Smart Homes. Potentiale und Herausforderungen von Wohnimmobilien mit intelligenter Gebäudetechnik und die Auswirkung auf das Energiemanagement


Bachelorarbeit, 2016

69 Seiten, Note: 1,7


Leseprobe


Inhaltverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

Formelverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

Symbolverzeichnis

1 Einleitung
1.1 Problemstellung und Zielsetzung
1.2 Aufbau der Arbeit

2 Deutscher Wohnungsbau
2.1 Aktuelle Wohnbausituation
2.2 Wohnungsbestand
2.3 Marktprognosen für Smart Home

3 Smart Home
3.1 Definition
3.2 Smart Meter
3.3 Smartphone
3.4 Datenschutz
3.5 Zielgruppen
3.5.1 Luxussegment
3.5.2 Premiumsegment
3.5.3 Volumenmarkt

4 Intelligente Gebäudetechnik
4.1 Begriffserklärung
4.2 Entwicklung
4.3 Grundlagen der Gebäudeautomation
4.3.1 Managementebene
4.3.2 Automationsebene
4.3.3 Feldbusebene
4.4 Anforderungen an die Gebäudeautomation
4.4.1 Nutzerakzeptanz
4.4.2 Benutzerfreundlichkeit und Funktionalität

5 Gebäudeautomation im Mehrfamilienhaus
5.1 Eigentumswohnungen
5.1.1 Problematiken der Systemlösungen
5.1.2 Strukturierung des Gebäudeautomationssysteme
5.1.2.1 Zentral
5.1.2.2 Dezentral
5.1.2.3 Individuell
5.2 Mietwohnungen
5.3 Systemempfehlung
5.4 Funktionen der Gebäudeautomation
5.4.1 Komfort
5.4.2 Multimedia und Entertainment
5.4.3 Gebäudesicherheit
5.4.4 Ambient Assisted Living
5.5 Facility Management
5.5.1 Kompetenzanforderungen durch Gebäudeautomation
5.5.2 Nachhaltige Nutzung von Gebäudeautomationssystemen
5.5.3 Notwendigkeit der Instandhaltung der Systeme
5.5.4 Energiemanagement
5.5.4.1 Gebäudebestand und Energieverbrauch
5.5.4.2 Gesetze, Normen und Richtlinien
5.5.4.2.1 Energieeinsparungsverordnung (EnEV) 2016
5.5.4.2.2 Richtlinie 2010/31/EU
5.5.4.2.3 EN 15232
5.5.4.2.4 DIN V 18599
5.5.4.3 Einsparung von Beleuchtungsenergie
5.5.4.4 Einsparung von Heiz- und Kühlenergie

6 Beispielimmobilien
6.1 Smart Home Einfamilienhaus
6.2 Smart Home Mehrfamilienhaus

7 Fazit

Anhang

Quellenverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Baufertigstellungen von Wohnungen in Deutschland 2001 - 2014

Abbildung 2: Umsatz im Smart Home Markt

Abbildung 3: Marktpotential Smart Home

Abbildung 4: Smartphone Absatz

Abbildung 5: Angst vor Hacker-Attacken

Abbildung 6: Automationspyramide

Abbildung 7: Nutzern sind steigende Automatisierungen unheimlich

Abbildung 8: Nutzer sorgen sich um Privatsphäre

Abbildung 9: Aussagen zur Nutzung von Smart Homes

Abbildung 10: Visualisierung über LCN-App (links) / Touchpad (rechts)

Abbildung 11: Nutzer kennen die System-Anwendungen eines Smart Homes nicht

Abbildung 12: Systemische Gliederung eines Gebäudeautomationssystems

Abbildung 13: Vernetzung und Kombination von Smart Home Geräten

Abbildung 14: Ambient Assisted Living Funktionen

Abbildung 15: Der Markt für Energie- und Ressourceneffizienz bis 2020

Abbildung 16: Einsparpotential bei Wohngebäuden gemäß EN15232

Abbildung 17: Stromverbrauch in Relation zur Glühbirne

Abbildung 18: Heizkosten im Vergleich saniert / unsaniert

Abbildung 19: Smart Home Musterhaus Paderborn

Abbildung 20: Energieeinsparpotential

Abbildung 21: Mehrfamilienhaus, Katharinenstraße 24, Berlin

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Baufertigstellungen 2010-2014

