Aufgabenbeschreibung im Rahmen der Ausschreibung 2014-II der Virtuellen Hochschule Bayern

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1 Aufgabenbeschreibung im Rahmen der Ausschreibung 2014-II der Virtuellen Hochschule Bayern Da es durchaus möglich sein kann, dass das Lehrangebot an den beteiligten Hochschulen unterschiedlich eingesetzt wird, sind bei jedem Punkt sämtliche eventuellen Varianten aufzuführen. 1. Beteiligte Hochschulen: Konsortialführende Hochschule der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg Trägerhochschule Straße, Nr. Schloßplatz 4 Postleitzahl, Ort Erlangen Verantwortlicher Ansprechpartner/Verantwortliche Ansprechpartnerin der Bedarfsanmeldung Prof. Dr.-Ing. Jörg Franke Telefon-Nr / Fax-Nr / joerg.franke@faps.fau.de Studiengangsverantwortlicher/Studiengangsverantwortliche Prof. Dr.-Ing. Jörg Franke Fakultät/Department Department Maschinenbau Telefon-Nr / Fax-Nr / joerg.franke@faps.fau.de Hochschule 2 der Technische Hochschule Nürnberg Trägerhochschule Straße, Nr. Kesslerplatz 12 Postleitzahl, Ort Nürnberg Verantwortlicher Ansprechpartner/Verantwortliche Ansprechpartnerin der Bedarfsanmeldung Prof. Dr. Michael Deichsel Telefon-Nr Fax-Nr michael.deichsel@th-nuernberg.de Studiengangsverantwortlicher/Studiengangsverantwortliche Prof. Dr. Michael Deichsel Fakultät/Department Fakultät Maschinenbau und Versorgungstechnik Telefon-Nr Fax-Nr michael.deichsel@th-nuernberg.de 2. Titel des zu realisierenden Lehrangebots: Technische Grundlagen des ressourcenschonenden und intelligenten Wohnens Aufgabenbeschreibung Ausschreibung 2014-II- 1 -

2 3. Art des Lehrangebots: (Online-Vorlesung, -Seminar, -Übung, -Praktikum) Deutschsprachige, interaktive multimediale Online-Vorlesung (u. A. Integration von Case Studies) 4. Umfang des Lehrangebots: Zahl der SWS: 2 Leistungspunkte nach ECTS: 2,5 5 Inhalt des Lehrangebots: (Welchen Inhalt, welche Gliederung und welche Prüfungsanforderungen soll der Kurs haben?) Folgende Themenschwerpunkte sollen im Rahmen der virtuellen Vorlesung adressiert werden, um den Studenten einen grundlegenden Überblick zur technischen Ausgestaltung einer ressourcenschonenden und smarten Wohnung zu geben: 1. Einführung in das ressourceneffiziente und intelligente Wohnen: Herausforderungen an Smart Homes (technische, wirtschaftliche, soziologische), Einfluss von Trends auf die Zukunft des Wohnens, Bedarfsfelder Wohnungsbau und Bedürfnisse der Bewohner, Energiemanagement im Wohnbereich und Anschluss an den Energieversorger, Komfort und Sicherheit für die Bewohner, Infotainment, Installation und Integration von Geräten und Systemen, Wirtschaftlichkeit von Smart Home Lösungen, Rahmenbedingungen für den Ausbau und den Roll-out von Lösungen, Begriffsdefinitionen 2. Energie I - Dezentrale Energieerzeugung: Herausforderungen bei der Energiewende - dezentrale Energieerzeugung, Energieverbräuche von Wohnung, EFH, MFH, Wohnanlagen, physikalische Grundlagen der Energieerzeugung, technische Anlagen zur Energieerzeugung (BHKWs, Wärmepumpen, Heizungen, Brennstoffzellen), regenerative Energien ((Klein-) Wasserkraft, (Klein-)Wind, Sonne, Biomasse, Geothermie), Eigenschaften (Heizwert, usw.) der Brennstoffe (Öl, Erdgas, Wasserstoff, Biomasse, Pellets), wirtschaftliche Aspekte der verschiedenen Erzeugungsarten 3. Energie II - Energiespeicher im privaten Wohnbereich: Kriterien für die Auswahl von Speichertechnologien (Einsatzfelder, Speicherdauer, Speichergröße, Leistungsdichte vs. Energiedichte), thermodynamische Grundlagen, Überblick über Energiespeichertechnologien (mechanisch, elektrisch, thermisch und chemisch) mit Forschungsausblick, Wärmespeicher im privaten Wohnen, Batteriespeicher im privaten Wohnen 4. Energie III - Heizsysteme im privaten Wohnbereich: Vorstellung konventioneller Heizsysteme (Ölheizung, Pelletheizung, Kraft-Wärme-Kopplung (BHKW), Wärmepumpe, Stromheizung, Solarthermie), Warmwasserspeicher (Pufferspeicher, Schichtenspeicher), Vorstellung intelligenter Thermostatregler, Ausblick auf zukünftige Heizsysteme 5. Energie IV - Energieverteilung und -management im Hausumfeld: Elektrischer Strom, Gleichstrom und Wechselstrom, Struktur der elektrischen Transport- und Verteilnetze, Betriebsmittel in elektrischen Netzen (Leitungen, Kabel, Transformatoren, Schaltanlagen), Gleichrichter und Wechselrichter zur Anbindung von Erzeugungs- und Speicheranlagen, Messtechnik und Zählertechnologien (Ferraris-Zähler, Smart-Meter), Vorstellung des Smart- Meter Gateways, Energiemonitoring und Lastverschiebung (Demand-Side Management), Weiterentwicklung der Smart-Grids zu autonomen, selbstorganisierenden Energiesystemen, Kommunikationstechnologien, Datensicherheit und Akzeptanz, Wandel der Geschäftsmodelle Aufgabenbeschreibung Ausschreibung 2014-II - 2 -

