Themen für Abschlussarbeiten

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

Akustik: Eigenschwingungen und Stoßstellendämm-Maße eines skalierten Raummodells

Hintergrund

  • Prüfstand im Kleinformat zur Untersuchung der Körperschallausbreitung in Gebäuden
  • Untersuchung und Messung der Stoßstellendämm-Maße

Aufgaben

  • Einarbeitung in das Messen mit dem Laser-Doppler-Scanning-Vibrometer
  • Messung der Schwingungen der angeregten Prüfstandsoberflächen
  • Identifizierung und Darstellung der Eigenmoden
  • Berechnung der Stoßstellendämm-Maße

Zielgruppe: Masterarbeit
Betreuer: Dr.-Ing. Albert Vogel

Akustik: Modellierung des Klein-Prüfstandes und Schwingungs-Simulation in ANSYS

Hintergrund

  • Prüfstand im Kleinformat zur Untersuchung der Körperschallausbreitung in Gebäuden
  • Untersuchung und Messung der Stoßstellendämm-Maße

Aufgaben

  • Einarbeitung in ANSYS
  • Modellierung des skalierten Prüfstandes
  • Berechnung der Eigenmoden
  • Vergleich mit Messungen

Zielgruppe: Masterarbeit
Betreuer: Dr.-Ing. Albert Vogel

Akustik: Untersuchung des Schallschutzes im Miniaturprüfstand

Prüfstand zur Untersuchung der Körperschallausbreitung in Gebäuden im Kleinformat

Aufgaben

  • Einarbeitung in Schallschutzberechnungen
  • Berechnung des Schalldämm-Maßes R‘w der Trennwand
  • Messung des Schalldämm-Maßes R‘w der Trennwand

Zielgruppe: Bachelor-, Studienarbeit
Betreuer: Dr.-Ing. Albert Vogel

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

Eine Herausforderung im Rahmen des For-schungsprojektes "Messung des Raumklimas mittels Akustischer Laufzeit-Tomographie (ATOM)" stellt die Verwendung von Ultra-schallsendern bzw. deren geringe Abstrahlwinkel bei der Messung der Impuls-antwort 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 Interfe-renzwirkung 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 kugel-förmigen Schallquellen simulieren zu können.

Zielgruppe: Masterarbeit
Betreuerin: Najmeh Dokhanchi M.Sc.

Akustik / Raumklima: Messung der Raumimpulsantwort im Ultraschallbereich

Um das vorhandene ATOM-Messsystem vom Hörbereich in den Ultraschallbereich zu über-tragen, sollen grundlegende Untersuchungen zur Ausbreitung von Ultraschall in Räumen durchgeführt werden. Hierfür ist eine passende Messkette des Ultraschallsystems erforderlich, damit die Raumimpulsantwort im Ultraschallbereich richtig abgeschätzt werden kann. Ziel der Untersuchung ist die:

  • Ermittlung von Grundlagen für die Laufzeitschätzung im Ultraschallbereich,
  • Entwicklung eines optimalen Aufbaus auf Basis der Anforderungen an das ATOM-Messsystems,
  • Überprüfung des Aufbaus mit exemplarischen Messungen

Zielgruppe: Masterarbeit
Betreuerin: Najmeh Dokhanchi M.Sc.

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.

Raumklima: Human subjects thermal comfort votes and ML prediction using a heating/ventilated chair

The heated and ventilated chair was tested using a thermal manikin in the controlled environment climate chamber.
There were limitations with thermal comfort evaluation of the thermal manikin which directs to conducting the experiments on human subjects instead.

The study is supported by a machine learning (ML) thermal comfort model to predict thermal comfort in parallel to the human subjects’ votes.

Aim and objectives:

  • Investigate the thermal comfort impact on humans in both heating and ventilation
  • Compare the thermal comfort results to the ML predictions.

Zielgruppe: Master
Betreuer: Ammar Osman M.Sc.

Raumklima: Improve the design of the anemometer position in a monitoring station using CFD simulation

The box-shaped monitoring station includes sensors for thermal comfort evaluation, one of the sensors is a hot wire anemometer (air velocity sensor).
The anemometer is placed near by the edge of the top cover of the box, which diverts the air flow from reaching the anemometer’s tip and negatively affects the measurement efficiency.