Tabelle 2: Gebäude- und Wohnungsbestand am 9.5.2011

Tabelle 3: Mehrfamilienhäuser Gesamtgebäudebestand

Tabelle 4: Kosten der Erhöhung des EnEV-Standards von Neubauten

Tabelle 5: Einsparpotential durch Beleuchtungs-Automation

Tabelle 6: Einsparpotential durch Heizungs- / Kühl-Automation

Formelverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1 Einleitung

„Mehr als die Vergangenheit interessiert mich die Zukunft, denn in ihr gedenke ich zu leben.“[1] Dieses Zitat Albert Einsteins, steht sinnbildlich für den Fokus der vorliegenden Arbeit.

Mit dem Internet, das ab 1989 Einzug in die privaten Haushalte gefunden hat, und der fortschreitenden Technologisierung befinden wir uns im digitalen Zeitalter. Heutzutage ist fast jeder deutsche Haushalt mit einem Wireless Local Area Network (WLAN) ausgestattet, welches mit dem Internet verbunden ist und darüber Computer, Notebooks, Tablets, Spielekonsolen, Smart TVs und Smartphones miteinander vernetzt. Die Benutzer können über externe Clouds oder netzgebundene Speicher (NAS) auf ihre Musik, Bilder, Videos, Dokumente oder Spieledaten zugreifen. Diverse Bewohner nutzen bereits Steuerungen für Jalousien, Stimmungslicht, automatische Videoüberwachung der Eingangstür, Bewegungsmelder für die Schaltung der Außenbeleuchtung oder den Fingerabdruck bei ihrem Smartphone. Dabei sind sich viele Konsumenten nicht bewusst, dass sie sich längst in der Welt der Smart Homes befinden und damit schon diverse Anwendungen in ihren Alltag integriert haben. Inwiefern sich ein Bewohner für oder gegen ein Smart Home entscheidet, hängt größtenteils davon ab, wie bedienbar und flexibel erweiterbar die Systeme sind und wie die Privatsphäre des Benutzers geschützt wird.[2]

Des Weiteren sind für die Konsumenten der Preis der Gebäudeausstattung, die Energieeinsparungen und Amortisationszeiten des Smart Home von Bedeutung. In Zeiten stetiger Zunahme des weltweiten Energieverbrauchs, steigender Energiepreise und schwindender Ressourcen sind energiesparende, technische Gebäudeausstattungen im Bereich der Wohnimmobilien in jeder Beziehung von Vorteil.

Die Bundesregierung hatte im Herbst 2010 ein Energiekonzept entwickelt, mit welchem der Energieverbrauch bis 2050 auf die Hälfte zurückgehen kann[3] und beschloss, eine klimaneutrale Versorgung von Energie zu verwirklichen.[4] „Groß ist auch die Herausforderung der Energiewende, denn sie will das Zeitalter der fossilen Energiequellen Kohle, Erdöl und Erdgas beenden, die seit 200 Jahren die Welt verändern und die Handlungsmöglichkeiten der Menschen erweitern.“[5] Wie wirken sich die rasanten Energieverschärfungen auf die deutsche Wohnungswirtschaft aus? Aufgrund der 2016 verschärften Energieeinsparverordung befürchten Immobilienunternehmen, dass Neubauten für Durchschnittsverdiener unbezahlbar werden.[6] „Es besteht die Gefahr, dass künftig Wohnungen und Häuser errichtet werden, die niemand mehr mieten oder kaufen will.“[7] Experten halten die Energiewende zwar für angemessen und unausweichlich, jedoch sollte diese in einem gesünderen Tempo erfolgen. Genau an dieser Stelle setzt das Smart Home mit intelligenter Gebäudeausstattung an, bei dem sich der Energiebedarf um bis zu 60% reduzieren lässt.[8] Zur Erreichung der geplanten Reduktionsziele müssen zukünftig vor allem im Bereich des Facility Management Anpassungen der Kompetenz und des IT-Fachwissens erfolgen, um die Wartung und Instandhaltung eines Smart Home gewährleisten zu können.

