Fernwärme – der ökologisch sinnvolle Beitrag

Fernwärme – ein Beitrag zur Volkswirtschaft in der Schweiz
Die Schweiz importiert rund 80 Prozent ihres Energiebedarfs aus dem Ausland. Hierfür fliessen jährlich 21 Milliarden Franken aus der Schweiz ab und fehlen der eigenen Volkswirtschaft. Damit diese immensen Geldströme nicht mehr primär in die Krisenregionen der Erdölstaaten fliessen, sondern vermehrt der eigenen Wirtschaft zugutekommen, braucht es eine konsequente Wende hin zu Energieeffizienz und erneuerbarer Energien. Letztere können weitgehend im Verbund mit Fernwärmenetzen optimal und wirtschaftlich genutzt werden. Den Gemeinden und Regionen kommt dabei eine Schlüsselrolle zu. Verschiedene Energieregionen rechnen damit, dass sie die regionale Wertschöpfung bei der Energieversorgung langfristig wesentlich verbessern können. Gleichzeitig erhöhen sie damit die Glaubwürdigkeit einer nachhaltigen Energiestrategie gegenüber der Bevölkerung und dienen dieser als Vorbild.

Investoren erwarten sichere Rahmenbedingungen
Die energiepolitischen Vorgaben machen der Bund und die Kantone. Diese werden in den Mustervorschriften der Kantone im Energiebereich (MuKEn) festgehalten. Der Vollzug ist Sache der Gemeinden. Eine nachhaltige Energiestrategie führt über eine kommunale Energieplanung, welche den Energiebedarf und die vorhandenen Potenziale an erneuerbaren Energien analysiert und räumlich aufeinander abstimmt. Die Gemeinden setzen die Vorgaben in den kommunalen Bauvorschriften, in Verordnungen sowie in der Richt-und Nutzungsplanung um. Der Verband Fernwärme Schweiz (VFS) hat im Dokument «Weissbuch Fernwärme» die entsprechenden Grundlagen erarbeitet. Diese stehen unter www.fernwaerme-schweiz.ch zu Verfügung.

Fernwärme bürgt für Versorgungssicherheit und Nachhaltigkeit
Fernwärme und Fernkälte bedeuten Versorgungssicherheit, Komfort, Kunden- und Umweltfreundlichkeit, minimaler Wartungsaufwand und faire Kosten. Sie nutzen die Ressourcen sauber, effizienter und klimafreundlich. Die Zukunft der Energieversorgung ist in Bewegung. Neben Strom und Mobilität macht Wärme 40% unseres Energieverbrauches aus. Fernwärme und Fernkälte leisten im Wärmebereich einen wichtigen Beitrag zur Nachhaltigkeit. Sie sind vor allem dann nachhaltig und umweltfreundlich, wenn sie mit dem Einsatz von erneuerbaren Energien oder der Nutzung verschiedener Abwärme-und Kältequellen betrieben werden.


Verband Fernwärme Schweiz
c/o Ryser Ingenieure AG
Engestrasse 9, Postfach
3001 Bern
Tel 031 560 03 90
info@fernwaerme-schweiz.ch
www.fernwaerme-schweiz.ch

Theo Wernli Fenster und Holzbau AG in Thalheim

Eine Erfolgsgeschichte in dritter Generation.
Der Betrieb wurde 1934 von Emil Wernli gegründet. Geführt wird er heute von Beni Wernli und Raoul Wettstein in dritter Generation. 1964 konnte das erste Gebäude am heutigen Standort bezogen werden. 30 Mitarbeiter und drei Lehrlinge sorgen dafür, dass die Produkte durch fachliche Kompetenz und Unterstützung durch computergesteuerte Arbeitsabläufe massgenau und wunschgerecht hergestellt werden.