3 in der Elektrizitätswirtschaft 6. Energie V - Effizienzbewertung von Gebäuden: Standards und Richtlinien, Energieeinsparverordnung EnEV, Bilanzierungsschema, Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEwärmeG), Energieausweise, Bilanzierung für Wohngebäude im Bestand, Passivhäuser 7. Komfort & Sicherheit I - Ambient Assisted Living und Gesundheitsmonitoring: Ambient Assistend Living - Abgrenzung und Einordnung in die Smart Home-Domäne, Überblick über Anwendungsszenarien im Bereich Komfort und Sicherheit, Herausforderungen und offene Fragen im AAL-Bereich, Umsetzungsstrategien für den Bereich AAL, Sensorik- und Aktoriküberblick für den Gesundheitsdatenbereich, Vision "das intelligente Bad" 8. Komfort & Sicherheit II - Servicerobotik und Serviceplattformen: Einleitung technischer Assistenzsysteme im privaten Haushalt, Überblick zur Haushaltsrobotik, mobile Lösungen im Gesundheitsdatenbereich, Krankheitsbilder und modulartige Zusammenstellung im AAL- Bereich, AAL-Serviceplattformen, Marktsituation im AAL-Bereich 9. Infotainment I - Smart Home-Ökosysteme: Einführung (Definitionen Gebäudeautomation, Heimautomation, Smart Home) Übertragungsprotokolle (Funktionsweise, Übertragungsrate, Vor- und Nachteile), technische Ökosysteme und Internet der Dinge (Einrichtung, Funktionsumfang, Bedienung), Datenschutz und IT-Sicherheit 10. Infotainment II - Entertainment: Einführung, Entertainmentkategorien und Stand der Technik (ggf. Definition + Funktionalitäten), Integration von Multimedia-Geräten (Tablets, Smartphones), Infotainment (Türöffnung, Energiemonitoring, Sprachsteuerung, ), Schnittstellen und Standards 11. Infotainment III - Bewohnerinteraktion: Probleme des technikgetriebenen Ansatzes, Lösungsidee des nutzerzentrierten Ansatzes (User Experience / Usability, User Centered Design), Anwenderschnittstellen, Human-Machine-Interfaces, Ergonomie 12. Akzeptanz I - Innovationsmanagement: Einführung von Innovationen, Adoptions- und Diffusionsmodelle, Lead User Method, interdisziplinäre Innovationsteams, Marketing von Innovationen 13. Akzeptanz II - Technikakzeptanz: Begriffsklärung Technikakzeptanz, Ursachen für die Technikwahrnehmung in der Bevölkerung, Vorstellung relevanter Akzeptanzstudien aus dem Bereich Smart Home, Ansätze zur Akzeptanzforschung, Technikfolgenabschätzung 14. Integration - Interoperabilität und Selbstorganisation: Einführung, dezentrale vs. zentrale Ansätze, Grundlagen verteilter Ansätze, Entwicklung und Test dezentraler, verteilter Systeme, Kommunikationsstandards für dezentral, verteilte Ansätze Prüfungsanforderungen: - Grundkenntnisse in der Elektrotechnik und Informatik werden empfohlen - Eine schriftliche Prüfung wird zeitgleich an allen beantragenden Universitäten angeboten und auf Wunsch auch an ausländischen Partneruniversitäten abgehalten, an denen sich Studierende aus den beantragenden Hochschulen aufhalten 6. Lern-/Qualifikationsziele: (Welche Ziele sollen für welche Studiengänge erreicht werden? Welche Kompetenzen sollen durch den Kurs vermittelt werden?) Aufgabenbeschreibung Ausschreibung 2014-II - 3 -