Aim and objectives:

  • Analyse the current location of the anemometer and the shape of the monitoring station using CFD simulation
  • Provide alternative design based on the simulation results

Zielgruppe: Master
Betreuer: Ammar Osman M.Sc.

Raumklima: Planung und Bau eines optischen Setups für das 2,5D und 3D Background Oriented Schlieren (BOS) Verfahren

Mit Hilfe der Background Oriented Schlieren (BOS) Technik können für das menschliche Auge unsichtbare Luftströmungen visualisiert werden. Kommen zwei oder mehr Kameras zum Einsatz, so können die Strömungen stereoskopisch (2,5D) oder tomographisch (3D) ausgewertet werden.

Um die benötigten Kameras zu montieren, ist ein c-förmiger, optischer Aufbau zu planen und zu realisieren. Die Aufgabenstellung umfasst dabei die Recherche nach geeigneten Formen, Materialien und Möglichkeiten, die Planung eines geeigneten Aufbaus sowie die Realisierung und den Bau des finalen Entwurfs.

Zielgruppe: Abschluss-, Studien-, oder Projektarbeit
Betreuerin: Lia Becher M.Sc. 

Raumklima: Automationskonzept für innovatives Klimalabor

Erarbeitung eines Automationskonzepts für ein innovatives Klimalabor aus technischer und wirtschaftlicher Sichtweise

  • Kurze Darstellung des Standes der Technik (Umsetzungsmöglichkeiten der Managementebene, Automationsebene, Feldebene, Bausysteme und -Protokolle.
  • Vergleich der Möglichkeiten zur Automation des Klimalabors (technisch, wirtschaftlich).
  • Herausarbeitung der Potentiale und Grenzen der verschiedenen Lösungen und Erstellung einer Matrix.
  • Identifizieren der Vorzugslösung, Auslegung und Spezifikation der Hauptkomponenten.

Der Einbezug neuer innovativer Ansätze ist ausdrücklich erwünscht!

Zielgruppe: Bachelor
Betreuer: Thomas Möller M.Sc.

Raumklima: Kühlsegel zur Gebäudeklimatisierung

Ziel

  • Erarbeitung eines systematischen Überblicks zu Kühlsegeln

Aufgaben

  • Literaturrecherche
  • Erörterung der technischen, betrieblichen und finanziellen Randbedingungen
  • Darstellung der Chancen und Grenzen
  • Detaillierte Untersuchung zur Verhinderung des Tauwasserausfalls
  • Recherche und Befragung von Herstellern und potentiellen Abnehmern

Zielgruppe: Bachelor
Betreuer: Thomas Möller M.Sc.

Energie: Hygrothermische Simulationen der Auswirkungen einer Fassadenbegrünung auf die Außenwand

  • Im Rahmen des Forschungsprojekts VertiKKA wird eine prototypische Umsetzung zur lokalen Nutzung bzw. Behandlung von Abwasser (Regenwasser, Brauchwasser) vor bzw. in Fassadenbegrünungselementen in Kombination mit Fassaden-PV entwickelt.
  • Ziel der Aufgabe ist es, die Auswirkungen verschiedener Faktoren auf die begrünte Fassade zu bewerten, z.B. die Ausrichtung, die Klimaregion und der Wandaufbau.
  • Die Untersuchungen sollen auf numerischen Simulationen mit dem gekoppelten Wärme- und Feuchte-transportprogramm Delphin basieren.
  • Ein Schwerpunkt der Simulation ist die korrekte Darstellung der Vegetation im Modell.

Zielgruppe: Bachelor-/Master-/Projekt-/Studienarbeit / Kernmodul
Betreuer: Dr.-Ing. Hayder Alsaad, Maria Hartmann B.Sc.

Energie: Simulation des Heiz- und Kühlenergiebedarfs eines Gebäudes unter Anwendung der Grünfassade VertiKKA

  • Im Rahmen der Arbeit wird ein Beispielgebäude mit EnergyPlus simuliert. Es dient als Referenz für die Simulation der Grünfassade VertiKKA an diesem Gebäude.
  • EnergyPlus ist eine umfangreiche Gebäudesimulationssoftware und kann über OpenStudio leicht bedient werden. Die Simulationen können auch durch selbstgeschriebene Codes (z.B. Python) angepasst werden.
  • Ziel der Arbeit ist die Optimierung des Grünfassadenmodells.
  • Dazu kann der Fokus auf den Luftspalt hinter der VertiKKA und/oder die PV-Module vor der VertiKKA gelegt werden.
  • Teil der Arbeit werden Testsimulationen mit verschiedenen Algorithmen sein.