Gute Wahl beim Fensterkauf
Wie viele andere Bauteile auch, hat sich das Fenster in den letzten Jahren zu einem Hightechprodukt entwickelt. Die Verarbeitungsmaterialien wie Glas, Beschläge und Dichtungen sowie die Oberflächenbehandlungsarten und – Materialien haben sich kontinuierlich verändert. Spezielle Funktionen für optimierte Energieeffizienz sowie Einbruch-, Schall- und Brandschutz werden verlangt. Zudem wurde das Fenster als architektonisches Gestaltungselement immer wichtiger, und somit soll auch das Design entsprechend wandelbar sein.

FFF-Geprüfte Schweizer Qualitätsfenster
Der Schweizerische Fachverband Fensterund Fassadenbranche FFF hat ein Qualitätslabel entwickelt, das höchste Qualität, kontrollierte Herstellung und damit eine lange Lebensdauer der Metall- und Holzfenster garantiert. Eine Fachkommission mit Vertretern des Schweizerischen Fensterverbandes, der EMPA (Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt) und der BFH-AHB (Berner Fachhochschule Architektur, Holz und Bau) bewertet die entsprechenden Anträge und entscheidet über die Verleihung des Qualitätslabels.


Theo Wernli AG
Fenster und Holzbau
Hegi 300
5112 Thalheim
Tel 056 443 12 15
info@wernli-Fensterbau.ch
www
.wernli-fensterbau.ch

Digitale Veredelung mit IO-Link

Bei der Umsetzung von Industrie 4.0 geht es unter anderem darum, ein digitales Schattenbild einer Anlage zu erstellen, mit dessen Hilfe sich Prozesse optimieren lassen. Als mass – gebliche Informationsgeber dienen die vielen Sensoren, die ohnehin schon für die Steuerung der Maschine verbaut sind. Dank der IO-Link-Technologie liefern diese Sensoren weitaus mehr Daten als nur Schalt – signale oder Analogwerte. Die Starrag Technology GmbH in Bielefeld baut Werkzeugmaschinen und stattet diese umfangreich mit IO-Link-Sen – soren von ifm electronic aus.

Das Portal-Bearbeitungszentrum der Baureihe FOGS der Starrag Technology GmbH gehört zu den entsprechend ausgestatteten Maschinen. Diese werden im Maschinenbau, in der Luftfahrtindustrie oder in der Automobilindustrie, dort z. B. zur Fertigung von Presswerkzeugen für die Karosserieherstellung (Aussenhaut-Teile) eingesetzt. Die im Bild gezeigte Anlage dient in der Luftfahrtindustrie zur Bearbeitung von Fahrwerkskomponenten (Landebeine). Bei diesen komplexen Werkzeugmaschinen ist die sensorgestützte Überwachung aller Medien (z. B. Kühl- und Schmiermittel, Hydraulik, maschinentemperierung) eine zentrale ufgabe. Nur mit eng tolerierten Medientemperaturen, ruckwerten und Durchflussmengen st ein optimaler Werkzeugeinsatz im vollautomatisierten Produktionsprozess möglich.

Sensoren mit digitaler Schnittstelle
IO-Link ist eine robuste, auf Basis von 24-Volt-Signalpegeln basierte digitale chnittstelle, die über die normale Sensorleitung, lternativ zu Schaltsignalen, eine bidirektionale ommunikation mit der Steuerung rmöglicht. Die Sensoren übertragen per IOLink igitale Messwerte und Diagnoseinformationen an den IO-Link-Master, zum Beispiel ein EA-Modul, Gateway oder eine mit O-Link-Ports ausgestattete SPS. Die Sensoren erden dabei mit Standard-M12-Steckverbindern angeschlossen. Geschirmte Leitungen und damit verbundene Erdungen sind überflüssig. Man hat sich für Fluidsensoren von ifm electronic entschieden; der Sensorikspezialist aus Essen bietet das grösste Produktportfolio an Prozesssensoren mit IO-Link an.

Die zahlreichen IO-Link-Sensoren sind zentral parametrierbar.

