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Fakultät Informatik, Institut für Angewandte Informatik, Professur für Technische Informationssysteme Trockene Augen vom vielen Hacken? Möglichkeiten zur Beeinflussung der Luftfeuchtigkeit in Büroräumen Dresden, 22. 6. 2012 René Kowalewski

Fakultät Informatik, Institut für Angewandte Informatik, Professur für Technische Informationssysteme Gliederung • Gesundheitsrisiken bei zu trockener Luft • Luftfeuchtigkeitsregelung • Zusammenfassung • Quellen Trockene Augen vom vielen Hacken? - Möglichkeiten zur Beeinflussung der Luftfeuchtigkeit in Büroräumen 2

Fakultät Informatik, Institut für Angewandte Informatik, Professur für Technische Informationssysteme Einleitung • Luftfeuchtigkeit beeinflusst Gesundheit, Wohlbefinden und Leistungsfähigkeiten • Beschwerden treten vermehrt in der kalten Jahreszeit auf • Relative Luftfeuchtigkeit zwischen 40% - 60% Trockene Augen vom vielen Hacken? - Möglichkeiten zur Beeinflussung der Luftfeuchtigkeit in Büroräumen 3

Fakultät Informatik, Institut für Angewandte Informatik, Professur für Technische Informationssysteme Gesundheitsrisiken bei zu trockener Luft • Austrocknungen der Schleimhäute • Erhöhte Übertragung von Grippeviren • Trockene Haut und trockene Augen • Heiserkeit und Kehlkopfentzündungen Trockene Augen vom vielen Hacken? - Möglichkeiten zur Beeinflussung der Luftfeuchtigkeit in Büroräumen 4

Fakultät Informatik, Institut für Angewandte Informatik, Professur für Technische Informationssysteme Vermeidung von trockener Luft • Zimmerbrunnen installieren • 2 -3 Liter Flüssigkeit zu sich nehmen • direkte Luftbefeuchter • Regelung oder Steuerung der relativen Luftfeuchtigkeit Trockene Augen vom vielen Hacken? - Möglichkeiten zur Beeinflussung der Luftfeuchtigkeit in Büroräumen 5

Fakultät Informatik, Institut für Angewandte Informatik, Professur für Technische Informationssysteme Luftfeuchtigkeitsregelung • verschiedene Ansätze zur Regelung möglich Auf Basis: - von neuronalen Netzwerken - von PID-Reglern - von Fuzzylogik • Kombination der verschiedenen Ansätze möglich Trockene Augen vom vielen Hacken? - Möglichkeiten zur Beeinflussung der Luftfeuchtigkeit in Büroräumen 6

Fakultät Informatik, Institut für Angewandte Informatik, Professur für Technische Informationssysteme Regelung der relativen Luftfeuchtigkeit (1) Luftzufuhr (2) Luftbefeuchter (3) Steuerungs- und Messsystem Trockene Augen vom vielen Hacken? - Möglichkeiten zur Beeinflussung der Luftfeuchtigkeit in Büroräumen 7

Fakultät Informatik, Institut für Angewandte Informatik, Professur für Technische Informationssysteme Aufbau des Regelkreises • • • w(t) – Führungsgröße (Sollwert) e(t) - Regelabweichung (Fehler) ce(t) - Fehleränderung bzgl. der Zeit u(t) - Stellgröße y(t) - Regelgröße Trockene Augen vom vielen Hacken? - Möglichkeiten zur Beeinflussung der Luftfeuchtigkeit in Büroräumen 8

Fakultät Informatik, Institut für Angewandte Informatik, Professur für Technische Informationssysteme Vor- und Nachteile der Fuzzy-Regler Vorteile: Nachteile: • Simuliert menschliches Verhalten durch Basisregeln • Benötigt fachliche Erfahrung zur Festlegung der Basisregeln • Keine komplizierten mathematischen Modelle notwendig • Beschreibung menschlichen Verhaltens in einfachen Regeln schwierig • Robust gegenüber Änderung des Umfeldes Trockene Augen vom vielen Hacken? - Möglichkeiten zur Beeinflussung der Luftfeuchtigkeit in Büroräumen 9

Fakultät Informatik, Institut für Angewandte Informatik, Professur für Technische Informationssysteme Fuzzy-Regler Trockene Augen vom vielen Hacken? - Möglichkeiten zur Beeinflussung der Luftfeuchtigkeit in Büroräumen 10

