Studienarbeiten
Ausgeschriebene Abschlussarbeiten für Bachelor und Master

Glass Competence Center

  • Masterarbeit

    Wind and snow loads are usually taken into account for the dimensioning of roof windows. However, hail-storms are not uncommon in spring and fall. The hailstones can reach the size of tennis balls and severely damage or even break through the roof windows. In extensive hail tests, in which defined ice balls are thrown at the glass panes, it can be tested whether the glass structure can withstand a hailstorm. Roof windows are usually made of insulating glass, with laminated glass also being used. Accordingly, many different window configurations are conceivable. With insulating glass, the coupling effect must also be taken into account, so that the hail damage does not necessarily occur on the impact side.

    Betreuer/in: Dr.-Ing. Miriam Schuster

    Ausschreibung als PDF

  • Masterarbeit

    Issues regarding ecological, economic and social sustainability are pervasive topics in society and are also increasingly affecting the construction industry. In structural glass engineering, the increased use of thin glass represents a decisive development trend with the purpose of reducing glass thickness and thus material usage and weight. Here, the use of thin glass in insulating glazing units (IGU) in window and facade construction offers a promising approach. In this context, the exposure to wind and snow has to be considered in order to ensure that possible products meet the safety requirements in the building sector. Within the scope of the work, these influences are to be investigated in order to determine the required minimum thickness of the glass, depending on different IGU formats. Based on these insights, the CO2 savings potential is of interest and needs to be calculated.

    Betreuer/innen: Jonas Muth , M.Sc., Dr.-Ing. Miriam Schuster

    Ausschreibung als PDF

  • Bachelorarbeit, Masterarbeit

    Ziel eines aktuellen Forschungsprojektes ist es, komplexe Rissfortschritte während des Glasbruchvorgangs, sowie die resultierenden Bruchstückgeometrie- und -größe zu prognostizieren. Dazu wird am ISM+D unter anderem eine Datenbasis aus experimentellen Untersuchungen erstellt in denen Gläser mit unterschiedlich hohen thermischen Vorspanngraden gezielt gebrochen werden. Die beim Anschlag entstehende Wellenausbreitung im Glaskörper wird mit speziellen Sensoren erfasst. Die Analyse des Bruchbildes erfolgt mittels digitaler Bildbearbeitung.

    Mögliche Themen für eine Abschlussarbeit (Bachelor oder Master):

    - Numerische Charakterisierung von Bruchmorphologien bei thermisch vorgespannten Gläsern

    - Stochastische Modellierung von Bruchmorphologien bei thermisch vorgespannten Gläsern

    Betreuer/in: Dr.-Ing. Miriam Schuster

    Ausschreibung als PDF

  • Bachelorarbeit, Masterarbeit

    Um dem Wunsch nach transparenten Fassaden nachzugehen, sollen durch Glas 3D Druck neuartige Verbindungen für Anwendungen in der Fassade entstehen. Bild 1 zeigt den Bauraum des Glas 3D Druckers der TU Darmstadt, der geschmolzenes Glas auf eine erhitzte Basisplatte aus Glas drucken soll.

    Um den Prozess des Glas 3D Druckens zu verstehen, soll das Aufheizen der Basisplatte mittels Heizplatte und Gasbrenner sowie das anschließende Abkühlen untersucht werden. Um das Bruchrisiko während des Druckens zu kennen und reduzieren zu können, sollen Temperaturen und Spannungen während des Drucks untersucht werden. Dafür steht eine Thermografiekamera zur Temperaturmessung der Glasoberfläche zur Verfügung, siehe Bild 2b. Numerische Simulationen sind möglich, um Spannungen während des Aufheizens zu berechnen. Nach dem Abkühlen können Eigenspannungen im Glas verbleiben, die die optische und mechanische Qualität des Bauteils beeinflussen. Die Eigenspannungen können nach dem Druck mittels Spannungsoptik untersucht werden, siehe Bild 2a. In einer Abschlussarbeit können Versuche zum Aufheizen und Abkühlen der Basisplatte am Glas 3D Drucker durchgeführt werden.

    Betreuer/in: Kerstin Thiele , M.Eng.

