Projekte / Wissenschaft
U-CUBE
U-CUBE ist das einzige internationale Forschungszentrum, das von einer Schule betrieben wird und U-CUBE ist die einzige Forschungseinrichtung, die den Einfluss verschiedener Heizungssysteme auf die thermische Performance von Baumaterialien untersucht. In U-CUBE suchen Schüler und Studenten vieler Institute und Universitäten nach realistischen Modellen für zukünftiges, intelligentes und energiesparendes Heizen unter dem Gesichtspunkt der Behaglichkeit nach DIN7730. (English description in blog2)
38.365 €
30.000 € Fundingziel
20
Unterstützer
Projekt erfolgreich
17.09.18, 17:08 Dr. Milan Dlabal
KEINE PANIK!!! Dies ist der letzte Blog-Eintrag auf startnext.com, weil zur Zeit unsere Homepage auf www.u-cube.org online geht ... tatsächlich ist sie das schon. Wir sind gerade dabei, nach und nach die Seite mit Inhalt zu füllen - es dürfte somit in den nächsten Wochen und Monaten immer mal was dazu kommen. Wir haben dort auch einen NEWS-Blog und darum wird dieser Blog bei "Startnext"unnötig. Die Inhalte werden hier aber bis auf weiteres zugänglich sein. Ich möchte an dieser Stelle Startnext für die Begleitung unseres Projekts danken und wünsche allen Crowdfundern viel Erfolg. Milan Dlabal
11.01.18, 09:37 Dr. Milan Dlabal
Liebe Freunde, Förderer und Unterstützer, Wir alle hier bei U-CUBE wünschen Ihnen ein schönes und erfolgreiches Jahr 2018. So ein Jahreswechsel ist immer auch eine gute Gelegenheit einen Rückblick und einen Ausblick zu wagen und genau das möchten wir hier tun: U-CUBE hat sich von einer verrückten Idee zu einem Schulprojekt der GHS entwickelt, das in seiner Komplexität seinesgleichen sucht. Das Jahr 2017 begann für uns mit der erfolgreichen Präsentation mehrerer Jugend-Forscht-Arbeiten. So konnten wir funktionierende Prototypen unseres Anemometers und unseres Pyranometers präsentieren und das Prinzip der Klimakalibrierung durch Kalorimeter ebenso demonstrieren, wie das Regeln einer Heizung auf eine bestimmte Behaglichkeit (PMV-Wert). In zwei Schüler-Experimentieren-Arbeiten konnten wir nachweisen, dass unsere Temperatursensoren die Oberflächentemperatur einer Wand sehr genau messen können und welche Oberflächen am besten für den Bau unserer Pyranometerentwicklung geeignet sind. Obwohl die meisten Schülerinnen und Schüler in der Folge mit dem Abitur beschäftigt waren, gingen wir die Mammutaufgabe an, für unsere 4 Holzkuben Temperatursensoren herzustellen - ca. 240 Stück pro Kubus. Wenn man bedenkt, dass die Herstellung eines Kabels mit Sensor und Stecker etwa 10 Minuten dauert und dann noch mal 5 Minuten für den Einbau gerechnet werden müssen, kommen hier 240 Stunden Arbeit zusammen, die wir ohne die phantastische Hilfe der Firma Reflatherm nicht hätten bewältigen können. Parallel haben wir die von den MERCK-Azubis in monatelanger Schweißarbeit ( :-) )gebauten Masten aufgestellt und angefangen, 30 Kalibrierungskuben zu bauen. Diese Arbeit ist inzwischen abgeschlossen und die Kuben warten nun darauf, an der Hochschule Darmstadt getestet und dann eingebaut zu werden. Zudem haben wir 40 Wetterstationen gebaut, die nun einzeln mit Sensoren eingemessen werden. Für die Messdatenerfassung in den Holzkuben haben wir 30 Multiplexer-Platinen (unsere eigene Entwicklung) aufgebaut und immer wieder getestet, Lötstellen korrigiert und Fehler behoben. Fehler passieren immer mal wieder, weil jeder Schüler möglichst jede Komponente einmal selbst zusammengelötet haben sollte. Genau so haben wir 10 Schaltschränke für die Kalibrierungsmasten aufgebaut, 30 Sensorplatinen für je 60 Temperatursensoren gelötet und natürlich Software entwickelt. Die Software ist extrem komplex, da einem Mikrocontroller die Aufgabe zufällt, vielen anderen Controllern spezifische Aufgaben zuzuteilen, die das Auslesen von Daten oder deren Weiterverarbeitung betreffen. Nachdem wir einige Monate vergeblich versucht haben, die Software in den Griff zu bekommen, haben wir mit Frederik Schwan letztlich einen Informatiker gefunden, der unsere Vorstellungen realisieren kann. Eine erste Version der Software ist bereits erfolgreich offline gelaufen und hat fleißig Daten gesammelt - die Entwicklung geht weiter. Und wir hatten ein sehr schönes Richtfest im Herbst 2017, bei dem viele von Ihnen bei uns waren und uns und unser Forschungszentrum kennen lernen konnten. Das ist grob zusammengefasst der Stand der Entwicklung … wie geht es weiter? Viele fragen sich eher: „Wann gibt es endlich Daten?“ Wir hatten im letzten Jahr insbesondere durch den Einsatz von Frau Graf von der Firma Reflatherm, die für U-CUBE quasi als Liaison-Manager fungierte, die Möglichkeit bekommen, das Fraunhofer-Institut für Bauphysik in Stuttgart oder das Zentrum für Angewandte Energieforschung in Würzburg und die Erfindermesse in Nürnberg zu besuchen. Dazu kamen jede Menge Gespräche mit Praktikern aus der Industrie und Forschung. Bei all diesen vielen Kontakten sind zwei Dinge sehr klar geworden: Unser Messverfahren wird dringend benötigt, weil es Daten liefern wird, die eine andere Sicht auf die Physik der Wärmeübertragung unter Behaglichkeitskriterien liefern wird - und: es ist zwingend erforderlich, dass unsere Methode akkreditiert wird, denn nur Daten eines anerkannten Verfahrens werden in der Gesellschaft akzeptiert