Sensorparametrierung aus der Ferne
Ein grosser Vorteil von IO-Link ist die Möglichkeit, alle notwendigen Parameterdaten über die IO-Link-Anschlussleitung auf den Sensor zu laden. Die Sensorparameterdaten (z. B. Schaltpunkte, Schalthysterese, Displayfarbe) können zu Beginn einer Inbetriebnahme einmalig oder im laufenden Betrieb situationsabhängig von der Steuerung zum IO-Link-fähigen Sensor übertragen werden. Der Nutzen für den Kunden: In der Inbetriebnahmephase einer Maschine können die vorab projektierten Sensorparameter schnell, unkompliziert und sicher auf den Sensor übertragen werden. Im laufenden Bearbeitungsprozess, z. B. bei kleinen Losgrössen, lassen sich dank der IOLink- Technik bei Bedarf unterschiedliche Parametersätze für verschiedene Produkte individuell auf den Sensor einbringen. Zudem sind natürlich auch spätere Prozessoptimierungen via Fernwartung dank der steuerungsgestützten Parametrierung einfach per IO-Link durchführbar. In der Summe ist IO-Link damit eine Schlüsseltechnologie für Industrie-4.0-Anwendungen.

Daten doppelt gesichert
Einhergehend mit der steuerungsgestützten Sensorparametrierung bietet IO-Link ab der Version 1.1 eine automatisierte doppelte Datenhaltung der Sensorparameter im Device und im IO-Link-Master an. Dietmar Wallenstein, Leiter der Bereiche E-Konstruktion und Inbetriebnahme bei Starrag Technology, erklärt: «Ein grosser Vorteil von IO-Link ist die automatisierte Datensicherung der Sensordaten im Hintergrund. Jeder Sensor (Device) sendet automatisch seine Parametersätze um IO-Link-Master, wo sie dann als Backup gespiegelt abgelegt werden. Sobald ein Sensor ausgewechselt wird, findet ein automatisierter Datenaustausch mit dem neuen Gerät statt. Die Parameterdaten werden dann vom IO-Link-Master automatisch auf das IO-Link-Device übertragen. Das vereinfacht den Austausch eines Sensors erheblich und reduziert im Fehlerfall deutlich die Stillstandzeit an der Maschine. Gleichzeitig bedeutet das eine grosse Arbeitserleichterung für die Service- und Wartungsmitarbeiter.» Fehlerhaft parametrierte Sensoren gehören somit der Vergangenheit an. Der Sensortausch reduziert sich auf die mechanische Montage. Der Kunde kann den Austausch selbst durchführen. Das Wartungspersonal benötigt keine Kenntnisse bezüglich Sensorparametrierung, da diese automatisch im Hintergrund erfolgt. Ausfallbedingte Serviceeinsätze können so deutlich schneller und sicherer behoben werden. Das spart Kosten.

Bei Bedarf lassen sich die Prozesssensoren für jedes Werkzeug
individuell parametrieren.

Fehlerfreie digitale Messwertübertragung
Bisher werden Analogsignale von Sensoren über A/D-Wandler digitalisiert und in der SPS skaliert. Dies führt zu Ungenauigkeiten des eigentlichen Messwertes. IO-Link dagegen liefert die Messwerte vom Sensor digital an die Steuerung. Eine fehlerbehaftete Übertragung und Umrechnung von Analogsignalen entfällt. Die digital übermittelten Messwerte können direkt in der Leitwarte angezeigt werden. Dabei entspricht der übertragene Wert immer exakt dem gemessenen Wert. Abweichungen zwischen Vor-Ort-Anzeige und per Analogsignal ermitteltem Wert in der SPS treten nicht mehr auf. Auch Störeinflüsse, etwa durch elektromagnetische Felder auf das Analogsignal, gehören mit IO-Link der Vergangenheit ein.