    Ausschreibung als PDF

  • Bachelorarbeit, Masterarbeit

    Einscheiben-Sicherheitsglas (ESG) ist ein thermisch vorgespanntes Glas mit, im Vergleich zum thermisch entspanntem Glas, erhöhter Biegezugfestigkeit. Zudem entstehen im Falle des Glasbruches viele kleine Bruchstücke mit stumpfen Kanten, die das Verletzungsrisiko verringern. Die Prüfungen zur Sicherstellung der Biegezugfestigkeit und der Bruchstruktur haben sich seit der Erstveröffentlichung (1996) der relevanten europäischen Produktnorm EN 12150 nicht verändert. Vorgeschrieben ist, täglich zerstörende Prüfungen an begleitend produzierten Glaselementen durchzuführen. Es ist bekannt, dass die Bruchstruktur von der Glasdicke und dem Vorspanngrad abhängt: Bei gleicher Glasdicke führt ein hoher Vorspanngrad zu deutlich kleineren Bruchstücken als ein niedriger Vorspanngrad. Unterschiedliche Vorspanngrade erzeugen unterschiedlich hohe Oberflächendruckspannungen und Kantenmembranspannungen die zerstörungsfrei mittels Spannungsoptik ermittelt werden können.

    Betreuer/innen: Dr.-Ing. Miriam Schuster , Kerstin Thiele , M.Eng.

    Ausschreibung als PDF

  • Bruchverhalten von Automobil-Frontscheiben im Fußgängerschutz

    Externe Masterthesis bei Volkswagen aus dem Bereich Festigkeit von Gläsern

    2022

    Masterarbeit

    Die Fahrzeugsicherheit hat die Aufgabe Fahrzeuge so zu entwickeln, dass Unfälle vermieden oder Unfallfolgen möglichst stark verringert werden. Im Bereich des Fußgängerschutzes werden sog. Impaktoren verwendet, um Teile des menschlichen Körpers (Kopf, Hüfte und Bein) abzubilden und die Verletzungsgefahr beim Anprall mit dem Fahrzeug zu bewerten. Die Kriterien und Grenzwerte zur Bewertung der Impaktorlastfälle werden durch die Gesetzgebung (UN R 127) und Verbraucherschutzorganisationen (Euro NCAP) definiert und stetig weiterent-wickelt. So wird beispielsweise der Bereich der Frontscheibe neu in das gesetzliche Aufschlag-gebiet aufgenommen und für den Verbraucherschutztest Euro NCAP über das bisherige Maß erweitert.

    Weitere Informationen, Bewerbungsvoraussetzungen und einzureichende Unterlagen usw. finden Sie auf der Website von Volkswagen:Mehr erfahren

    Betreuer/in: Dr.-Ing. Miriam Schuster

    Ausschreibung als PDF

  • Bachelorarbeit, Masterarbeit

    Verbundglas besteht aus mindestens zwei Glasscheiben, die durch eine polymere Zwischenschicht verbunden werden. Im Falle des Glasbruches entsteht ein Resttragverhalten bei dem durch Biegung hervorgerufene Zugspannungen über die polymere Zwischenschicht abgetragen werden. Die numerische Abbildung des Materialverhaltens der Zwischenschicht bei großen Verformungen, wie sie im Falle des Versagens einer oder mehrerer Glasscheiben auftreten, ist zurzeit nicht möglich. Das Materialverhalten ist hier sowohl von der Temperatur und Belastungsdauer als auch von der Höhe der Belastung abhängig, sodass nichtlinear viskoelastische Materialmodelle notwendig werden.

    Betreuer/innen: Dr.-Ing. Miriam Schuster , Kerstin Thiele , M.Eng.

    Ausschreibung als PDF

  • Bachelorarbeit, Masterarbeit

    Die Bauindustrie verlangt nach nachhaltigen, energieeinsparenden Lösungen. Insbesondere transparente Fassaden sind für Energieverluste in Gebäuden verantwortlich, weshalb insbesondere energetisch optimierte Fenster- und Fassadensysteme benötigt werden. Um dem Ziel einer nachhaltigen und anpassungsfähigen Gestaltung gerecht zu werden, sollten Systeme, die energetisch optimierte Neubauten und die Erneuerung von Glaskomponenten in bestehenden Gebäuden ermöglichen, jedoch nicht an Materialverbrauch und schlanken Aufbauten einbüßen. Eine Technologie, die die vorgenannten Anforderungen erfüllt, ist die Vakuum- Isolierverglasung (VIG). Durch die Erzeugung eines Vakuums zwischen zwei Glasscheiben, die am Rand hermetisch abgedichtet sind, wird eine hohe thermische Performance bei gleichzeitig sehr dünnem Fensteraufbau möglich, da der Scheibenzwischenraum im Gegensatz zu herkömmlichen Isolierglaseinheiten drastisch reduziert werden kann (von 10-15 mm auf etwa 0,2 mm).