werden. Wie zertifiziert man ein gänzlich neues Verfahren? Darüber haben wir mit vielen Experten gesprochen und sogar mit Stiftung Warentest. Wir haben letztlich einen Weg gefunden und werden diesen 2018 beschreiten. Wir möchten hier jetzt noch nicht vorwegnehmen, um was es sich handelt, aber es wird ein guter Weg sein! … Erst wenn U-CUBE Daten liefert, die valide und anerkannt sind, werden diese Daten auch den Wert haben, den sie verdienen - zum Nutzen für die Industrie und zum Erkenntnisgewinn für die Forschung. Wir rechnen damit, dass die Lizensierungsangelegenheit bis etwa Juli 2018 erledigt ist. Bis dahin werden wir noch Lüftungsanlagen entwickeln und bauen müssen, das Klimagrid in Betrieb nehmen und dafür sorgen, dass Soft- und Hardware reibungsfrei funktionieren. Die U-CUBE-Maschine muss laufen. Wir möchten uns bei denjenigen Förderern entschuldigen, die auf schnelle Daten gehofft haben und uns für unsere Forschung z.B. Heizgeräte zur Verfügung gestellt haben. Obwohl wir nie Daten zu einem bestimmten Termin versprochen haben - und ja auch nicht versprechen konnten, hat sicher so manches Unternehmen doch auf Daten im Jahr 2017 gehofft und vielleicht damit geplant. Wir sind jedoch sicher, dass wir mit der geplanten Entwicklung von U-CUBE den richtigen Weg gehen und dass die Daten dann umso wertvoller sind. Wir danken für Ihr Vertrauen und freuen uns über Ihre weitere Unterstützung im Jahr 2018. Viele liebe Grüße, Dr. Milan Dlabal und die Schülerinnen und Schüler und Studenten und die vielen freiwilligen Helfer von U-CUBE
29.01.17, 18:15 Dr. Milan Dlabal
Es hat sehr lange gedauert, aber nun sind die Türen endlich eingebaut. Parallel dazu haben wir begonnen Sensoren in die Kuben einzubauen. Das klingt einfach, ist es aber nicht. Man muss bedenken, dass für jeden Sensor ein Kabel abgelängt, abisoliert, beschriftet und verzinnt werden muss. Dann muss an einem Ende ein Stecker aus einem Platinenstückchen und einer Stiftleiste angelötet und umschrumpft werden - an der anderen Seite wird ein Temperatursensor auf ein Platinenstück gelötet und dann mit dem Kabel verlötet, bevor dieses Ende mit Heißkleber und Schrumpfschlauch abgeschlossen wird. In den Kuben werden dann nach Sensorplan Löcher gebohrt und die Sensoren eingeklebt und die Kabel verlegt. In einem Kubus sind über 150 Temperatursensoren verbaut. Dazu kommen dann die Feuchtigkeitssensoren ... Inzwischen ist die Behaglichkeitsregelung kurz vor der Testphase und wir hoffen, die ersten Tests in den Messkuben in ca. 3 Wochen durchführen zu können. Am 14.2. werden wir einige Teile des U-CUBE Konzepts in 6 Arbeiten bei Jugend-Forscht vorstellen. Die Schüler sind gespannt, wie die Jury darauf reagieren wird. Es geht voran!!!
23.12.16, 16:05 Dr. Milan Dlabal
Ein sehr erfolgreiches Jahr neigt sich dem Ende. Zeit, zurückzublicken und nach vorne zu sehen … Wir haben dieses Jahr ein Grundstück gefunden und mit Hilfe des Landkreises Darmstadt-Dieburg U-CUBE-fähig hergerichtet. Dann haben wir mit EURER Hilfe das Crowdfunding erfolgreich beendet - noch einmal vielen Dank dafür!!!! Die ersten 4 Kuben wurden aufgebaut, nachdem KRINNER die Fundamente bereitgestellt hatte. Die Kuben haben wir noch rechtzeitig vor dem Winter imprägniert und die Sensoren in den Bodenplatten sind installiert. Leider konnten die Türen nicht geliefert werden, so dass auch der Einbau der Fußböden gestern abgebrochen werden musste - da kann es erst im Januar weitergehen. Die letzten Teile für die Kalibrierungsmasten sind am Mittwoch von den MERCK-Azubis geliefert worden - auch da kann es dann endlich losgehen. Zur Zeit werden 6 Jugend-Forscht-Projekte zusammengeschrieben, die im Februar beim Regionalwettbewerb präsentiert werden sollen: Drei Schüler aus der 7. Klasse haben die Temperatursensoren kalibriert und untersucht, wie man sie am besten in einer Oberfläche einbaut um die Oberflächentemperatur zu messen. Wir konnten die Empfindlichkeit der Sensoren auf 6/100 K steigern. Ein Schüler aus der 6. Klasse hat untersucht, welche Farben sich am besten für unsere Pyranometer eignen - und dies haben drei Schüler aus Q1 und Q3 genutzt, um mehrere Pyranometer-Prototypen herzustellen. Eine Schülerin aus der Q1 und zwei aus der E-Phase haben mehrere Hitzdraht-Anemometer entworfen, die bald im Windkanal der TUD kalibriert werden. Drei Schüler haben sich Gedanken über unser Klimagrid gemacht und testen den Prototypen unseres Kalibrierungskubus im Klimaschrank an der Hochschule Darmstadt. Das letzte Projekt schließlich ist die Behaglichkeitsregelung der Heizungen. Dafür musste eine Multiplexer-Platine entwickelt werden, der Code für die PMV-Berechnung in Python geschrieben werden und ein Takahashi-Regler für Raspberry PI programmiert werden. Wir drücken allen Teilnehmern die Daumen für den Wettbewerb. Wir hoffen, dass die Türen zu Beginn des neuen Jahres eingebaut werden können und dass dann auch bald die ersten Daten kommen. Parallel werden wir ab Februar anfangen, das Klimagrid zu installieren. 2016 war ein sehr aufregendes und erfolgreiches Jahr für U-CUBE und wir sind davon überzeugt, dass 2017 noch viel erfolgreicher wird. Wir freuen uns darauf. Wir wünschen allen Förderern und Unterstützern ein frohes Weihnachtsfest und einen guten Rutsch ins Neue Jahr!!!
