Adaptive Fassade (Grafik: Alexander Hollberg)

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Die folgenden Themen können als Studien-, Bachelor- und Masterarbeit bearbeitet werden.

Hitze in der Stadt

Die Sommer werden immer heißer und in urbanen Räume ist die Temperatur noch höher als auf dem Land. Die passive Kühlung in der Nacht ist über länger werdende Zeiträume nicht mehr möglich. Die zunehmende Versiegelung ist ein weiterer beschleunigender Faktor die Temperatur zu erhöhen. Der Bevölkerung bieten sich kaum noch Erfrischungsmöglichkeiten. Für Kranke und Ältere können die Temperaturen gefährlich werden. Wie können Planer und Architekten auf dieses Problem reagieren? Wie kann eine ausgeklügelte Architektur Abkühlung verschaffen?
Wie können Frischluftschneisen gezielt genutzt werden? Wie ist der Einfluss von hellen Fassaden einzuschätzen? Wie müssen Gärten und Innenhöfe mit Bäumen angelegt werden, in denen sich durch Wind die Temperatur um mehr als 7°C zur Außentemperatur senken lässt? Wie stark wirkt sich der Ansatz „mehr Grün und weniger Autos“ aus? Welche Möglichkeiten stecken in der Fassadenbegrünung? Wie können kühlere Winde durch turmartige Bauwerke gelenkt werden? Welche Ansätze sind aus traditionell heißen Gebieten übertragbar und/oder weiterzuentwickeln?

Ansprechpartnerin: Katrin Linne

Suffizienz – die unbequeme Strategie Nachhaltig zu werden

In der Architektur und dem Bauwesen kommt es trotz der vielfältigen Innovationen in der Effizienz und steigenden Angeboten der Konsistenz nicht zur gewünschten Reduzierung des CO2- Ausstoßes. Der Wohnflächenbedarf in Deutschland wächst. Eine Konsumsteigerung ist in vielen Bereichen zu verzeichnen wie beispielsweise an Hausgeräten, Autos und privaten Flugreisen. 

Sollen die Klimaschutzziele der globalen Erwärmung von maximal 2° C im Jahr 2100 gegenüber dem Niveau vor Beginn der Industrialisierung erreicht werden, müssen die Strategien Effizienz, Konsistenz und Suffizienz Anwendung finden. Nur durch eine absolute Minderung unserer Energie- und Ressourcenverbräuche in den Industrieländern lässt sich das Ziel verwirklichen. Wie lässt sich diese Herausforderung in der Gesellschaft platzieren und zu einer Akzeptanz führen? Philosophen und Sozialforscher zeigen gleichzeitig, dass der wachsende Konsum der letzten 40 Jahre die Menschen nicht glücklicher gemacht hat – im Gegenteil – weniger kann zu mehr Entspannung und Freude führen.
Welche Aufgaben stellen sich den Architekten und Fachplanern bei der Umsetzung der Suffizienz-Aspekte? Wie können Planungsgrundsätze wie beispielsweise Mehrfachnutzung, weniger Bauvolumen, wandelbare Bauweise zur Erhöhung der Flexibilität oder Einsatz nachwachsender Rohstoffe stärker Anwendung finden?  

Wie kann ein Gebäudekonzept basierend auf dem Suffizienz-Gedanken aussehen? Wie wird die Suffizienz in der Gesellschaft kommuniziert? Wie können wirtschaftliche Anreize geschaffen werden? Wie können emotionale Vorteile herausgestellt werden?  

Ansprechpartnerin: Katrin Linne

Puffern und Kompensieren von extremen Wetterereignissen 

Eine Zunahme von extremen Wetterereignissen wie Stürmen, extremer Hitze oder Starkniederschlägen bedingt durch den Klimawandel stellt den Planer und Architekten vor neue Herausforderungen. 
Entwerfen, Konstruieren oder Sanieren eines selbst gewählten Objektes

Ansprechpartnerin: Katrin Linne 

Advanced LowTech

Die aktuell sehr rasch vorangetriebene Entwicklung der technischen und technologischen Ausstattungen von Gebäuden und Quartieren drängt die Entwicklung von LowTech-Strategien in den Hintergrund. Dies führt dazu, dass Potenziale des nachhaltigen Bauens, die auf LowTech-Ansätzen beruhen, in Vergessenheit geraten, ungenutzt und unerforscht bleiben. Innerhalb der Arbeit sollen LowTech-Strategien recherchiert und angewandt werden sowie Potenziale zu deren Weiterentwicklung aufgezeigt werden.

Ansprechpartnerin: Katrin Linne → Anfrage per E-Mail

Ökobilanzierung

An einem realen Bauwerk sollen die Methoden der Ökobilanzierungen für Neubau und Sanierung aufgezeigt werden. Die Phasen Herstellung, Nutzung und Entsorgung sind in die Betrachtungen einzubeziehen. Vergleiche der aktuell vorhandenen Methoden untereinander sollen die Schwerpunkte dieser darstellen. 