Die Gebäudeautomation hat sich seit 1991 im Bauwesen etabliert, stetig weiterentwickelt und ist in der heutigen Zeit wichtiger denn je. Das Smart Home vernetzt alle in einem Gebäude vorhandenen technischen Systeme, optimiert das Energiemanagement[9] und hat unter betriebswirtschaftlichen Gesichtspunkten bereits hohe Bedeutsamkeit.[10] Für viele Menschen ist der eigene Wohnraum der Lebensmittelpunkt, wodurch die Anforderungen und Ansprüche an Wohnqualität, Sicherheit, geringere Stromkosten sowie erhöhten Komfort gestiegen sind.[11] Diese Anforderungen beinhalten marktwirtschaftliche Chancen und Herausforderungen, da dem Markt ein rasch steigendes Wachstum bevorsteht. Eine Studie der Wirtschaftsprüfungs- und Beratungsgesellschaft PwC hat ergeben, dass 2030 ungefähr jedes dritte neu gebaute oder renovierte Haus über Gebäudeautomation im Bereich Elektronik, Heizung oder Lüftung verfügen wird.[12]

1.1 Problemstellung und Zielsetzung

Ziel der Arbeit ist es, einen Überblick über den deutschen Wohnungsbau zu geben und aufzuzeigen, welchen Status Smart Homes in der Bevölkerung haben. Die Auswirkungen auf den Wohnungsbau durch die immer weiter verschärfte Energieeinsparverordnung sollen darlegt werden. Dem Leser soll ein Verständnis für den Einsatz von Gebäudeautomation und deren Anwendung und Funktion vermittelt werden. Anhand einer Smart Home Monitor Studie von 2016 wird verdeutlicht, wo die Hemmnisse bei der Anwendung von Smart Homes liegen und wie man sie beseitigen kann. Es werden die Möglichkeiten der Gebäudeautomation in Mehrfamilienhäusern beschrieben sowie die Herausforderungen, die entstehen, wenn ein System integriert wird und mehrere Bewohner unterschiedliche Bedürfnisse aufweisen. Ein bedeutendes Ziel ist die Vorstellung verschiedener Gebäudesystemorganisationen mit anschließender persönlicher Systemempfehlung.

Ein weiteres Ziel ist, zu beschreiben, wie sich das Facility Management und dessen Anforderung durch intelligente Gebäudetechnik weiterentwickelt haben. Die Energieeinsparpotentiale durch Gebäudeautomation werden anhand einzelner Funktionen vorgestellt. Mithilfe von zwei Beispielimmobilien soll die Schnittstelle zwischen Theorie und Praxis aufgezeigt werden.

1.2 Aufbau der Arbeit

Nach der Einleitung wird ein Überblick über den deutschen Wohnungsbau, mit den Schwerpunkten der aktuellen Wohnbausituation, dem Wohnungsbestand und Marktprognosen für Smart Homes gegeben. Anschließend folgen die Grundlagen der Smart Homes. Im dann folgenden Teil wird die intelligente Gebäudetechnik, deren Grundlagen und Anforderungen an Gebäudeautomation vorgestellt.

Im Hauptteil wird die Problematik aufgezeigt, Gebäudeautomationen in Mehrfamilienhäuser zu integrieren. Die Potentiale verschiedener Gebäudeautomationssysteme werden ausgearbeitet und eine Systemempfehlung gegeben. Im Anschluss werden die Möglichkeiten der Funktionen der Gebäudeautomation beschrieben. Darauf aufbauend werden Kompetenzanforderungen der Gebäudeautomation an das Facility Management und die Notwendigkeit beschrieben, die jeweiligen Systeme instand zu halten. Das Energiemanagement mit deren Gesetzen und Verordnungen werden im anschließenden Teil erläutert. Hierbei werden Energieverbrauch und Gebäudebestand der Mehrfamilienhäuser in Deutschland vorgestellt. Dieser Teil wird mit den Energieeinsparmöglichkeiten beendet. Im folgenden Punkt werden zwei Beispielimmobilien, ein Ein- und ein Mehrfamilienhaus vorgestellt. Im Fazit wird die Arbeit zusammengefasst und bewertet.