Zwei Messwerte – ein Sensor
Moderne Prozesssensoren von ifm stellen häufig mehr als nur einen Messwert zur Verfügung. Dietmar Wallenstein dazu: «Häufig verarbeitet ein Sensor mehr als nur eine physikalische Grösse. Neben Durchflussmenge oder Druck kann so z. B. auch die Temperatur des Mediums über die IO-Link-Schnittstelle ausgelesen werden. Früher mussten wir dafür zwei Sensoren einsetzen.» Das spart Geld bei Hardware, Verkabelung und Montage, da statt zwei nur noch ein Sensor und damit nur noch eine Montagestelle erforderlich ist.

Spart Kosten: Zwei Messwerte (Durchflussmenge und Temperatur) mit nur einem Sensor.

Diagnosedaten
Neben den Prozessdaten kann der IO-Link- Sensor aber auch Diagnosedaten zum eigenen Zustand des Device zur Verfügung stellen. Beispiel: Der Füllstandsensor erkennt kritische Ablagerungen und meldet sie an die Steuerung. Optische Sensoren erkennen selbstständig Verschmutzungen an der Linse und melden diese automatisch. Drucksensoren speichern minimale Druckeinbrüche und maximale Druckspitzen aus dem Prozess ab, summieren die Anzahl von Unter- oder Überschreitungen auf. Diese zusätzliche Funktionalität unterstützt den Anwender entscheidend in der zustandsorientierten Wartung. Diese erweiterten Zustandsinformationen reduzieren teure Stillstandzeiten und die Sicherheit für den Prozess wird erhöht.

Fazit
Mit der Implementierung von IO-Link bietet die Sensorik einen erheblichen Mehrwert. Dietmar Wallenstein fasst die Vorteile für Starrag Technology zusammen: «Industrie 4.0 ist in aller Munde und natürlich tragen wir in der Starrag diesem Megatrend Rechnung. Im Maschinenbau verstehen wir darunter u. a. die digitale Veredelung der Maschine. Deshalb setzen wir auf IO-Link. Die Sensoren liefern uns mit  kostengünstigen und robusten Schnittstellen mehr Informationen aus dem Prozess, den wir damit besser auswerten und optimieren können. Das ist einer der grossen Vorteile von IO-Link und ein Beitrag auf der Sensorseite, Industrie 4.0 mitzutragen.»

ifm electronic ag
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Schlichte Klarheit

Vielerorts werden Hallenbäder
geschlossen. Ihre hohen Betriebs-und Investitionskosten überfordern die Kommunen. Im schwäbischen Riedlingen fand man eine kluge Lösung – dort teilen sich mehrere Orte ein neues Hallenbad. Der Neubau überzeugt mit klarer Architektur, hoher Funktionalität und innovativen Deckenelementen von Lignatur.

Waldstatt/Schweiz, Oktober 2019. Viele Gemeinden sehen sich gezwungen, ihre Hallenbäder aus den 1960er- und 1970er- Jahren zu schliessen. Der Grund ist: Die Gemeinden können sich die mangelhafte Energieeffizienz der Bäder und die hohen Sanierungskosten nicht mehr leisten. Neue Lösungsansätze sind hier gefragt. Einen interessanten Weg zeigt das neue Hallenbad der Gemeinde Riedlingen auf der Schwäbischen Alb. Im Rahmen eines interkommunalen Projektes mit umliegenden Gemeinden und dem Landkreis konnten die Kosten für den Neubau auf mehrere Schultern verteilt werden. Seit Mai 2019 wird das Bad von Schulen und Vereinen genutzt, steht aber auch der Öffentlichkeit offen.