09.11.16, 18:22 Dr. Milan Dlabal
Heute möchten wir unseren neuen Sponsor REDPUR vorstellen. Redpur stellt moderne Infrarotheizungen her und unterstützt U-CUBE gemeinsam mit der IG Infrarot bei der Kooperation mit der Hochschule Biberach. Wir wollen so beispielsweise die neuen Regelungs‐ und Automatisierungsverfahren, die bei U-CUBE unter Berücksichtigung von Behaglichkeitsgrößen (z.B. Fuzzy Control, MPC, ...) entwickelt werden, gemeinsam mit dem Institut für Gebäude‐ und Energiesysteme (IGE) in Biberach testen und validieren. Die Erkenntnisse aus U-CUBE sollen dann zu einer Erweiterung einer bestehenden Hardware‐In‐The‐Loop Umgebung dienen, um Infrarotstrahlungsheizungen zum systematischen Reglerentwurf (Rapid Control Prototyping) und Test von industriellen IR‐Reglern gegen virtuellen Testprozesse zum objektiven Vergleich der Reglergüte erproben zu können. Wir freuen uns sehr über die Unterstützung!
02.11.16, 14:20 Dr. Milan Dlabal
Heute möchten wir unseren neuen Hauptsponsor, die FutureCarbon GmbH, vorstellen. FutureCarbon unterstützt U-CUBE finanziell und baut für jeden Kubus eine innovative Fußbodenheizung auf Folienbasis. Es ist sehr wichtig, dass wir in jedem Kubus einen identischen Fußbodenaufbau haben, um besser Vergleiche anstellen zu können. Natürlich wird diese Heizung die meiste Zeit aus sein - nämlich, wenn andere Wärmeübertragungssysteme getestet werden - sie erlaubt uns aber eben auch den direkten Vergleich der einzelnen Kuben bei identischer Beheizung. Weiterhin entwickeln wir mit FutureCarbon innovative, schnelle Wärmesysteme, die auf der elektrischen Erwärmung von sehr massearmen Flächensystemen beruhen. Dies wird wichtige Grundlagen für das physikalische Verständnis der Wärmeflüsse in Räumen und damit verbunden der Energieeffizienz und der Behaglichkeit liefern. Wir sind sehr froh, FutureCarbon mit an Bord zu haben.
26.10.16, 09:21 Dr. Milan Dlabal
Ein weiterer Meilenstein ist geschafft. Dank der finanziellen Unterstützung der Hochschule Darmstadt, der Firma Reflatherm und dem IMT konnten wir letzte Woche unsere 4 ersten Kuben aufbauen. Nun warten wir noch auf die Türen, die in etwa 3 Wochen erwartet werden und dann können wir anfangen, Sensoren einzubauen. Vielen Dank an Alle, die beim Aufbau geholfen haben!!!
15.09.16, 21:06 Dr. Milan Dlabal
Heute haben wir die ersten 4 Massivholzkuben bestellt. Liefertermin ist Ende Oktober. Ausserdem hat uns der Schul-, Kultur- und Sportausschusses des Landkreises Darmstadt-Dieburg an der GHS besucht (sie haben extra ihre Sitzung an die Schule verlegt) und sich über U-CUBE erkundigt und das Gelände besichtigt. Alle hatten Spass (siehe Bild)!
07.09.16, 17:29 Dr. Milan Dlabal
Das Wichtigste zuerst: Das Geld aus dem Crowdfunding ist nun endlich bei uns angekommen. Das hatte länger gedauert, als erwartet, was vielleicht auch mit dem Umzug der "Sciencestarter" - Seite zu "Startnext" zu tun hatte. Aber nun ist ja alles gut!!! Wir werden voraussichtlich nächste Woche die ersten 4 Kuben bestellen können. Dies wird möglich durch eine großzügige Unterstützung der Hochschule Darmstadt, Reflatherm und dem IMT. Wir hoffen, dass diese Kuben bis Ende Oktober vollständig installiert sind. Währenddessen sind wir dabei ein Pyranometer zu bauen, die Wetterstationen zu testen, die Kalibrierungskuben zu testen und die Masten zu bauen. Es sieht gut aus, dass auch das Kalibrierungsgrid zusammen mit den ersten Kuben aufgebaut werden kann - soweit läuft also alles nach Plan.