2 Deutscher Wohnungsbau

Dieses Kapitel stellt den Deutschen Wohnungsbau, die aktuelle Wohnbausituation, den Wohnungsbestand und die Marktprognosen für Smart Homes vor.

„Das zahlt doch niemand!“[13] ist die Überschrift über den aktuellen Wohnungsmarkt der Fachzeitschrift Immobilien Manager von Ende 2015 und verdeutlicht damit die Brisanz dieses Themas. In den vergangenen Jahren ist der Bedarf nach bezahlbarem Wohnraum in Wachstumsregionen bzw. Ballungsgebieten stark gestiegen.[14] In den städtischen Gebieten müssten pro Jahr im mittleren Preissegment ca. 40.000 Wohnungen neu gebaut werden, um der regen Nachfrage ansatzweise gerecht zu werden.[15] Ausgerechnet in diesen Regionen wird das Bauen immer teurer, die Investitionsbereitschaft sinkt und daraus folgt unweigerlich eine gebremste Wohnungsbauaktivität, wie anhand der Tabelle 1 erkenntlich wird.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Baufertigstellungen von Wohnungen in Deutschland 2001 - 2014[16]

Der Bundesverband Freier Immobilien- und Wohnungsunternehmen (BFW) und der Bundesfachverband der Immobilienverwalter (BVI) trafen sich im Mai 2013 auf dem Deutschen Immobilien Kongress. Der BFW Präsident Walter Rasch äußerte sich folgendermaßen: „Die Wohnungsbauunternehmen sollen modernen Wohnraum zu tragbaren Mietenpreisen schaffen, der den demografischen Wandel berücksichtigt und Deutschland den Weg zu einer der energieeffizientesten Volkswirtschaften ebnet.“[17] Er fügte hinzu, dass die staatlichen Verschärfungen in der Energieeinsparverordnung diesem Ziel entgegenstehen und in den vergangenen 15 Jahren mit 20 % die steigenden Baukosten beeinflusst haben.[18] „Wohnungspolitik bewegt sich in einem komplexen Spannungsfeld und kann ihr Anliegen nur im partnerschaftlichen Zusammenwirken aller Marktakteure erfolgreich gestalten“[19] Für die zukünftigen Aufgaben der Immobilienwirtschaft ist es daher unausweichlich, neue Lösungskonzepte zu entwickeln, die den Anspruch der Nachhaltigkeit erfüllen, ohne durch weitere Verschärfungen der Energieeinsparverordnung ausgebremst zu werden. Seit 2000 sind 40 % der Kostensteigerungen im Wohnungsbau auf staatliche Vorgaben zurückzuführen.[20] Bei der Schaffung bezahlbaren Wohnraums kann der Staat nicht durch immer neue Auflagen bzw. Steuererhöhungen die Gesamtinvestitionskosten und damit verbundene Mieten in die Höhe treiben und anschließend über Mietpreissteigerungen klagen.[21] Die Wohnungs- und Bauwirtschaft muss ebenfalls ihren Beitrag leisten. Dies sollte in Form von optimierten Bauprozessen erfolgen, die die Möglichkeiten der Digitalisierung nutzen, damit Wohngebäude künftig schneller, kosten- und fristgerecht gebaut werden können.

Zudem verdeutlicht die aktuelle Zuwanderungsrate, dass dringend ausreichend Wohnraum geschaffen werden muss. Dies ist nur möglich, wenn zusätzliches Bauland ausgewiesen wird. Investoren sollten Kostenentlastung durch z. B. moderate Grunderwerbsteuersätze erhalten.