Ansprechpartnerin: Katharina Elert → Anfrage per E-Mail

Rezyklierbare Bauweisen 

  1. Entwerfen, Konstruieren von Massivbauweisen; Ökobilanzen erstellen und optimieren
  2. Entwerfen, Konstruieren mit nachwachsenden Rohstoffen (z. B. Lehm und Holz); Ökobilanzen erstellen und optimieren
  3. Konstruieren in vollständig geschlossenen Stoffkreisläufen

Ansprechpartnerin: Katrin Linne → Anfrage per E-Mail

Wandelbare Konstruktionen

  1. Entwerfen, Konstruieren von autarken Fassadenelementen zur Raumklimatisierung durch Regelung mit Formgedächtnislegierungen
  2. Entwerfen, Konstruieren von Notunterkünften
  3. Entwerfen, Konstruieren von Wohn- und Industriebauten

Ansprechpartnerin: Katrin Linne → Anfrage per E-Mail

Bionik

  1. Methodisches Vorgehen (biologisches Vorbild, Abstraktion, Übertragung in die technische Anwendung)
  2. Versuche und Experimente
  3. Recherchieren und Analysieren nachhaltigkeitsrelevanter Beiträge durch Bionik
  4. Untersuchen von Pflanzen und Tieren; Erkennen der Zusammenhänge zwischen Aufbau und Funktion
  5. Bionisch inspirierte Materialien, Strukturen, Funktionen

Ansprechpartnerin: Katrin Linne → Anfrage per E-Mail

Nachverdichten 

Entwerfen, Konstruieren eines selbst gewählten Objektes

Ansprechpartnerin: Katrin Linne 

Türme, Masten, Schalen, Membranen, Tensegrity

  1. Entwerfen, Konstruieren und Analysieren
  2. Lebenszyklusbetrachtung
  3. Energiegewinnung und Speicherung
  4. Wassergewinnung und Speicherung

Ansprechpartnerin: Katrin Linne → Anfrage per E-Mail

Der Klang und die Architektur 

Der Oberlichtsaal im Hauptgebäude der Bauhaus-Universität Weimar verfügt über eine exzellente Raumgestaltung und Anordnung im Bauwerk. Diese gehen einher mit außergewöhnlichen Möglichkeiten der natürlichen Beleuchtung ergänzt durch dimmbare elektrische Leuchtkörper. Die Qualität der Raumakustik liegt mit Nachhallzeiten bis zu 3 sec in einem Bereich, der die akustische Behaglichkeit hörbar reduziert. Insbesondere die Verständlichkeit von Sprache ist stark eingeschränkt. Die zusätzliche attraktive Möglichkeit von musikalischen Aufführungen wird nahezu gänzlich verhindert und deshalb so gut wie nicht genutzt. Nachhallzeiten sollten zur Erreichung dieser Ziele erheblich geringer sein und im Mittel deutlich unter 1 sec liegen. 

Im Rahmen eines (freien) Semesterprojektes (Gruppenarbeit) oder einer Masterthesis sollen in Zusammenarbeit mit der HfM Weimar materiell-konstruktive und gestalterische Möglichkeiten entwickelt werden, welche die Raumakustik in positiver Art und Weise temporär verändern können. Diese dürfen keinesfalls in die denkmalgeschützte Gebäudesubstanz schädigend eingreifen und müssen in ihrer Erscheinungsqualität dem hohen architektonischen Anspruch des Raumes entsprechen. Wünschenswert wäre, dass die Nachhallzeiten und die Charakteristik der frequenzabhängigen Reflexionen durch Veränderung der baulich-architektonischen Verhältnisse variabel eingestellt werden können. So könnten sie den unterschiedlichen Erfordernissen der Sprachverständlichkeit bei Vorträgen oder Musikdarbietungen von Klassik bis Jazz vom Besucher ablesbar und leicht angepasst werden.  

Ansprechpartnerin: Katrin Linne 

Parametrische 3D-Modellierung von adaptiven Faltwerken 

An der Professur Konstruktives Entwerfen und Tragwerkslehre (Prof. Ruth) werden Flächentragwerke entworfen und mit Hilfe von parametrischen Modellen optimiert. Im aktuellen Forschungsprojekt
„HiPlast – 3D-gedruckte faserverstärkte Gelenkpunkte für adaptive Faltwerke“
werden Fügetechnologien für formveränderliche Hüllelementstrukturen unter Anwendung innovativer faserverstärkter 3D-Drucktechnologien weiterentwickelt. Diese Falttragwerke sind aus ebenen Plattenelementen zusammengesetzt, die gelenkig so miteinander verbunden sind, dass räumliche Tragwerksstrukturen mit veränderlicher Form realisiert werden können.
Für die Auslegung und Visualisierung adaptiver Faltwerke sollen virtuelle Computermodelle entwickelt werden. Die Modellierung soll mit parametrischer Designsoftware (z.B. Rhinoceros 3D, FreeCAD, Blender) erfolgen, damit das virtuelle Modell des Faltwerks schnell an Änderungen der Designparameter angepasst werden kann. 

Ansprechpartnerin: Katrin Linne

Entwicklung einer Rahmenkonstruktion für ein adaptives Faltwerk

An der Professur Konstruktives Entwerfen und Tragwerkslehre (Prof. Ruth) werden Flächentragwerke entworfen und mit Hilfe von parametrischen Modellen optimiert. Im aktuellen Forschungsprojekt „HiPlast – 3D-gedruckte faserverstärkte Gelenkpunkte für adaptive Faltwerke“ werden Fügetechnologien für formveränderliche Hüllelementstrukturen unter Anwendung innovativer faserverstärkter 3D-Drucktechnologien weiterentwickelt. Diese Falttragwerke sind aus ebenen Plattenelementen zusammengesetzt, die gelenkig so miteinander verbunden sind, dass räumliche Tragwerksstrukturen mit veränderlicher Form realisiert werden können.

Für die Überführung der Faltwerksstrukturen in die praktische Anwendung soll eine Rahmen- oder Unterkonstruktion entwickelt werden, mit der die Bewegung des Faltwerks gesteuert und verschiedene Faltzustände arretiert werden können.