02.08.16, 18:22 Dr. Milan Dlabal
Allen Unterstuetzern vielen Dank!!!! Es wird jetzt ca. 3 bis 4 Wochen Dauern, bis wir die Crowdfundingsumme erhalten. Nach den Ferien wird es also definitiv losgehen und wir werden uns bei allen Unterstuetzern wegen der Dankeschoens und der vereinbarten Aktionen melden. Weiterhin eine schoene Ferienzeit - Kraefte sammeln fuer die Aufgaben, die auf uns warten! Liebe Gruesse
20.07.16, 09:42 Dr. Milan Dlabal
Wir haben nun tatsächlich innerhalb von 2 Tagen alle 48 Kubenfundamente und 20 Klima-Masten-Fundamente und 14 Schattenwandfundamente eingedreht - bei 35° und immer mit Blick auf die Schlange an den Kassen vom Freibad Griesheim. Das war sehr tapfer und jetzt haben alle ihre Ferien wirklich verdient. Bei erfolgreichem Crowdfunding werden wir also im September mit der Installation beginnen können. Weitere Unterstützer werden noch benötigt! Im Link findet Ihr ein kleines Zeitraffervideo vom Eindrehen der KRINNER Schraubfundamente. Viel Spaß dabei!
18.07.16, 20:45 Dr. Milan Dlabal
Heute haben wir in 9 Stunden die 48 KRINNER-Schraubfundamente für die 12 Messkuben eingedreht ... sehr schweißtreibende Arbeit am ersten Ferientag!
06.07.16, 19:04 Dr. Milan Dlabal
In diesem Zusammenhang - und weil wir oft danach gefragt werden - wollen wir ein paar Fragen zu den Klima-Kalibrierungskuben beantworten: 1. Was ist ein Kalibrierungskubus? 2. Wozu braucht man einen Kalibrierungskubus? 3. Wie funktioniert PWM? 4. Wie können wir die Heizleistung erfassen? 5. Welche Fehler werden dabei gemacht? Hier die Antworten: 1. Was ist ein Kalibrierungskubus? Ein Kalibrierungskubus ist ein beheizter Würfel mit 40cm Kantenlänge. Er besteht aus einem äußeren Kubus aus Holz, einem zweiten Würfel aus Styropor und einem inneren Würfel aus Holz. An jedem unserer 20 Klima-Kalibrierungsmasten sind drei solcher Kuben befestigt, die sich in 1, 2 und 3 Metern über dem Erdboden befinden. Im Inneren der Kuben wird eine Temperatur von exakt 27°C durch eine intelligente Regelung aufrecht erhalten. 2. Wozu braucht man einen Kalibrierungskubus? Jeder Kubus verliert durch seine Oberfläche Wärme. Diese Wärmeabgabe ist die Summe aller klimatischen Konsequenzen, die auf den Kubus einwirken - solche, die wir direkt messen können (wie z.B. Lufttemperatur, Windgeschwindigkeit, Luftfeuchte, …) und solche, die wir nicht messen können (z.B. Strahlungswechselwirkung mit dem Nachthimmel, …) und solche, die wir nicht kennen (Änderung des Erdmagnetfeldes? Wachstumsrate der Wiese? Aktivität von Regenwürmern? …). Die benötigte Heizleistung eines jeden Kalibrierungskubus liefert uns somit einen zeitabhängigen Faktor, der alle klimatischen Einflussgrößen in einer Messgröße bündelt. Alle Kalibrierungskuben zusammen ergeben eine Referenz, die ein energetisches Bezugssystem für die Energie-Effizienzuntersuchungen in den eigentlichen Messkuben bilden. Damit werden die Untersuchungen in diesem Referenzrahmen vergleichbar! 3. Wie funktioniert PWM? Die Heizung im Kalibrierungskubus wird durch PWM geregelt. PWM steht dabei für Pulsweitenmodulation. Der Microcontroller der Heizung ist mit einer festen Grundfrequenz getaktet z.B. 100 Hz. Das bedeutet, dass in einer Sekunde 100 Perioden mit einer Dauer von 10 Millisekunden zur Verfügung stehen. Der Arduino entscheidet nun, welchen Teil dieser 10ms Periode er die Heizung einschalten will - dann liegt Spannung an der Heizung an - und welchen Teil er sie ausschalten will - dann liegt keine Spannung an. Das Verhältnis von Einschaltzeit zur Periodendauer wird Tastverhältnis genannt (p). Über das Tastverhältnis lässt sich die Heizungsleistung regeln. 4. Wie können wir die Heizleistung erfassen? Prinzipiell ergibt sich die Heizleistung einer Widerstandsheizung aus der anliegenden Spannung (U) und dem ohmschen Widerstand (R): P=U*U/R. U(t) ist aber durch die PWM als Rechtecksignal moduliert. Bei einem Rechtecksignal ist die Integration sehr einfach und man kann zeigen, dass dann P(t)=U*U/R * p(t) gilt, wobei U hier die Versorgungsspannung ist. Der Arduino kann also einfach aus dem Tastverhältnis, das er ja selbst berechnet, die Heizleitung zeitaufgelöst ausgeben. 5. Welche Fehler werden dabei gemacht? Das Gute an einer PWM ist, dass der Transistor des digitalen Verstärkers entweder voll durchgesteuert ist oder gar nicht. Bei voller Durchsteuerung fällt nur eine sehr geringe Verlustleistung über dem Transistor ab, weil die Sättigungsspannung gering ist (üblicherweise weniger als 1 Volt). Wenn kein Strom fließt, fällt auch keine Verlustleistung über dem Transistor ab. Dazu kommt eine Verlustleistung am MOSFET (der Transistor) während der Umschaltzeit von Aus nach Ein und andersherum: Man kann zeigen, das dies etwa 1/4 der Heizleistung ist. Rechnen wir das mal durch: 100Hz PWM → T = 10ms; Schaltzeit ist etwa 500ns, Heizung hat 50W. Ein Viertel von 50W sind 12,5W Verlust während der Umschaltzeit, die in einer Periode zwei mal auftaucht (Aus-Ein und Ein-Aus) → Also während einer Mikrosekunde pro 10 Millisekunden ein Verlust von 12,5W: 1/10000*12,5 = 1,25mW. Das kann man getrost ignorieren. Der Gesamtfehler ist somit sehr klein und wenn man bedenkt, dass die Verlustleistung ja letztlich auch in Wärme umgewandelt wird, kann man von einem Wirkungsgrad von 100% ausgehen. Wenn Ihr auch Fragen habt, freuen wir uns, sie z.B. hier zu beantworten!