    Um dem atmosphärischen Druck standzuhalten, der durch das erzeugte Vakuum zwischen den Scheiben entsteht, wird winzige Abstandhalter innerhalb des Vakuumspalts positioniert, die verhindern, dass sich die Glasflächen berühren. Eine typische VIG-Anordnung ist in Abbildung 1 dargestellt. Wie man sich vorstellen kann, verhält sich ein solches System nicht wie eine monolithische Glasscheibe gleicher Dicke, sondern eher wie ein Verbundsystem.

    Betreuer/in: Isabell Schulz, M.Sc.

    Ausschreibung als PDF

  • Vakuumisolierglas – Technologie für eine energieoptimierte Gebäudehülle

    Vacuum insulated glazing – A technology for an energetically optimized transparent building envelope

    2022

    Bachelorarbeit, Masterarbeit

    Bei Vakuumisoliergläsern (VIGs) handelt es sich um eine innovative Fenstertechnologie, die das Potenzial hat, energieeffiziente Gebäude zu revolutionieren. Fenster und transparente Fassaden- elemente sind für einen großen Teil des Wärmeverlustes in Gebäuden und damit für einen großen Kohlenstoff-Fußabdruck verantwortlich. Vakuumisoliergläser (VIGs) bestehen aus Glasscheiben, zwischen denen ein Vakuumzwischenraum erzeugt wird. So können thermische Effekte minimiert und damit die Energiebilanz der transparenten Bereiche von Gebäudehüllen optimiert werden. Damit die Einzelgläser des VIGs der hohen Belastung des Drucks der Atmosphäre über mehrere Jahrzehnte standhalten können, werden wie in untenstehender Abbildung zu sehen kleine Ab- standhalter in den vakuumierten Scheibenzwischenraum eingesetzt. Diese sind sehr klein und ha- ben neben dem Randverbund, welcher das VIG hermetisch versiegelt, einen entscheidenden Ein- fluss auf das mechanische und thermomechanische Verhalten von Vakuumisoliergläsern. Spannend ist nun diesen Einfluss zu untersuchen und Implikationen für die normativ geregelte Verwendung der innovativen Vakuumisoliergläser zu erarbeiten, um einen entscheidenden Beitrag in der Etablierung der energieoptimierten Fenster- und Fassadensysteme in Deutschland und Eu- ropa zu leisten.

    Betreuer/innen: Isabell Schulz, M.Sc., Franz Paschke, M.Sc.

    Ausschreibung als PDF

  • Entwicklung einer Methode zur Qualitätskontrolle bei Vakuumisoliergläsern

    Development of a method for quality control of vacuum insulated glazing

    2022

    Bachelorarbeit, Masterarbeit

    In dieser Thesis geht es um die Optimierung des Herstellprozesses von Vakuumisoliergläsern (VIG) – innovativen Gläsern, die in energieeffizienten Fenster- und Fassadensystemen zum Einsatz kommen. Aufgrund einer Hauptkomponente des VIG-Systems, den sogenannten Spacern können an der Glasoberfläche eines VIGs während der Produktion Vorschädigungen entstehen, die einen negativen Einfluss auf die Lebensdauer des Systems haben können. Um bereits während der Produktion entsprechende Schädigungen detektieren und den Grad der Schädigung bewerten zu können, ist es Ziel dieser Arbeit eine Methode zur Qualitätskontrolle von Vakuumisoliergläsern zu entwickeln.

    Betreuer/innen: Henrik Riedel, M.Sc., Isabell Schulz, M.Sc.

    Ausschreibung als PDF

  • Bruchzähigkeit bei steifen Klebern: Auslegung und Dimensionierung von Experimenten an Glaskörpern

    Fracture toughness in stiff adhesives: Design and dimensioning of experiments on glass specimen

    2021

    Masterarbeit

    Das innovative und schaltbare Glasprodukt Eyrise, welches mit Flüssigkristallen gefüllt ist, kann innerhalb weniger Sekunden seine Transparenz und Farbe verändern. Im Randbereich sind die Glasscheiben des Produktes umlaufend mit einem steifen Klebstoff verklebt. Diese sehr dünne Klebschichten sind schubsteif und führen lokal zu hohen Verbundwirkungen zwischen den Einzelscheiben. Aufgrund der Fügegeometrie und den Erfordernissen einer effizienten numeri-schen Simulation des Gesamtbauteils sind zwei Versuchsaufbauten zu dimensionieren, mit denen die Bruchzähigkeit für die Rissöffnungsmoden I und II ermittelt werden können.