Fakultät Informatik, Institut für Angewandte Informatik, Professur für Technische Informationssysteme Fuzzyfizierung • Abbildung auf linguistische Eingangsvariablen • Beispiel: von 45% auf 60% e=0, 60 -0, 45=0, 15 ce=0, 15/10=0, 015 -> e= 0, 5 PB und 0, 5 PS ce=0, 5 PB und 0, 5 PS e - Fehler ce - Fehleränderung bzgl. Zeit Trockene Augen vom vielen Hacken? - Möglichkeiten zur Beeinflussung der Luftfeuchtigkeit in Büroräumen 11

Fakultät Informatik, Institut für Angewandte Informatik, Professur für Technische Informationssysteme Fuzzy-Inferenz Maschine • Bestimmt die linguistischen Ausgangsvariablen • Basisregel sind Wenn-Dann. Regeln Tabelle der Basisregeln für Eingangs- und Ausgangwerte • Beispiel: -Wenn e=0, 5 PB und ce=0, 5 PB Dann ref=min(0, 5, 0, 5)PB -Wenn e=0, 5 PS und ce=0, 5 PS Dann ref=min(0, 5, 0, 5)PS Trockene Augen vom vielen Hacken? - Möglichkeiten zur Beeinflussung der Luftfeuchtigkeit in Büroräumen 12

Fakultät Informatik, Institut für Angewandte Informatik, Professur für Technische Informationssysteme Defuzzyfizierung • Umwandlung in scharfe Ausgangsgröße ref- Änderung der rel. Luftfeuchtigkeit Formel zur Berechnung des Schwerpunktes • Verwendung der Schwerpunkt. Methode • Beispiel: max(0, 5 PB, 0, 5 PS) -> Schwerpunkt der Fläche bei ca. 2, 25 ->Stellgröße u(t)=2, 25 Trockene Augen vom vielen Hacken? - Möglichkeiten zur Beeinflussung der Luftfeuchtigkeit in Büroräumen 13

Fakultät Informatik, Institut für Angewandte Informatik, Professur für Technische Informationssysteme Ergebnisse • Antwortzeiten von weniger als 3 Minuten • Regelabweichung von +/- 3% --- Änderung des Sollwertes von 60% auf 80% --- Änderung des Sollwertes von 80% auf 60% Trockene Augen vom vielen Hacken? - Möglichkeiten zur Beeinflussung der Luftfeuchtigkeit in Büroräumen 14

Fakultät Informatik, Institut für Angewandte Informatik, Professur für Technische Informationssysteme Zusammenfassung • Relative Luftfeuchtigkeit beeinflusst die Gesundheit • Verschiedene Möglichkeiten der Regulierung der Luftfeuchtigkeit • Fuzzy-Regler beschreibt menschliches Verhalten mit Basisregeln • Geringe Antwortzeiten bei Änderungen bzgl. der relativen Luftfeuchtigkeit Trockene Augen vom vielen Hacken? - Möglichkeiten zur Beeinflussung der Luftfeuchtigkeit in Büroräumen 15

Fakultät Informatik, Institut für Angewandte Informatik, Professur für Technische Informationssysteme Quellen • • - - Bilder : http: //www. victims-opfer. com/wp-content/uploads/2012/01/hacker. gif, 11. 6. 2012 http: //www. drgrauert. de/wp-content/uploads/2010/10/Langeweile. jpg, 13. 6. 2012 http: //neuneinhalb. wdr. de/img/grippevirus. jpg, 14. 6. 2012 http: //www. apotheken-umschau. de/multimedia/271/263/113/31649087505. jpg, 14. 6. 2012 Texte : Santi Wangnipparnto and Tianchai Suksri, 2009, The Relative humidity control, ICROS-SICE International Joint Conference 2009, August 18 -21, 2009, Fukuoka International Congress Center, Japan Wenqi (Wendy) Guo and Mengchu Zhou, 2009, Technologies toward Thermal Comfort-based and Energy-efficient HVAC Systems: A Review, Proceedings of the 2009 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics San Antonio, TX, USA - October 2009 http: //de. wikipedia. org/wiki/Fuzzy-Regler, 19. 6. 2012 http: //www. uni-bremen. de/gesundheit/informationen/a-z/luftfeuchtigkeit. html, 20. 6. 2012 Trockene Augen vom vielen Hacken? - Möglichkeiten zur Beeinflussung der Luftfeuchtigkeit in Büroräumen 16

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