02.07.16, 15:55 Dr. Milan Dlabal
Liebe Unterstützer von U-CUBE, 30 Tage sind vergangen und wir sind sehr gut in das Crowdfunding gestartet. Jetzt verbleiben noch weitere 30 Tage um die 30.000,- Euro voll zu machen. Wir sind auf Eure Mithilfe angewiesen. Bitte macht Werbung für uns bei euren Bekannten, Freunden, Kunden, Partnern und allen, die Ihr in euren Netzwerken erreichen könnt. Wir werden zunehmend im Netz wahrgenommen und insbesondere von denjenigen, die sowohl die fachwissenschaftliche, als auch die politische Beurteilung der aktuellen Energiesparpraxis durch Außendämmung der Gebäudehülle anzweifeln, als Rettung aus dem Lobbysumpf verstanden. Go U-CUBE!!!
29.06.16, 04:15 Dr. Milan Dlabal
Hallo, mein Name ist Marius Riehl, ich bin 18 Jahre alt und habe vor Kurzem mein Abitur an der Gerhart-Hauptmann-Schule in Griesheim abgelegt. Meine Leistungskurse waren Mathematik und Kunst. Zum Wintersemester diesen Jahres werde ich ein Studium der Informatik in Darmstadt beginnen. Ich beschäftige mich bereits seit längerem mit Informatik und habe bereits einige Vorkenntnisse, die ich in das U-CUBE-Projekt einbringen kann. Meine Hauptaufgabe als U-CUBE-Mitglied ist die Webseite zu erstellen, auf der neuste Informationen, Bilder, Fotos, usw. zu finden sind, und natürlich am wichtigsten: die Daten, die wir im Klima-Grid und in den Kuben sammeln, dort darzustellen und zu verarbeiten. Seit über einem Jahr beschäftige ich mich zudem mit Hausautomation, ein Projekt das auf technischer Basis viel mit U-CUBE gemeinsam hat: bei beiden werden Sensordaten gesammelt, ins Internet übertragen und dort in einer Datenbank archiviert und für Auswertungszwecke gespeichert. Diese Expertise nehme ich ebenfalls mit in die Arbeit an U-CUBE. Und gerade deshalb fasziniert mich U-CUBE auch so, ich habe großen Spaß an der Umsetzung der technischen Erfordernisse die es mit sich bringt, und dazu gehört eben auch "meine" Haussteuerung z.B. im Sinne einer Behaglichkeitsregelung der Wärmeübertragungssysteme auf ein ganz neues Level zu bringen. Auch ich möchte mich bei allen Unterstützern unseres Crowdfunding-Projekts auf Sciencestarter.de bedanken! Marius
22.06.16, 18:32 Dr. Milan Dlabal
Hallo, mein Name ist Gaetano Fresa und ich studiere Elektro-und Informationstechnik an der Hochschule Darmstadt. Bei U-Cube bin ich für die Wetterstationen zuständig und unterstütze Henrik beim Bau der Behaglichkeitssteuerung. Ich finde es faszinierend, dass ich bei U-CUBE das Gelernte aus dem Studium direkt an einem relevanten Projekt anwenden kann. Darüberhinaus ist es spannend unmittelbar an Grundlagenforschung arbeiten zu können und ich bin sehr auf die ersten Ergebnisse von U-CUBE gespannt.
22.06.16, 08:43 Dr. Milan Dlabal
Mein Name ist Jonas Brück und ich besuche gerade die 11. Klasse der Gerhart-Hauptmann-Schule in Griesheim, mache also (hoffentlich) ebenfalls in einem Jahr mein Abitur. Meine Leistungskurse sind Mathematik und Physik. Durch dieses Grundinteresse bin ich Mitglied des U-Cube-Teams geworden. Ich kann mir gut vorstellen, in meinem späteren Berufsleben ebenfalls in diese Richtung zu gehen. Bei dem Projekt bin ich vor allem für die verschiedenen Heizungs- und Wärmearten in den Kuben zuständig. Es geht also darum, die Unterschiede bei verschieden Kombinationen von Baumaterial und Heizungsart und deren Wechselwirkung deutlich zu machen, um in der Zukunft effizienter heizen zu können. Das U-Cube Projekt gibt mir als Schüler die einmalige Möglichkeit, mal von dem ganzen theoretischen Lernen wegzukommen und hautnah an einem echten Forschungsprojekt zu arbeiten. Eine Chance für mich als Schüler an einem Projekt mit dem Landkreis Darmstadt-Dieburg, der Stadt Griesheim, diversen Universitäten und Ingenieurbüros mitzuwirken! Außerdem macht es mir viel Spaß und deswegen hoffe ich, dass uns das Crowdfounding nun die Gelegenheit gibt, um nach dieser langen Vorbereitungszeit endlich voll durchstarten zu können. An dieser Stelle auch von mir aus vielen Dank an alle Unterstützer!
21.06.16, 16:47 Dr. Milan Dlabal
Wir freuen uns, Ihnen mitteilen zu können, dass die Firma Krinner Schraubfundamente sämtliche Fundamente für die U-CUBE's und das Klima-Grid kostenlos zur Verfügung stellen wird. Wahrscheinlich können wir noch vor den großen Ferien die Fundamente eindrehen - so dass bei erfolgreichem Crowdfunding dem Baubeginn nach den Ferien nichts im Wege stehen dürfte. Die Fundamentpositionierungen wurden von den Schülern bereits eingemessen.