    Betreuer/in: Florian Rheinschmidt, M.Sc.

    Ausschreibung als PDF

  • Folienkissen aus Dünnglas

    Thin glass foil cusions

    2021

    Bachelorarbeit, Masterarbeit

    Unter zweiachsiger Krümmung können in dünnem Glas, ähnlich wie bei Textilmembranen, Membranspannungen einen erheblichen Teil der Lastabtragung übernehmen. Ziel der Arbeit ist die Untersuchung der Umsetzbarkeit von Glasluftkissen in Fassaden und Dächern.

    Betreuer/in: Timon Peters , M.Sc.

    Ausschreibung als PDF

  • Numerische Simulation der thermisch induzierten Spannungen von Fassadenverglasungen

    Numerical simulation of the thermally induced stresses of facade glazing

    2021

    Bachelorarbeit, Masterarbeit

    Fassadenverglasungen werden durch verschiedene Belastungen, wie etwa Eigengewicht, Wind, Stoßbeanspruchungen beansprucht. Zusätzlich ist jedoch auch die Belastung durch Temperatur zu beachten. Diese thermische Belastung setzt sich in der Regel aus zwei Komponenten zusammen, und zwar aus der Sonneneinstrahlung auf die Glasoberfläche und die Umgebungstemperatur. Immer wieder kommt es bedingt durch die jeweilige Einbausituation, Verschattung, Orientierung (Himmelsrichtung), etc. zu thermisch induzierten Glasbrüchen, die in der Baupraxis bereits ein bekanntes Problem darstellen. In der Regel sind die Verglasungen (z.B. Isolierglas), bei denen es zum thermischen Bruch kommt, diejenigen, welche mit nicht thermisch vorgespanntem Glas (annealed glass) zusammengesetzt sind. Der thermische Bruch stellt sich überlicherweise von der Glaskante aus ein, da diese den größten Grad der Schädigung (größte Kerben) enthält und zugleich dort die maximalen Beanspruchungen aus der thermischen Belastung resultieren. Im Rahmen einer Bachelor- oder Masterthesis soll eine Isolierglaseinheit thermischmechanisch mit Hilfe einer Berechnugssoftware z.B. Ansys numerisch simuliert und dabei verschiedene Parameter analysiert werden.

    Betreuer/in: Gregor Schwind , M.Sc.

    Ausschreibung als PDF

  • Numerische Untersuchungen zum thermisch induzierten Glasbruch beim Doppelringbiegeversuch bei hohen Temperaturen

    Numerical investigations on thermally induced glass fracture in the coaxial bending test at high temperatures

    2021

    Masterarbeit

    Kalk-Natronsilicatglas und Borosilicatglas stellen als transparente Werkstoffe die Basis für verschiedene baupraktisch relevante und architektonisch ansprechende Konstruktionen dar. Durch die spröde Beschaffenheit von Glas bricht dieses an der Stelle der größten Schädigung. Schädigungen können durch den Herstellungsprozess des Glases selbst oder z.B. auch durch das Einbringen von Bohrungen entstehen. Im Rahmen eines Forschungsprojekts wurden Doppelringbiegeversuche bei hohen Temperaturen (bis zu 550 °C) an Glasproben mit zentrischer Bohrung durchgeführt. Die Festigkeitsprüfung dieser Geometrie zeigte, dass die Proben nicht nur durch die mechanische Belastung infolge Biegung brechen, sondern auch durch thermische Belastungen von der Bohrungskante aus brechen können. Im Rahmen einer Masterthesis soll untersucht werden, bei welcher Temperatur, zu welchem Zeitpunkt die Glasproben gebrochen sind. Es soll unter zudem herausgearbeitet werden, welche Aufheizrate nicht überschritten werden darf, sodass es gerade nicht zum thermisch induzierten Glasbruch kommt.

    Betreuer/in: Gregor Schwind , M.Sc.