4 Ingenieurstudenten/innen diverser Studiengänge (Maschinenbau, Mechatronik, Wirtschaftsingenieurwesen, Elektrotechnik ) erhalten durch dieses Kursangebot: - Methodenkompetenz in der Gestaltung energieeffizienter und ressourcenschonender Wohngebäude - Kenntnisse in der Realisierung gewerkeübergreifender und interoperabler Hausautomatisierung - eine Sensibilisierung hinsichtlich der hohen Bedeutung der Nutzerakzeptanz bei technischen Entwicklungen generell und insbesondere im Smart Home Umfeld 7. Mediendidaktische Anforderungen: (Welche Medien, die für das Lernen und Lehren notwendig sind (bspw. problemorientiertes Lernen), sollen verwendet werden? Welche Rolle sollen die Lehrenden übernehmen?) - Vorlesungsskript zum Download - Online Diskussionsforum zum gemeinsamen Vertiefung des Lernstoffs - Telefon- und kontakt zu den Vorlesungsbetreuern - Interaktive Onlineplattform mit Übungsfragen zur Evaluation des eigenen Kenntnisstands - Literaturliste zur inhaltlichen Vertiefung als Download - Integration von Case Studies zur spielerischen praxisnahen Anwendung des Lernstoffs 8. Technische Anforderungen: (Welche Anforderungen werden an das ContentManagementSystem, die zu verwendenden Tools und das LearningManagementSystem gestellt?) Es sollte die etablierten Lernplattform ILIAS genutzt werden, die an der FAU seit Jahren erfolgreich eingesetzt wird. Anforderungen: - Downloadmöglichkeit der Vorlesungsunterlagen - Integrierte Mail- und Chatfunktion - Interaktive Plattform für Übungsfragen 9. Anforderungen an die Betreuung: (Werden besondere Anforderungen an die Betreuung gestellt? Welche Qualifikation sollen die Tutoren/Tutorinnen aufweisen? Wer soll die Studierenden des Konsortiums und die Studierenden außerhalb des Konsortiums betreuen?) Eine individuelle tutorielle Betreuung ist konstitutiver Bestandteil des didaktischen Konzepts. Dazu sollen eine "virtuelle Sprechstunde" und ein Chat für Verständnisfragen zur Verfügung stehen. 10. Besondere Anforderungen: 11. Zeitvorgabe: Aufgabenbeschreibung Ausschreibung 2014-II - 4 -

5 (Vom Konsortium gewünschter Ersteinsatz lt. Bedarfsanmeldung) SS 16 WS 16/17 (Zutreffendes bitte ankreuzen) 12. Erklärungen der beteiligten Trägerhochschulen: Konsortialführende Hochschule der Trägerhochschule Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg Das oben beschriebene Lehrangebot wird nach Fertigstellung in das Curriculum des folgenden Studiengangs bzw. die Curricula der folgenden Studiengänge eingefügt: International Production Engineering and Management (Wahlfach) Maschinenbau (Wahlfach) Mechatronik (Wahlfach) Wirtschaftsingenieurwesen (Wahlfach) Elektrotechnik-Elektronik-Informationstechnik (Wahlfach) Das Lehrangebot wird verankert als: Pflichtfach Wahlpflichtfach bzw. Wahlfach Das Lehrangebot dient als vollständiger Ersatz teilweiser Ersatz Ergänzung einer bestehenden Präsenzveranstaltung. Es handelt sich um ein neues Lehrangebot. Über den Projektfortschritt werden die Projektpartner, die Studiengangsverantwortlichen und die vhb in regelmäßigen Abständen informiert. An den im Projektplan zu vereinbarenden Projekttreffen wird für die o.g. Hochschule der/die unter Punkt 1 benannte Ansprechpartner/in teilnehmen. Erlangen, Ort, Datum gez. Prof. Dr.-Ing. Jörg Franke und Unterschrift der/des Studiengangsverantwortlichen bzw. der Studiendekanin/des Studiendekans Hochschule 2 der Trägerhochschule Technische Hochschule Nürnberg Das oben beschriebene Lehrangebot wird nach Fertigstellung in das Curriculum des folgenden Studiengangs bzw. die Curricula der folgenden Studiengänge eingefügt: Studiengang Master Maschinenbau Studiengang Master Energiemanagement und Energietechnik Aufgabenbeschreibung Ausschreibung 2014-II - 5 -

6 Das Lehrangebot wird verankert als: Pflichtfach Wahlpflichtfach Das Lehrangebot dient als vollständiger Ersatz teilweiser Ersatz Ergänzung einer bestehenden Präsenzveranstaltung. Es handelt sich um ein neues Lehrangebot. Über den Projektfortschritt werden die Projektpartner, die Studiengangsverantwortlichen und die vhb in regelmäßigen Abständen informiert. An den im Projektplan zu vereinbarenden Projekttreffen wird für die o.g. Hochschule der/die unter Punkt 1 benannte Ansprechpartner/in teilnehmen. Nürnberg, Ort, Datum gez. Prof. Dr. Michael Deichsel, Dekan und Unterschrift der/des Studiengangsverantwortlichen bzw. der Studiendekanin/des Studiendekans Aufgabenbeschreibung Ausschreibung 2014-II - 6 -