Zielgruppe: Bachelor-/Master-/Projekt-/Studienarbeit / Kernmodul
Betreuer: Dr.-Ing. Hayder Alsaad, Maria Hartmann B.Sc.

Energie: Synthetic image data for Machine Learning Applications in building physics

Lack of sufficient training data
Privacy issues
Improvement of prediction accuracy on building age (and potential other parameters)

Topics to work on:

  • Extensive literature review
  • Analysis of different methods on generative adversarial ML (GAN) for various purposes
  • Minimum amount of images for valuable synthetic images
  • Effect of synthetic images on training algorithms
  • Potential for further applications (e.g. Schlieren imaging, acoustic signals)Zielgruppe: Masterarbeit

Zielgruppe: Master
Betreuer: Alexander Benz M.Sc.

Energie: Data driven weather forecast for applications in building physics

Several investigations in the field of building physics rely on weather data, e.g.:

  • Thermography investigations
  • Prediction of heat periods in indoor spaces and in urban heat islands

Topics to work on:

  • Analysis of existing weather data (~15 years of data with 10 sec. intervalls in store)
  • ML-based analysis and forecast methods (unsupervised, supervised and reinforcement learning)
  • Analysis of various network architectures and potential for further applications with time series (e.g. acoustic signals)

Zielgruppe: Masterarbeit
Betreuer: Alexander Benz M.Sc.

Energie: Einordnung von Bauteilen in Bauzeittypologien über geometrische Parameter

Bei der Aufnahme von Gebäudebeständen wird häufig über das Baualter auf einen bauzeittypischen Aufbau rückgeschlossen. Diese Arbeit soll untersuchen, ob die Klassifizierung eines Wandaufbaus bzw. eines Fenstertypen rein über geometrische Parameter möglich ist.  

  • Erstellen eines Kataloges für bauzeittypische Aufbauten besonders in Bezug auf Wandaufbau sowie Fensteranordnung
  • Analyse und Auswertung der aufbereiteten Daten
  • Entwicklung und Erprobung eines Vorgehen zur geometrischen Einordnung von Fassaden in bauzeittypische Aufbauten
  • Empfehlung zur Weiterverfolgung

Zielgruppe: Masterarbeit
Betreuer: Mara Geske M.Eng.

Energie: Validierung von Quartierssimulation

Das Ziel einer Validierung ist eine Aussage über die Gültigkeit eines Modells für seinen Anwendungszweck zu treffen. Eine erfolgreiche Validierung ist notwendig um vertrauensvolle Ergebnisse zu liefern.

In unterschiedlichen Projekten unserer Professur simulieren wir mit der Software City Energy Analyst (CEA) – eine Validierung steht noch aus:

  • Welche Validierungsmodelle für die Quartierssimulation gibt es?
  • Welche Modelle sind für die Validierung der Software CEA geeignet?
  • Durchführung und Analyse  eines Validierungsscenarios

Zielgruppe: Abschlussarbeit, Studienarbeit
Betreuer: Mara Geske M.Eng.

Energie: Energieeffizienz – in kommunalen Planungsprozessen

Hilfe für kleinere Kommunen im ländlichen Raum angestrebt! Wir sind dabei nachhaltige Siedlungsentwicklungen durch die Implementierung von Analyse- und Prognosedaten zur Energieanwendung und –erzeugung in kommunale Planungsprozesse zu unterstützen.

  • Erstellen einer Methodik zur Integration von notwendigen energetischen Daten in kommunale Planungsprozesse und interkommunale Kooperationen
  • Bewertung der erzielbaren Ergebnisse in (stadt)planerischer, energetischer, ökologischer und wirtschaftlicher Hinsicht
  • Erproben der entwickelten Methodik in einer Modellkommune

Zielgruppe: Master, Studienarbeit (Urbanistik)
Betreuer: Dipl.-Ing. Gerd Kiesel

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