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Bauhaus-Universität Weimar


 

Abschlussarbeiten - Angebote

Lebenszyklusanalyse mit LEGEP
Sowohl die ökologische Lebenszyklusbetrachtung (Life Cycle Assessment, LCA) als auch die wirtschaftliche (Life Cycle Costing, LCC) finden im Bausektor zur Bewertung der Nachhaltigkeit immer mehr Anwendung. In einigen Gebäudezertifizierungssystemen (DGNB, BNB) werden diese abgefragt und spielen bei der Bewertung eine große Rolle. LEGEP ist eine Software, die es ermöglicht, beide Betrachtungen parallel zu führen.
Der erste Teil der Arbeit besteht in der Eingabe eines Referenzgebäudes (woodcube, Hamburg) in LEGEP. Diese Eingabe der Geometrie und der Materialien ist zu dokumentieren und hinsichtlich der Anwenderfreundlichkeit während des Entwurfsprozesses zu bewerten. Die Ergebnisse sollen mit einer veröffentlichten Studie verglichen werden.
Der Schwerpunkt für den zweiten Teil der Arbeit kann in Absprache mit den Betreuern vom Bearbeiter selbst gewählt werden. Möglich wären bspw. die Optimierung des Gebäudes, Sensitivitätsanalysen einzelner Bauteile oder der Vergleich verschiedener Konstruktionsweisen. Eigene Vorschläge sind erwünscht.
Ansprechpartner: Alexander Hollberg
Parametrisches Tool für energetische Optimierung
Um energetisch optimierte Gebäude zu erhalten, müssen verschiedene Varianten möglichst schnell miteinander verglichen werden können. Besonders in den entscheidenden frühen Entwurfsphasen ist es nötig den Energiebedarf schnell berechnen zu können. Der Lehrstuhl für Tragwerkslehre hat in Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl für Bauphysik ein parametrisches Tool entwickelt, dass auf Grundlage der DIN V 18599 den Heizbedarf in Echtzeit ermittelt. Diese Tool soll im Rahmen einer Abschluss oder Studienarbeit um die Berechnung des Kühlbedarfs erweitert werden. Grundkenntnisse in Rhino und Grasshopper sind erwünscht, aber nicht zwingend notwendig.
Ansprechpartner: Alexander Hollberg, Thomas Lichtenheld (Bauphysik)
Zusammenhang zwischen Nutzerverhalten und Speichersystem
Übergeordnetes Ziel ist die energetische und wirtschaftliche Optimierung des Gebäude-Speicher-Systems. Die Arbeit untersucht einen Teilaspekt: den Zusammenhang zwischen Gebäudenutzung und den notwendigen Speichersystemen für Heizung, Warmwasser und Strom. Dazu werden in nutzerorientierten Szenarien Vor- und Nachteile von Tag-/Nacht-Speichern und saisonalen Speichern gegenübergestellt. Ausgangspunkt ist ein (vorgegebenes) standardisiertes Muster-Wohngebäude für eine 4-köpfige Familie mit zu definierenden Randbedingungen. Erwartet werden eigene Berechnungen und ein begleitender Forschungsbericht.
Ansprechpartner: Bert Liebold

   
 
 
   
   

Abschlussarbeiten - in Bearbeitung

Ökobilanzerstellung mit BIM
Die Ökobilanzierung findet im Bausektor zur Bewertung der Nachhaltigkeit immer mehr Anwendung. In einigen Gebäudezertifizierungen (DGNB, BNB) wird diese abgefragt und spielt bei der Bewertung eine große Rolle. Für Planer ist die Erstellung der Ökobilanz zurzeit noch sehr aufwendig, weshalb nach Softwarelösungen zur Unterstützung gesucht wird. Das neue Programm TALLY arbeitet auf Basis von Autodesk Revit und soll dadurch eine einfache Erstellung der Ökobilanz ermöglichen.
Innerhalb dieser Arbeit soll TALLY an Hand eines Beispielgebäudes angewandt und die Funktionsweise bewertet werden. Die Ergebnisse sind mit denen am Lehrstuhl bereits vorliegenden abzugleichen. Insbesondere soll dabei auf getroffenen Annahmen und Vereinfachung und auf die Anwendbarkeit im Entwurfsprozess eingegangen werden.
Grundlegende Kenntnisse in Revit werden vorausgesetzt, bzw. müssen eigenständig erarbeitet werden.
Weitere Informationen und Download von TALLY: http://choosetally.com/
Ansprechpartner: Alexander Hollberg
Untersuchung von Zertifizierungssystemen bezüglich grauer Energie
Es gibt eine Reihe an Zertifizierungssysteme für nachhaltiges Bauen am Markt. Innerhalb dieser Arbeit soll untersucht werden, wie diese die graue Energie bewerten und in das System integrieren. Die Methoden sollen gegenübergestellt und bewertet werden. An Hand eines Referenzgebäudes sind die Berechnungen beispielhaft durchzuführen und die Ergebnisse zu vergleichen.
Ansprechpartner: Norman Klüber

