Themen für Abschlussarbeiten

Nachfolgend sind Themenvorschläge für Studien-, Bachelor- oder Masterarbeit/-thesis und freier Entwurf gelistet. Bei Interesse bitte beim jeweiligen Betreuer melden. 

Raumakustik: Probensaal der Staatskapelle Weimar

Hintergrund:
Wie im Akustik-Praktikum Ende Februar 2024 kurz angerissen, wurden im Sommer 2023 Messungen zu raumakustischen Parametern als auch Kunstkopfaufzeichnungen von Orchesterproben in dem Probensaal der Staatskapelle durchgeführt. Hintergrund ist, dass die Verständlilchkeit der Musikter untereinander nicht 100%ig optimal ist.

Aufgabenstellung:
Von dem Probenraum ist ein raumakustisches Simulationsmodell in CATT-Acoustic mit Hilfe von Sketchup zu erstellen. Dieses Modell ist anhand der Messdaten zu kalibrieren (durch leichte Modifikation der Materialparameter). Im Anschluss sollen in dem Simulationsmodell Anpassungen vorgenommen werden, um die Verständlichkeit der Musiker untereinander zu verbessern.

Mögliche alternative Aufgabenstellung:
Für die Kunstkopfaufnahmen ist ein Tool zu entwickeln, um beim Abhören der binauralen Aufnahmen einfach und gezielt zwischen den Messpositionen umschalten zu können. Mit Hilfe dieses Tools sollen Hörversuche durchgeführt werden, um die subjektiven Eindrücke zu erfassen. Sinnvoll wäre eine Durchführung der Hörversuche sowohl mit "ungeübten Hörern" als auch mit "geübten Hörern" (im Idiealfall die Musikern der Staatskapelle selbst). Hierzu gehört die Planung und Druchführung der Hörversuche als auch der zugrundliegenden Fragebögen und deren Auswertung.

Betreuer: Jörg Arnold

Zielgruppe: Masterarbeit
(ausschließlich Studierende des Studiengangs "Bauphysik und energetische Gebäudeoptimierung")

Akustik: Experimenteller Vergleich von Körperschallquellencharakterisierungsmethoden (z.B. Schwingungsverhalten einer Wärmepumpe)

Stichworte:
Direkte Messung; Two-stage method (leichte und schwere Empfangsplatte); Substitutionsmethode (Ersatzschallquelle); Quantifizierung des Einflusses der Modendichte auf die Leistungsmessung bei tiefen Frequenzen

Betreuer: Dr. Albert Vogel
Zielgruppe: Master

Akustik: Sensitivitätsanalyse zur Abschätzung der Unsicherheit für die Schalldruckpegelprognose für Körperschallquellen in Gebäuden in Leichtbauweise

Stichworte: Schallprognose; Unsicherheiten Prognoserechnung; Körperschalleinleitung; Schallweiterleitung im Gebäude; Körperschall im Leichtbau

Betreuer: Dr. Albert Vogel
Zielgruppe: Bachelorarbeit; Masterarbeit

Akustik: Modellierung und Schwingungssimulation einer Körperschallquelle auf einem Empfangsbauteil (z.B. Wärmepumpe an Hauswand) mit ANSYS

Stichworte: Körperschalleinleitung; Schallweiterleitung im Gebäude; Schallprognose; Körperschall im Leichtbau

Betreuer: Dr. Albert Vogel
Zielgruppe: Master

Akustik / Raumklima: Optimierung der Messkette des ATOM- Messsystems

Im Rahmen des Forschungsprojektes "Messung des Raumklimas mittels Akustischer Laufzeit-Tomographie (ATOM)" ist die Messung der Raumimpulsantwort eine der zentralen Aufgaben.
Es ist daher sinnvoll, die Impulsantwort möglichst genau bestimmen zu können.

Diese Untersuchung befasst sich mit der Analyse der Messung der Raumimpulsantwort, der Verbesserung des Messverfahrens und letztendlich der Optimie-rung der Messkette des ATOM-Messsystems.

Zielgruppe: Studienarbeit
Betreuerin: Najmeh Dokhanchi M.Sc.

Akustik / Raumklima: Auswirkungen des Frequenzbereichs des Anregungssignals auf die Messung des akustischen Zentrums eines Lautsprechers

Um die Genauigkeit des ATOM-Messsystems zu verbessern, ist die Minimierung des Auslenkungsfehlers, der durch die Positio-nierung der Sensoren im Raum entstehen kann, von entscheidender Bedeutung. Dazu ist die Messung des akustischen Zentrums des Lautsprechers, bzw. der exakten Abstrahlposition erforderlich.
Da das akustische Zentrum eine frequenzabhängige Größe ist, soll der Einfluss des Frequenz-bereichs der Anregungssignale auf die Messung des akustischen Zentrums bestimmt werden.

Ziel dieser Untersuchung ist es, Methoden zur Berechnung des akustischen Zentrums zu überprüfen, wobei der Einfluss verschiedener Frequenzbereiche der Signale untersucht werden soll.

Zielgruppe: Studienarbeit
Betreuerin: Najmeh Dokhanchi M.Sc.

Akustik / Raumklima: Modellierung der Interferenzmuster mehrerer Ultraschallquellen in ANSYS/COMSOL

Eine Herausforderung im Rahmen des Forschungsprojektes "Messung des Raumklimas mittels Akustischer Laufzeit-Tomographie (ATOM)" stellt die Verwendung von Ultraschallsendern bzw. deren geringe Abstrahlwinkel bei der Messung der Impulsantwort dar.
Ein Ansatz ist die Anordnung mehrerer stark gerichteter Schallwandler, so dass sich diese insgesamt wie ein breitbandig abstrahlender Schallwandler verhalten. Aller-dings ist es dafür erforderlich, die Interferenzwirkung der Sensoren zueinander zu untersuchen.