Das neue Schwimmbad wurde in nordöstlicher Richtung in den Hang des Grundstücks eingebettet. Die Erschliessung erfolgt von Südwesten sowie vom tiefer liegenden Besucherparkplatz im Nordosten. Als Fassadenmaterial wählten die Architekten Glas und Aluminiumblech, dessen markante Farbgebung dem Bad von aussen eine starke Präsenz verleiht: Je nach Lichteinfall und Wetter schimmert die Metallverkleidung in unterschiedlichen Rot- und Orange-Tönen. Tragende Innen- und Aussenwände im Unter- und Erdgeschoss bestehen aus Stahlbeton, nicht tragende Innenwände wurden betoniert. Im Erdgeschoss spannt ein sichtbares Stahltragwerk mit 18 Metern Länge über die gesamte Gebäudebreite. Darüber bilden vorgefertigte, tragfähige LIGNATUR-Flächenelemente aus Holz den oberen Gebäudeabschluss. Sie wurden mit einem Stehfalzblech eingedeckt. Während sich das Schwimmbad zur Strassenfront mit raumhohen Glasfassaden öffnet, ist die Badehalle stirnseitig nur im unteren Bereich verglast. Darüber schliesst innen eine gelochte Holzverkleidung aus weiss lasierten Dreischichtplatten an.

Innovative Deckenkonstruktion
Die LIGNATUR-Flächenelemente der Deckenkonstruktion spannen über fünf Meter und liegen auf Doppel-T-Trägern aus Stahl auf. Mit nur 160 Millimetern Bauhöhe fangen sie problemlos sämtliche statisch geforderten Lasten ab. Ihre gleichmässige Struktur und helle Optik prägt durchgängig das Deckenbild im Bad und schafft eine angenehm ruhige Atmosphäre. Um eine möglichst hohe Oberflächenqualität zu erreichen, wurden im Holz verwachsene Äste mit einer speziellen Astleimtechnik fixiert; so brechen sie beim Hobeln nicht aus. Besonders weiss lasierte Holzflächen, wie sie in Riedlingen zum Einsatz kamen, gewinnen mit dieser Technik deutlich an optischer Qualität. Für eine optimale Raumakustik wählten Architekt und Bauphysiker LIGNATUR-Flächenelemente des Akustik-Typs 5. Sie sind auf der Untersicht im Raster 40/40 Millimeter vollflächig gelocht, die Lochdurchmesser betragen 15 Millimeter. Damit wird ein Schallabsorptionsgrad von αw = 0,65 erreicht. Um die Deckenkonstruktion nach der Montage zügig wetterfest zu bekommen, wurden vorab Kanäle mit Installationslamellen in die Flächenelemente integriert. Weil die Elektroinstallationen damit nachträglich von unten erfolgen konnten, war es möglich, die Dachabdichtung sofort nach dem Verlegen der Elemente zu verschweissen. Mit ihren guten akustischen Eigenschaften und ihrer natürlichen Anmutung eignen sich LIGNATUR-Flächenelemente ideal für Dachkonstruktionen in Schwimmbädern. Sie verleihen Räumen mit schallharten Flächen einwarmes und freundliches Ambiente und sorgen für Wohlfühlatmosphäre.

Bildnachweis: Uwe Ditz

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Industrielle Bildverarbeitung

Erstes mobiles 3D-Sensorsystem mit integrierter 2D-Kamera und Overlay-Funktion – jetzt alles in einem!

Keine Sorgen mehr beim Rückwärtsfahren – 3D-Kamera ermöglicht aktiven Kollisionsschutz
An allen Containerhäfen der Welt helfen Reach stacker beim Stapeln und Umschlagen von Containern. Damit es beim dichten und schnellen Rangieren innerhalb der Containerterminals nicht zu Zusammenstössen kommt, bietet ifm electronic einen automatischen Kollisionsschutz an. Die häufigsten Unfälle geschehen beim Rangieren und Rückwärtsfahren. Denn: Die Augen des Fahrers sind nach vorn gerichtet, wenn er mit den bis zu 40t schweren und 14m breiten Containern an Auslegern durch die engen Containerstapel zirkelt.