Lebensdauern von Bauteilen im Hinblick auf Lebenszyklusuntersuchungen
Um den Energieverbrauch im gesamten Gebäudeleben zu betrachten, müssen Betriebsenergie und graue Energie mit Hilfe der zu erwarteten Lebensdauer in Bezug gesetzt werden. Für die Annahmen der Lebensdauern einzelner Bauteile gibt es verschiedene Datenbanken mit Durchschnittswerten. Diese sind zu untersuchen und hinsichtlich Erhebung der Daten und getroffenen Annahmen zu vergleichen. Des Weiteren soll der Unterschied zwischen theoretischen technischen Lebensdauern und wirtschaftlichen Lebensdauern in der Praxis untersucht und an Hand von Beispielen verdeutlicht werden. Abschließend soll ein Ausblick aufzeigen wie Lebensdauerbetrachtungen zu Beginn des Gebäudeentwurfes zum nachhaltigen Bauen beitragen können.
Ansprechpartner: Alexander Hollberg

Lebensdauerorientiertes Entwerfen - Ansätze, Normung, Nachhaltigkeit

Bauwerke sind nach dem Eurocode so zu planen, dass sie über die geplante Nutzungsdauer ausreichende Standsicherheit bieten und wirtschaftlich nutzbar sind. Für gängige Bauten, wie Brücken und Hochbauten, sind die anzunehmenden Nutzungsdauern angegeben. Sofern aber Sonderbauten wie leichte, fliegende Bauten untersucht werden, weichen die Nutzungsdauern häufig von den Standardwerten ab. Hier ist eine genaue Untersuchung notwendig, da eine entsprechende Anpassung der Sicherheitsfaktoren sich sehr günstig auf den notwendigen Materialverbrauch und somit die nachhaltigen Eigenschaften des Bauwerks auswirkt.
Ansprechpartner: Christian Heidenreich

 

 
   

Abschlussarbeiten - abgeschlossene Arbeiten


SUNWAY call to action

SUNWAY project concerns the regeneration of abandoned railways through the use of photovoltaic systems and design-driven methodologies. The research is aimed to develop a computational system which will suggest to the planner the best solutions to obtain high performative applications according to the landscape conditions.
Required Skills
Language: English
Software: Rhino, Grasshopper
Research areas: Industrial Design, Architecture, Civil Engineering, Computer Sciences.
Reference Professor:
Prof. Ing. Jürgen Ruth (Dept of Architecture and Urbanism-Bauhaus University)
Team leader:
Ivo Caruso (International Phd School in Design and Innovation-Second University of Naples)
ivo.caruso@uniroma1.it | ivo.caruso@uni-weimar.de
Assistant researcher:
Alexander Hollberg (Dept of Architecture and Urbanism-Bauhaus University)
Duration of the first phase of collaboration:
2 months
Maximum number of collaborators required:
2
Achievement for collaborators:
3 or 6 ECTs (depending on the amount of working hours)
Please consider that it could be the theme for your bachelor or master degree.
For any furter informations or to apply please mail to ivo.caruso@uniroma1.it

Lebensdauertool für Grasshopper
Um ganzheitlich energetisch optimierte Gebäude zu erhalten, muss die Betriebsenergie mit der grauen Energie über die erwartete Lebensdauer in Bezug gesetzt werden. Für die Annahmen der Lebensdauern einzelner Bauteile gibt es Tabellen mit Durchschnittswerten. Diese kann an die lokalen Bedingungen angepasst werden, indem einzelne Faktoren gewichtet werden. Um diese Überlegungen in die entscheidende frühe Entwurfsphase integrieren zu können, sind einfach bedienbare Werkzeuge notwendig. Für Grasshopper soll ein Tool geschrieben werden, dass die Lebensdauertabellen in das parametrische Modell integriert. Dessen Funktionsweise soll an ausgewählten Beispielen gezeigt werden.
Ansprechpartner: Alexander Hollberg

Vergleich verschiedener Indikatoren innerhalb der Ökobilanz
Die Ökobilanzierung findet im Bausektor zur Bewertung der Nachhaltigkeit immer mehr Anwendung. In einigen Gebäudezertifizierungen (DGNB, BNB) wird diese abgefragt und spielt bei der Bewertung eine große Rolle. Zur Beschreibung der Umweltwirkung gibt es eine Vielzahl von Faktoren, wie Treibhausgas-, Versauerungs- oder Ozonbildungspotential. Für den Planer sind die einzelnen Faktoren jedoch nicht anschaulich, weshalb verschiedene neue Indikatoren eingeführt wurden, die die einzelnen Potentiale gewichtet zusammenfassen. Beispiele dafür sind die schweizer Umweltbelastungspunkte oder der in den Niederlanden entwickelte Eco-Indicator 99.
Innerhalb dieser Arbeit sollen diese zusammenfassenden Indikatoren untersucht und verglichen werden. Dabei soll insbesondere deren Anwendbarkeit im Entwurf- und Planungsprozess von Gebäuden bewertet werden. Daraus können schließlich Empfehlungen für Architekten und Ingenieure für die Anwendung von Ökobilanzindikatoren in Deutschland abgeleitet werden.
Ansprechpartner: Alexander Hollberg