2.1 Aktuelle Wohnbausituation

„Um weiter der steigenden Wohnungsknappheit in Ballungszentren Herr zu werden, braucht es aus Sicht der Branchenvertreter radikale Maßnahmen.“[22] Im Mai 2015 bezifferte das BBSR in seiner Wohnungsmarktprognose 2030 einen Neubaubedarf von 272.000 Wohnungen.[23] Ein halbes Jahr später wurde die Zahl auf 350.000 korrigiert. Aufgrund der großen Zahl an Flüchtlingen und einer starken Arbeitsmarktmigration hat das Kölner Institut der deutschen Wirtschaft (IW) für Ende 2016 die bisherige Baubedarfsprognose auf 430.000 Wohnungen pro Jahr erhöht. Im gesamten Jahr 2015 wurden lediglich 260.000 neue Wohnungen fertiggestellt.[24] Die Entwicklung der Baufertigstellungen von 2010-2014 sind der nachfolgenden Abbildung zu entnehmen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 1: Baufertigstellungen 2010-2014[25]

Verbände der Wohnungs-, Immobilien- und Bauwirtschaft regen mit Studien und Gutachten dazu an, die Rahmenbedingungen für den Wohnungsneubau zu verbessern. Bundesbauministerin Barbara Hendricks fordert neue steuerliche Abschreibungsmöglichkeiten im Mietwohnungsbau mit einer dazugehörigen Erhöhung der Bundesmittel.[26] Künftig sollen in den ersten drei Jahren maximal 35 % der Baukosten steuerlich abgeschrieben werden, jedoch können lediglich 2.000 Euro pro Quadratmeter steuerlich geltend gemacht werden. Das Bundeskabinett hat am 09.03.2016 beschlossen, gegen den Wohnungsmangel vorzugehen. Ziel der sog. „Wohnungsbau-Offensive“ ist es, mindestens 350.000 neuen Wohnungen pro Jahr fertigzustellen. Der Zehn Punkte Plan lässt sich wie folgt gliedern:

1. Bauland bereitstellen und öffentliche Grundstücke verbilligt vergeben.
2. Nahverdichtung von Wohnsiedlungen, Brachflächen und Baulücken schließen.
3. Soziale Wohnraumförderung und genossenschaftliches Wohnen stärken.
4. Steuerliche Anreize für mehr bezahlbare Baustandards prüfen.
5. Einheitliche Musterbauordnung der Länder anstreben.
6. Normungswesen prüfen.
7. Serielles Bauen für günstigen und ansprechenden Wohnraum forcieren.
8. Stellplatzverordnung flexibilisieren.
9. Energie-Einsparverordnung und Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz neu konzipieren.
10. Um mehr Akzeptanz für Neubau in der Bevölkerung werben.

Dr. Jürgen Erbach schreibt in seinem Artikel der Fachzeitschrift Immobilienmanager (1/2 Ausgabe – 2016) folgendes: „In Zeiten des Umbruchs gilt es, historische Grenzen zu nutzen. Mit dem Flüchtlingszustrom befinden wir uns aktuell in einer Situation des Umbruchs. Viele tausend Menschen müssen schnell und langfristig untergebracht werden. Bei der Schaffung von bezahlbarem Wohnraum geht es aber nicht nur um Flüchtlinge. Vielmehr muss preiswerter Wohnraum für all diejenigen geschaffen werden, die auf eine günstige Wohnraumversorgung angewiesen sind. Die Bau- und Immobilienwirtschaft, die gerne ihre volkswirtschaftliche wichtige Bedeutung betont, sollte ihre soziale Verantwortung, ihre Innovationskraft und ihre Leistungsfähigkeit jetzt unter Beweis stellen“[27]

Um den Sozialbau weiter anzutreiben, sollen künftig zwei Milliarden Euro jährlich investiert werden und weitere Maßnahmen beim Verkauf von Bundesliegenschaften an Kommunen Preisabschläge von bis zu 80 % hinzukommen.[28] Das im November 2015 gegründete Bündnis für bezahlbares Wohnen und Bauen hat einen umfangreichen Katalog mit Empfehlungen zum preiswerten Wohnungsbau entworfen. Der Vorsitzende der Bundesarbeitsgemeinschaft Immobilienwirtschaft Deutschland (BID) und Präsident des Bundesverband deutscher Wohnungs- und Immobilienunternehmen e.V. Alex Gedaschko äußerte sich in dem Zusammenhang folgendermaßen: „Die Ergebnisse liegen auf dem Tisch, jetzt müssen den Worten dringend Taten folgen“[29]. Er appelliert an die Politik, Empfehlungen und Gesetzgebungsprozesse unverzüglich umzusetzen. Seiner Meinung nach sei es ebenso wichtig, die Baunutzungsverordnung (BauNVO) zu überarbeiten.

