und Holz

2008    Entwicklung von Grundlagen für die Integration von Elektronik in den Fenster-, Türen- und Fassadenbau

2008    Kombinierte Behandlung von Holz mit Nanopartikeln

2009    Niederfrequente Schalldämmung von Holzdecken

2009    Absturzsicherung bei Dreifach-Verglasungen

2009    Alterung Epsilon

2009    Luftdichtheit von Rollladenkästen

2010    Einsatzempfehlungen für Fensterlüfter

2010    Dauerhaftigkeit von geklebtem Isolierglas

2010    Emissionen aus Bauelementen

Im Gegensatz zu Fenstern werden elektromechanische Systeme bei kraftbetätigten Toren und Türen sowie bei Verschattungen (Jalousien, Rollladen) seit vielen Jahren erfolgreich eingesetzt und geben den Takt in der Automatisierung an. Die eingesetzten Sicherheitseinrichtungen und Steuerungen stammten anfänglich aus anderen Anwendungsbereichen, wurden aber in den letzten Jahren auf die Belange der Tür-und Torbranche abgestimmt.

Die Digitalisierung und der Einsatz elektrischer und elektronischer Bauelemente in allen Lebensbereichen sind nicht aufzuhalten. Auch bei Fenstern und Türen sind die Chancen enorm. Wer möchte nicht im Haus eine Zentralverriegelung, eine automatische Lüftung, eine integrierte Einbruchmeldeanlage oder eine selbst öffnende Haustür haben, wenn man mit vollen Einkaufstüten davor steht.

Es fragt sich nur, welche wirtschaftlichen Kräfte diese Entwicklungschancen nutzen. Seit kurzer Zeit haben Weltkonzerne wie Google und Apple sowie potente Zulieferer der Autoindustrie den Gebäudebereich bzw. Smart Home als attraktives Wachstumssegment erkannt. Neben den direkten Umsätzen sind für Google und Apple auch die Nutzungsdaten interessant, die sich ebenfalls vermarkten lassen. Deshalb ist in nächster Zeit mit einer dynamischeren Marktentwicklung für mechatronische Bauelemente inkl. Sensoren zu rechnen. Damit wird sicher auch das bisherige Henne-Ei-Problem gelöst, bei dem die hohen Kosten die Nachfrage bremsten und eine Kostenreduktion durch Massenproduktion verhinderten.

Die Zukunft hat begonnen, elektromechanische Bauteile sind mittlerweile selbstverständlich (Torantrieb, Automatiktüren, Türantriebe). Anforderungen an Barrierefreiheit, Energieeinsparung, Komfort und Sicherheit können durch automatische Systeme weiter verbessert werden. Auch wenn die Anwendung in Fassaden und Fenstern noch gering ist, so zeichnet sich auch dort für die Zukunft ein hoher Bedarf an sicheren Produkten ab. Wer das Geschäft macht, ist noch unklar. Klar ist jedoch, dass das ift Rosenheim mit dem neuen Laborbereich „Sicherheit elektronischer Bauteile (SEB)“ in gewohnter Weise die Hersteller, Planer und Anwender praxisnah und kompetent unterstützen wird.