15.06.16, 18:56 Dr. Milan Dlabal
Hallo, ich bin Bianca Hofmann und auch ich bin ein Mitglied von U-Cube. Momentan besuche ich die 11. Klasse (Q2) der Gerhart-Hauptmann-Schule in Griesheim, um dort in einem Jahr mein Abitur zu machen. Bei dem Projekt ist mein Zuständigkeitsbereich die Mikroklimakalibrierung für das Gebäudemonitoring. Das Ziel hierbei ist es, den Aufbau und die Funktion der Grids aus den Wetterstationen und Kalibrierungskuben zu entwickeln, erforschen und zu verbessern. Dadurch wollen wir Daten ermitteln und auswerten, um geeignete Modelle und Simulationen durchführen zu können. Ich bin begeistert, an dem Projekt teilnehmen zu können. Für mich ist es das erste Projekt, wo ich aktiv forschen und mitwirken kann. Endlich haben wir Schüler die Möglichkeit, außerhalb der Schule an tatsächlich relevanten Themen zu arbeiten, was uns zudem eine gute Grundlage für unsere Zukunft bietet.
15.06.16, 18:52 Dr. Milan Dlabal
Guten Tag, ich bin Maximilian Stucke und habe gerade mein Abitur an der Deutschen Internationalen Schule Dubai in den Vereinigten Arabischen Emiraten abgeschlossen. Nach der Schule möchte ich gerne etwas technisches in Deutschland studieren, was etwa in Richtung Maschinenbau/Physik geht. Ich finde das U-Cube Projekt deshalb so interessant, weil man hier echte Grundlagenforschung betreibt und somit die Wissenschaft im Bereich der Behaglichkeitsforschung voran bringt. Meine Beteiligung umfasst hauptsächlich Flow- und FEA-Simulationen ,sowie CAD-modeling - Fähigkeiten, die ich unter Zusammenarbeit mit Dr. Milan Dlabal bei dem Schülerwettbewerb „F1 in Schools“ erworben habe.  Als angehender Student des Maschinenbaus oder evtl. der Physik, deckt sich dies grob mit erwarteten Studieninhalten und bietet, neben der persönlichen Erfüllung, ebenfalls wertvolle Arbeitserfahrung.
14.06.16, 19:32 Dr. Milan Dlabal
Nach Rücksprache mit dem Förderverein der GHS können wir für unsere U-CUBE Unterstützer Spendenquittungen ausstellen. Dazu müssen Sie sich nach hoffentlich erfolgreichem Funding einfach an uns wenden.
14.06.16, 19:27 Dr. Milan Dlabal
Gute Blogs sind authentisch, ehrlich und aktuell. Oft enthalten sie einzigartige Ansichten. Ihre Posts sind ernst gemeinte Einladungen zum Dialog, ihre Leser potenzielle Gesprächspartner – aufgerufen zu kommentieren, zu fragen, den Gedankenaustausch aktiv mitzugestalten. Die SciLogs sind eine Familie von Wissenschaftsblogs. Sie vereinen die Stärken wissenschaftlicher Kultur und des Mediums Blog. Ihr Anliegen ist der interdisziplinäre Dialog über Wissenschaft in all ihren Fassetten: Forschung, Anwendung, Politik, Ethik, Werte. Die Blogger sind Forscher, Theoretiker, Praktiker, Journalisten, Enthusiasten. Die SciLogs sind ein Angebot des Verlags Spektrum der Wissenschaft, Heidelberg. Und nun ist U-CUBE auf SCILOG und es ist bestimmt interessant zu lesen - viel Spass dabei!
12.06.16, 19:21 Dr. Milan Dlabal
Hallo, mein Name ist Michael Stivaktakis und ich gehe in die 11. Klasse (Q2) der Gerhart-Hauptmann-Schule in Griesheim und werde in einem Jahr mein Abitur schreiben. Meine Leistungskurse sind Mathematik und Physik bei Herrn Dr. Dlabal. Nach meinem Abitur möchte ich etwas Richtung Physik studieren. Bei dem Projekt bin ich für die Modellbildung zuständig. Unser Ziel ist es mit Hilfe der Daten aus den Wetterstationen und den Heizungsdaten geeignete physikalische Modelle für die Holzkuben zu entwickeln. Diese sollen ihre Performance unter Berücksichtigung der Heizungscharakteristik modellieren. Wir wollen eine realistischere Vorhersage der Energieeffizienz treffen, als das mit den aktuellen statischen Methoden möglich ist, in denen meist nur die Lufttemperatur des aufgeheizten Luftvolumens maßgeblich ist. Dies entspricht allerdings nicht den Definitionen von Behaglichkeit. Ich finde das Projekt sehr interessant, da wir Forschung betreiben, die zuvor kaum in diesem Bereich stattgefunden hat. Außerdem bietet es uns eine gute Möglichkeit, sich mit Themen zu beschäftigen, die in der Schule nicht behandelt werden. Michael Stivaktakis
06.06.16, 16:39 Dr. Milan Dlabal
Da geht an der Decke die Sonne auf ... Wir freuen uns, dass uns die Firma Vitramo als Hauptsponsor unterstützt. Über Vitramo: Die Vitramo GmbH bietet hocheffiziente Infrarot-Heizelemente für die Wand- und Deckenmontage im Neubau oder bei der Sanierung von Gebäuden. Die Infrarot-Heizungen werden ausschließlich am Standort Tauberbischofsheim in BadenWürttemberg produziert und sind zu 100 Prozent "Made in Germany". Weitere Informationen unter www.infrarotheizung-vitramo.de
02.06.16, 19:29 Dr. Milan Dlabal