Das Einsparpotential adaptiver Dämmung

Mit den erhöhten Anforderungen an den U-Wert und der Vielzahl der zum Teil staatlich geförderten Konzepte diesen weit zu unterschreiten, werden Außenwände immer stärker gedämmt. Dies hat den Nachteil, dass solare Gewinne „weggedämmt“ werden, da nun die an der Außenoberfläche entstehende Wärme nicht mehr in die Wand eindringen kann. Um diese zu nutzen, wäre eine Dämmung nötig, die „verschwindet“ sobald genügend Wärme bereitsteht. In vereinzelten Forschungsarbeiten wird diesem Ansatz nachgegangen. Das Potential dieser Systeme soll untersucht und verglichen werden.
Ansprechpartner: Alexander Hollberg

Sensitivitätsanalyse für ein Ökobilanzmodell eines EFH

In dieser Arbeit sollen die Sensitivitäten verschiedener Eingangsparameter auf das Gesamtergebnis der Ökobilanz eines Einfamilienhauses untersucht werden.
Für die Erstellung der Ökobilanz eines Gebäudes werden zunächst die Massen der verwendeten Baumaterialien erhoben. Diese werden mit den entsprechenden ökologischen Kennwerten für Herstellung und Entsorgung multipliziert. Der Betrachtungszeitraum wird festgelegt und aus der erwarteten Lebensdauer der Bauteile die Ersetzungszyklen ermittelt. Die Summe ergibt die graue Energie oder die graue Umweltwirkung des Gebäudes, hier mit E für „embodied“ gekennzeichnet.
Des Weiteren wird mit Hilfe einer Software der jährliche Energiebedarf ermittelt. Multipliziert mit entsprechenden ökologischen Kennwerten erhält man daraus die Energie/Umweltwirkung für den Gebäudebetrieb, hier mit O für „operational“ gekennzeichnet. Multipliziert man diese mit dem Betrachtungszeitraum und addiert E dazu, erhält man die Energie/Umweltwirkung des gesamten Lebenszyklus (LC).
Sowohl die Simulation, als auch Lebensdauerannahmen, die Massenermittlung und ökologische Kennwerte beinhalten Unsicherheiten. Die Auswirkung dieser Unsicherheiten auf das Gesamtergebnis soll untersucht werden. Zur Darstellung sollen Streudiagramme verwendet werden. Aus den Erkenntnissen der Untersuchung lässt sich ableiten, welche Eingangsparameter möglichst genau bestimmt werden sollten und welche vernachlässigbar sind.
Ansprechpartner: Alexander Hollberg

Kraftussorientiertes Entwerfen - Stabwerkmodelle im konstruktiven Ingenieurbau

Im Rahmen der Bachelorarbeit sind die Grundlagen zu Stabwerkmodellen (historische Entwicklung, Modellndungsmethoden) zu erarbeiten. Hierbei ist speziell auf die Hauptspannungstrajektorien und Kraftusspfade einzugehen. Neben den theoretischen Vorbetrachtungen sind computerbasierte Methoden aufzuzeigen und entsprechende "Computerwerkzeuge" zu recherchieren. Anhand eines noch festzulegenden Beispiels sollen die einzelnen Methoden (manuelle und computerbasierte Verahren) gegenüberstellend verglichen werden.
Bearbeiter: Toni Pauer
Ansprechpartner: Christian Heidenreich

Masterthesis "AR[T]KADE - documenta center of information and communication"

Die Studenten Marcel Ebert und Alexander Hollberg haben im Rahmen ihrer Abschlussarbeit des interdisziplinären Studienganges archineering ein flexibles, modulares Pavillonsystem für die documenta in Kassel entwickelt. Besonderes Augenmerk wurde auf innovative Entwurfs-, Berechnungs- und Formfindungsmethoden gelegt. Auf diese Weise konnte eine materialsparende, demontierbare Pavillonstruktur entwickelt werden.
Die Masterthesis wurde mit dem Stuttgarter Leichtbaupreis 2011 ausgezeichnet.

Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Jürgen Ruth, Prof. Rainer Gumpp, Dipl.-Ing. Christian Heidenreich

linksymbol Pressemitteilung der Bauhaus-Universität Weimar