2.2 Wohnungsbestand

Am 9. Mai 2011 wurde in Deutschland eine Gebäude- und Wohnungszählung (GWZ) durchgeführt. Es stehen damit erstmals zuverlässige Daten für ganz Deutschland bereit. Insgesamt wurden 18.922.618 Gebäude mit Wohnraum und 40.563.320 darin enthaltene Wohnungen gezählt, wie der Tabelle 2 entnommen werden kann. Diese verdeutlicht, dass Wohngebäude ohne Wohnheime ca. 96 % des Gebäudebestandes und gleichzeitig ca. 96 % der Wohnungen ausmachen.[30] Die sonstigen Gebäude mit Wohnraum sind mit 3,5 % am zweithäufigsten vertreten. Wohnheime haben mit 0,1 % bei den Gebäuden bzw. knapp 1,0 % bei den Wohnungen nur einen kleinen Anteil am Bestand. Der behelfsmäßige Wohnraum beträgt annähernd 10.000 bewohnte Gebäude mit knapp 15.000 Wohnungen.

[...]


[1] Einstein (1879-1955)

[2] Vgl. Klebsch / Masurkewitz / Witusch / Heßler / Landwehrmann / Pongratz / Rieß (2015), S. 8

[3] Vgl. Presse- und Informationsamt der Bundesregierung (2016)

[4] Vgl. Popp (2013), S. IX

[5] Popp (2013), S. IX

[6] Vgl. WeltN24 GmbH (2012)

[7] WeltN24 GmbH (2012)

[8] Vgl. Bergmann?&?Franz Nachf. GmbH?&?Co. KG (2016)

[9] Vgl. Balow (2012), S. 4

[10] Vgl. Braun (2010), S. 1

[11] Vgl. Ußler (2014), S. 1

[12] Vgl. Zuberer (2015)

[13] Osadnik (2015), S.20

[14] Vgl. Arbeitsgemeinschaft für zeitgemäßes Bauen e.V. (2015), S. 5

[15] Vgl. Arbeitsgemeinschaft für zeitgemäßes Bauen e.V. (2015), S. 5

[16] Eigene Darstellung in Anlehnung an Statista GmbH (2016)

[17] Diehl (2013), S. 54

[18] Vgl. Hauptverband der Deutschen Bauindustrie e.V. (2016)

[19] Diehl, (2013), S. 54

[20] Vgl. Hauptverband der Deutschen Bauindustrie e.V. (2016)

[21] Vgl. Hauptverband der Deutschen Bauindustrie e.V. (2016)

[22] Pestlin (2016), S. 44

[23] Vgl. Pestlin (2016), S. 44

[24] Vgl. Pestlin (2016), S. 44

[25] Eigene Darstellung in Anlehnung an Statistisches Bundesamt (2016)

[26] Vgl. Pestlin (2016), S. 44

[27] Erbach (2016), S. 30

[28] Vgl. Pestlin (2016), S. 44

[29] Pestlin (2016), S. 45

[30] Vgl. Statistische Ämter des Bundes und der Länder (2011), S. 5

Ende der Leseprobe aus 69 Seiten

Details

Titel
Smart Homes. Potentiale und Herausforderungen von Wohnimmobilien mit intelligenter Gebäudetechnik und die Auswirkung auf das Energiemanagement
Hochschule
HAWK Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst - Fachhochschule Hildesheim, Holzminden, Göttingen
Note
1,7
Autor
Jahr
2016
Seiten
69
Katalognummer
V338516
ISBN (eBook)
9783668279476
ISBN (Buch)
9783668279483
Dateigröße
1347 KB
Sprache
Deutsch
Schlagworte
Smart Home, ehome, Gebäudetechnik, intelligent home, Technische Gebäudeausstattung, Energiemanagement, Intelligente Gebäudetechnik, Immobilie, Facility Management, Wohnungsbau, Energieeinsparung
Arbeit zitieren
Phil Reitz (Autor:in), 2016, Smart Homes. Potentiale und Herausforderungen von Wohnimmobilien mit intelligenter Gebäudetechnik und die Auswirkung auf das Energiemanagement, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/338516

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