Hallo, ich bin Olivia und ich besuche die 11.Klasse (Q2) der Gerhart-Hauptmann-Schule in Griesheim und werde in einem Jahr mein Abitur machen. Wie viele andere Schüler, die sich an diesem Projekt beteiligen bin ich auch im Physik LK bei Herrn Dr. Dlabal. Nach meiner Schulzeit möchte ich im physikalischen Bereich bleiben und Wirtschaftsingenieurwesen studieren. Bei dem Projekt bin ich im Bereich Technik zuständig für die Behaglichkeitsregelung. Ziel meiner Arbeit wird es sein, eine Behaglichkeitsregelung zu parametrisieren und zu entwickeln. Sobald wir von den Kuben Daten erhalten, werden wir diese bereitstellen und auswerten. Um ein gutes Ergebnis zu erzielen arbeiten wir in einem Team. In dem Technik- Team arbeite ich zusammen mit Marius, einem Mitschüler aus der Q4, Studenten und Experten wie z.B. Ingenieuren. Darüber hinaus sollte jeder von uns möglichst in jedes Fachgebiet einen Einblick haben, um sich ein Bild davon machen zu können, was die Aufgaben und Inhalte der anderen Forschungsgruppen sind. Das Projekt bietet uns Schülern eine gute Chance außerhalb der Schule zu forschen. Dabei gefällt es mir besonders, dass wir jeden Schritt des Experimentes selbst mit verfolgen können und wir als Schüler die Möglichkeit bekommen bei einem Projekt dieser Größe mitzuwirken. Wir möchten dabei versuchen die Rechengrundlagen der EnEV (Energieeinsparungsverordnung), welche sich an Laborwerten orientieren mit unseren Werten zu korrigieren, da die Laborwerte nicht gut die Realität von Wohngebäuden abbilden. Olivia Staub
02.06.16, 06:41 Dr. Milan Dlabal
Gestern hat uns Frau Aysun Koc auf dem Messgelände besucht und sich U-CUBE genauer erklären lassen. U-CUBER Henrik Stahl, Michael Stivaktakis und Jonas Brück erklärten den Stand der Entwicklung und das Crowdfunding. Wir freuen uns sehr, dass Frau Koc unserer Einladung gefolgt ist, wir hatten viel Spass (wie man an den Bildern sieht) und wollen an dieser Stelle alle Interessierten einladen, uns einmal zu besuchen.
30.05.16, 17:40 Dr. Milan Dlabal
Supporting U-CUBE You have two options to support U-CUBE: with or without getting a reward. You might want to choose a reward „Dankeschön“ and press the button "Jetzt unterstützen" (support the project now). Or you just type in the amount of money and press “Jetzt unterstützen”, without choosing a reward. If you are already registered as a FAN you have to log in to continue but you can also register as a new FAN or you can donate as a guest. Now you just need to enter your preferred payment method and confirm your support. Payment methods are: Lastschrift (direct debit authorization), credit card, Sofortüberweisung (direct transfer) or Vorkasse (advance payment). In addition to your financial support you can help to increase the awareness of U-CUBE in the public by recommending the project to people within your own networks (e.g. via Facebook and Twitter). On the project page and its blog you find updates to the project as well as stories related to it. If the project is (un)successful If the financial goal is achieved or overfunded, the money is transferred to U-CUBE. The project starter will provide you with information on when you receive your reward. If the project does not reach its financial goal, the money is returned to the supporters and no money will be transferred to U-CUBE.
30.05.16, 16:28 Dr. Milan Dlabal
Liebe Freunde, Fans, Unterstützer und Alle, die U-CUBE für eine phantastische Möglichkeit für die GHS, Griesheim, den Landkreis Darmstadt-Dieburg, Hessen, Deutschland, Europa und den Rest der Welt halten, Wir sind ab sofort in der Finanzierungsphase! Jetzt sind wir auf Euch angewiesen und hoffen, dass Ihr U-CUBE in euren Netzwerken, bei Euren Bekannten, Geschäftspartnern und Freunden bekannt macht und diese Kontakte motiviert, U-CUBE zu unterstützen. Einzigartige Menschen mit Visionen unterstützen ein einzigartiges, visionäres Projekt. Vielen Dank im Voraus, Milan Dlabal und alle beteiligten Institute und Personen
29.05.16, 17:23 Dr. Milan Dlabal
„Hallo, mein Name ist Henrik Stahl und ich gehe in die 11. Klasse (Q1/2-Phase) der Gerhart-Hauptmann-Schule in Griesheim und schreibe in einem Jahr mein Abitur in Physik und Mathematik. Anschließend möchte ich Physik studieren. Bei dem Projekt bin ich zuständig für den Entwurf und den Bau einer Behaglichkeitssteuerung, die die Kuben auf einem konstanten Temperaturniveau halten soll, damit man sich in diesen wohl/behaglich fühlt.  Ich arbeite zusammen mit einem Elektrotechnik-Studenten, Gaetano, und mit einem erfahrenen Regelungstechnik-Ingenieur um das bestmögliche Ergebnis zu erzielen. Das Problem hierbei ist, dass die Behaglichkeit (der PMV-Wert) keine direkt messbare Größe ist, da diese von Faktoren wie z.B.: der Temperatur, der Luftfeuchtigkeit oder der Luftgeschwindigkeit abhängig ist. Der PMV-Wert muss dann erst aus diesen Messdaten errechnet werden. Je nach Ergebnis wird die Temperatur, eine veränderbare Größe in jedem Haushalt, anders eingestellt, damit sich der PMV-Wert verbessert. Die Regelung ist also nicht linear und somit anspruchsvoll umzusetzen. Ich finde dieses Projekt ziemlich interessant und faszinierend, da es das erste Projekt in diesem Ausmaße weltweit ist, also Grundlagenforschung betrieben wird, und die gegenwärtige Energieeinsparungsverordnung (EnEV) fehlerbehaftet ist, was wir versuchen wollen zu ändern. Außerdem bietet das Projekt eine super Möglichkeit um einen Studieneinstieg zu erleichtern und man ist direkt in eine aktuelle Forschung mit eingebunden, was viele Türen für die Zukunft öffnet.“ Henrik Stahl
28.05.16, 19:05 Dr. Milan Dlabal
Wir haben das Fundingziel von 40.000,- auf 30.000,- Euro reduziert, weil die Lehrwerkstatt der Firma MERCK für U-CUBE die Masten des Kalibrierungsgrids bauen wird, wobei MERCK die Materialkosten übernimmt. Das ist absolut phantastisch! Wir freuen uns auf die Kooperation mit den MERCK Azubis!!!