Intelligenter Kollisionsschutz
Aktiven Schutz bietet die O3M-Kamera von ifm: Die integrierte 3D-Sensorik visualisiert auf einem Bildschirm im Cockpit nicht nur Hindernisse hinter dem Fahrzeug, sondern bestimmt auch deren Grösse, Position sowie deren etwaige Bewegung. Basierend auf dieser Erfassung des Umfelds und der Eigenbewegung des Reachstackers, bewertet das O3M-System die kritische Relevanz von Objekten. Es warnt den Fahrer vor genau den Hindernissen, die im Fahrweg liegen oder sich auf Kollisionskurs bewegen. Damit wird vermieden, dass der Fahrer durch zu viele Objektwarnungen in nicht kritischen Bereichen irritiert wird.

Keine zusätzliche Hard- oder Software nötig
Das O3M-System besitzt zwei integrierte Kameras: Eine herkömmliche 2D-Kamera und eine 3D-Kamera, die zu jedem Bildpunkt die exakte Entfernung ermittelt. Der Vorteil für den Anwender: Detektierte Objekte werden im ausgegebenen 2D-Bild farbig hervorgehoben. Kritische Hindernisse können z. B. rot herausgestellt werden, weniger kritische Objekte in Gelb oder Grün. Zudem kann in diesem Fall auch ein zusätzliches Warnsymbol ausgegeben werden. Die Generierung dieser Überblendung erfolgt komplett innerhalb des O3M – es ist also weder zusätzliche Hardware noch eine aufwendige Einrichtung oder Programmierung notwendig.

Gestufte Warnungen
Parallel zur visuellen Darstellung wird auf dem CAN-Bus eine Warnung versendet, die eine zusätzliche akustische Warnung sein kann oder sogar ein Bremseingriff. Diese Reaktion kann auch in Abhängigkeit der Entfernung zum Hindernis gestaffelt ausgelöst werden, das heisst, dass zuerst eine akustische und visuelle Warnung erfolgt. Falls der Fahrer nicht reagiert und die Situation kritischer wird, kann das Fahrzeug angebremst werden. Der integrierte PMD-3D-Chip von ifm erfasst Szenen und Objekte dreidimensional mit nur einer Aufnahme. Dabei werden Bewegungsverzerrungen, wie sie bei Linienscannern auftreten können, verhindert. Basierend auf der patentierten und mehrfach ausgezeichneten PMD-Technologie von ifm, wurde ein Sensorsystem entwickelt, das den rauen Umgebungsbedingungen im Bereich mobiler Arbeitsmaschinen gerecht wird. Neben der robusten und gleichzeitig kompakten Bauform ist das O3M-Sensorsystem speziell für Anwendungen im Aussenbereich mit wechselnden Lichtverhältnissen oder direkter Sonneneinstrahlung ausgelegt. Der ifm- 3D-Sensor kommt ohne bewegliche Komponenten aus. Dadurch ist er besonders widerstandsfähig und verschleissfrei.

Vielseitig einsetzbar
Die mobilen 3D-Smart-Sensoren verfügen über einige integrierte Auswertefunktionen, die es ermöglichen, neben dem hier beschriebenen Kollisionsschutz eine Vielzahl anderer Applikationen zu lösen, z. B. Linienführung oder Bereichsüberwachung. Dabei wird eine hochentwickelte Algorithmik aus dem Automotive-Bereich eingesetzt, die für die zuverlässige automatische Objekterkennung von bis zu 20 Objekten sorgt. Die Parametrierung des Systems erfolgt in wenigen Schritten über den komfortabel zu bedienenden ifm-Vision-Assistant für Windows.
Dazu braucht der Anwender lediglich einige Parameter, z. B. zur Fahrzeuggeometrie, einzugeben.Die Einrichtung dauert in der Regel nur wenige Minuten, dann ist das System betriebsbereit. Das O3M-System ist ein mobiltaugliches autarkes Assistenzsystem, welches vorausschauend vor Kollisionen warnt und gegebenenfalls auch aktiv ins Fahrgeschehen eingreifen kann. ifm bietet eine preiswerte Lösung für mehr Sicherheit nicht nur in der Hafenlogistik.

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