Die entstehenden Interferenz-muster sollen in einem ersten Schritt mittels Software wie ANSYS/COMSOL simuliert werden. Ziel der Untersuchung ist es, die Ausbreitung des Luftschalls für solche kugelförmigen Schallquellen simulieren zu können.

Zielgruppe: Masterarbeit
Betreuerin: Najmeh Dokhanchi M.Sc.

Raumklima/ Messtechnik: Entwicklung einer Referenz-Luftströmungsquelle - Kalibrierwerkzeug für Strömungssensoren und Strömungsmessungen

Stichpunkte: Entwicklung einer Strömungsquelle mit reproduzierbarer laminarer Luftströmung, Bau und Entwicklung eines Prototypes, Simulation des Prototypes mit ANSYS/Fluent

Betreuer: Dr. Hayder Alsaad, Dr. Albert Vogel

Zielgruppe: Masterarbeit

Raumklima: Experimentelle Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit des Substrats einer wandgebundenen Grünfassade

Hintergrund:
Grünfassaden können den Energiebedarf von Gebäuden positiv beeinflussen, da sie die Oberflächentemperatur der Fassade regulieren. Bei wandgebundenen Systemen finden verschiedene Wärmetransportmechanismen zwischen der Rückseite der Grünfassade, sprich der Substratschicht,  und der Außenwand des Gebäudes statt. Bei nicht hinterlüfteten Systemen sind diese stärker als bei hinterlüfteten (Wärmeleitung vs. Konvektion, Strahlung).
Um solche Wärmetransportmechanismen, die an begrünten Gebäuden auftreten, akkurat simulieren zu können, bedarf es verschiedener Materialkenngrößen, wie der Wärmeleitfähigkeit.

Aufgabenstellung:
Diese soll für das Grauwasserreinigungssubstrat der sogenannten Vertikalen KlimaKlärAnlage „VertiKKA“ ermittelt werden.
Die spezifische Wärmeleitfähigkeit variiert in Abhängigkeit der absoluten Substrattemperatur und des Wassergehalts im Substrat. Daher zielt die Aufgabenstellung darauf ab, verschiedene Randbedingungen anhand eines selbst entwickelten Prüfstandes zu untersuchen.

Bei der Bearbeitung des Themas werden bauphysikalische Grundlagen zum Wärmetransport vertieft und Kenntnisse in der Entwicklung von Messverfahren erlangt.

Zielgruppe: Studienarbeit, Projektarbeit, Bachelorarbeit, Masterarbeit
Betreuer: Maria Hartmann M.Sc.

Raumklima: Radon risk reduction in building with natural ventilation strategy

Background
Radon is produced from the natural breakdown of the uranium found in soil. Radon can enter house through cracks in the foundation. The difference in air pressure between the inside and outside of a building plays an important role in radon entry. Once it is inhaled, can alter cell DNA, thus increasing the risk of lung cancer. It is the second-leading cause of lung cancer (after smoking) in some countries. So, reduction of  indoor radon concentration is very important to decrease the cancer risk and one effective strategy is  natural ventilation.

Objectives
1. To investigate the risk of Radon in buildings in Germany
2. To simulate the Radon concentration in the building
3. To assess the risk mitigation of radon in buildings due to natural ventilation effect

Zielgruppe: Master
Betreuer: Dr. Payam Nejat

Energie: Zum Einfluss der technischen Gebäudeausstattung auf die energetische Quartiersbetrachtung

Hintergrund:

Für die bis 2045 angestrebte Klimaneutralität müssen Gebäude energieeffizient saniert werden. Um eine erfolgreiche, Versorgung durch erneuerbare Energien sicherstellen zu können, ist es notwendig Energieflüsse auf Quartiersebene zu simulieren.

Aufgabenstellung:  

  • Recherche und Aufbereitung der Abschätzung technischer Gebäudeausstattung im Rahmen der Quartiersbetrachtung
  • Implementierung der Berechnungen in City Energy Analyst (siehe Voraussetzungen)
  • Untersuchung des Einflusses von verschiedenen Systemen der technischen Gebäudeausstattung auf die Quartiersbetrachtung
  • Vergleichende Betrachtung für unterschiedliche Baualters- und Nutzungskonstellationen

Zielgruppe: Abschluss-, Studien- oder Projektarbeit

Voraussetzung: Grundkenntnisse im Programmieren mit Python

Betreuer: Mara Geske M.Eng.

 

 

Energie: Interpolation des Temperaturverlaufs von Außenwänden

Die Abschätzung des U-Wertes unter Verwendung verschiedener Ansätze ist Inhalt unterschiedlicher Forschungsarbeiten der Professur Bauphysik. Die grundlegende und begrenzende Voraussetzung ist der notwendige, thermisch stationäre Zustand bzw. je verwendete Methode ein ausreichend repräsentativer Zeitraum. Durch eine Berücksichtigung des instationären Verhaltens könnte die Abschätzung in weitaus größeren Zeitfenstern stattfinden.

Die Aufgabenstellung zielt darauf ab, die Verwendung von geeigneter Interpolationsverfahren zur Prognose der Temperaturverläufe von Wänden zu untersuchen. 

Zielgruppe: Abschluss-, Studien- oder Projektarbeit
Betreuer: Mara Geske M.Eng.

Für das Bachelor- und Masterverfahren gelten die entsprechenden Prüfungsordnungen der Studiengänge.