25.05.16, 07:41 Dr. Milan Dlabal
Wir haben die Startphase nach 8 Tagen abgeschlossen und die erforderlichen 100 Fans erreicht. Jetzt planen wir die Finanzierungsphase. Vielen Dank an ALLE!!! Und verbreitet uns weiter - wir wollen noch mehr Fans :-)
21.05.16, 13:34 Dr. Milan Dlabal
Hier ein Link zum Artikel über die Eröffnung im Darmstädter Echo:
18.05.16, 21:02 Dr. Milan Dlabal
Short description of U-CUBE U-CUBE is the only international research facility operated and run by a public school and U-CUBE is currently the only research facility investigating the influence of different heating systems on the thermal performance of building materials in a calibrated microclimate, considering thermal comfort regulation. U-CUBE aims to provide fundamental concepts to enable engineers to use realistic physical models for future intelligent heating designs, providing thermal comfort and energy efficiency. We have added the U-CUBE introduction video at the end of this blog (yes, it's in English)... What is the purpose of this project? The Gerhart Hauptmann school in Griesheim near Darmstadt has teamed up with universities from many different countries to provide research opportunities for students from schools (Jugend Forscht) and students from universities (practicals, bachelor of science, master of science and PhD) alike, bridging the gap between school and university. Adding to the educational purpose U-CUBE currently is the only research facility concentrated on energy efficiency and thermal comfort. In the first step massive wood cubes will be heated by thermal comfort controlled heating systems such as floor heating, infrared wall and ceiling heating, convection heating, ... Different setups will be monitored over a period of 5 years in a calibrated microclimate. This will allow to gain a much needed deeper understanding of building physics and heat transfer. What are the aims of U-CUBE? U-CUBE will share information with everybody (open source) via our webpage. These are our primary aims: • Define a controlled system of thermal energy exchange (diffusion) between the inside of the cubes and the ambient microclimate. • With the definition of thermal comfort (e.g. DIN/EN 7730), develop a method of maintaining room air temperatures as well as surrounding (inside) surface temperatures in a controlled environment with changing (outside) influences. • Develop a system of establishing a 4D map of the microclimate in the area around the cubes (continuous measurement – real-time data for five year period) • Once the methodology is developed, field tests are used to measure the energy needed to maintain comfort inside of the cubes - with changing outside conditions (data collection) • Statistical assessment of the measured data (data analysis). • Comparing data to given systems: Which Ueff best describes the thermal performance of the particular material appropriately? Why should you support U-CUBE? We are not bound to or controlled by any lobby and are able to provide urgently needed answers to questions of energy efficiency. We will provide data that could have impact on political decisions about energy saving (e.g. ENEV) and could lead to new laws that are closer to reality and closer to the needs of the people rather than the needs of certain industries. U-CUBE is a school project and public crowdfunding is the only way to let this happen without getting too much involved with sponsors of a certain industry that might have certain demands on the results. Everyone who has the feeling that his or her heating system in their own house is not really operating within optimal thermal comfort and energy efficiency and everyone who is not sure if the building material of their house is perfectly matched to the heating system has a very solid cause to be very interested in U-CUBE. For what will the money from the crowdfunding be used? The money from the science starter mission is used for the micro climate calibration grid. This is the design, construction, foundation, sensors, controllers of 20 masts with 80 weather stations and 60 calibration cubes. Masts are 5m steel of 70mm diameter with cables and fittings for the weather stations. On top of each mast is a psychrometer and a rain sensor. Depending on the amount of money we will be able to use ultrasonic wind sensors rather than cup anemometers ... Who is behind U-CUBE? Gerhart Hauptmann Schule Griesheim Landkreis Darmstadt-Dieburg Stadt Griesheim University of Applied Sciences Darmstadt Ingenieurbüro Heidt, Darmstadt Technical University Kaiserslautern Tallinn University of Technology University of Bern Aalto University Helsinki Westfälische Hochschule Gelsenkirchen Università Degli Studi Di Milano
18.05.16, 18:30 Dr. Milan Dlabal
Heute wurde das Messgelände offiziell eröffnet (Presseartikel folgt die Tage...) Auf dem Bild von Links: Werner Heidt vom Ingenieurbüro Heidt, Gabriele Winter (Bürgermeisterin von Griesheim), Henrik Stahl, Marius Riehl, Michael Stivaktakis, Jonas Brück, Olivia Staub, Frau Illy (Schulleiterin Carlo-Mierendorff-Schule), Prof. Carsten Zahout-Heil (HDA), Brunhilde Muthmann (Schulleiterin GHS), Dr. Milan Dlabal.

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