    Ausschreibung als PDF

Snow and Avalanche Mechanics

  • Von Schnee zu Gletschereis: Einfluss räumlicher Variabilität auf die Verdichtung von Firnschnee

    From snow to glacier ice: impact of spacial variability on firn desification

    2021

    Bachelorarbeit, Masterarbeit

    Die Verdichtung von Schnee führt zu einer porösen Struktur, die als Firn bezeichnet wird. Auf Gletschern wird dieses poröse Medium über viele Jahre durch weitere Schneeakkumulation zu Eis verdichtet. Es ist bekannt, dass der Verdichtungsprozess maßgeblich von der Temperatur und der Schneeakkumulation abhängt. Die ganzheitliche physikalische Beschreibung des Prozesses ist jedoch nach wie vor eine nicht gelöste Fragestellung. Die Arbeit soll untersuchen, welchen Einfluss vertikale Variabilitäten der Schneeschichtung auf den Spannungszustand in kompressiblen Schichten haben.

    Betreuer/in: Dr.-Ing. Philipp Rosendahl

    Ausschreibung als PDF

  • Von der Schneeflocke zur Schneebrettlawine: Zum Aufbau und Bruch von Schneedecken

    From snow flake to slab avalanche: evolution and fracture of snow covers

    2021

    Masterarbeit

    Schneebrettlawinen stellen bis heute eine der größten Gefahren für Wintersportler:innen und Infrastruktur in Gebirgsregionen dar. Für Bergsportler:innen ist insbesondere von Interesse ob und wo eine Lawinenauslösung bereits durch das Eigengewicht des Schnees möglich ist oder wie viel Zusatzbelastung von sogenannten Schwachschichten innerhalb der Schneedecke getragen werden kann. Die Möglichkeit solcher Vorhersagen hängt maßgeblich von der Kenntnis der Schichtung der Schneedecke und vom Verständnis des Prozesses der Lawinenauslösung ab. Die Abschlussarbeit widmet sich der Verbesserung des Zusammenspiels von Simulationen des Schneedeckenaufbaus mit bruchmechanischen Prognosemodellen.

    Betreuer/in: Dr.-Ing. Philipp Rosendahl

    Ausschreibung als PDF

Structural Dynamics Unit

  • Masterarbeit

    Die aktuellen Normen für den Entwurf und die Bewertung von Hochgeschwindigkeits-Eisenbahnbrücken decken eine Reihe neu entwickelter und bereits in Betrieb befindlicher Eisenbahnfahrzeuge nicht ab. Der Hauptgrund dafür sind die derzeit verwendeten innovativen Achsanordnungen sowie die Tatsache, dass die neuen Fahrzeuge schneller und schwerer sind als die Fahrzeuge, die für die Entwicklung der aktuellen Lastmodelle berücksichtigt wurden. Zurzeit wird daher im Rahmen eines Forschungsprojekts des Deutschen Zentrums für Schienenverkehrsforschung beim Eisenbahnbundesamt ein neues normungsfähiges Hochgeschwindigkeits-Lastmodell entwickelt, um die Lücken des aktuellen Modells zu schließen.

    Betreuer/in: Maximilian Rupp, M.Sc.

    Ausschreibung als PDF

  • Methodik zur experimentellen Bestimmung der äquivalenten, dynamisch relevanten Zugparameter

    Method for the experimental determination of the equivalent, dynamically relevant train parameters

    2022

    Masterarbeit

    Bei der dynamischen Bewertung von Eisenbahnbrücken hat besonders im Bereich der Resonanz die Fahrzeug-Brücken-Interaktion und die damit verbundene sogenannte Zusatzdämpfung der Struktur einen Einfluss.

    Da jedoch zur Ermittlung der Zusatzdämpfung benötigte fahrzeugspezifische Berechnungsparameter für reale Fahrzeuge in der Regel nicht öffentlich verfügbar sind, ist eine Reihe von Messungen an stehenden und fahrenden Fahrzeugen geplant, um eine Methodik zur experimentellen Bestimmung der äquivalenten, für die Brückendynamik relevanten Fahrzeugparameter des Mehrkörpermodells zu entwickeln.

    Ziel dieser Arbeit ist es, die Messdaten der erfolgten Fahrzeugmessungen hinsichtlich der äquivalenten Fahrzeugparameter auszuwerten und somit eine Methode zur Parameterbestimmung zu entwickeln.

    Betreuer/in: Antonia Kohl , M.Sc.

    Ausschreibung als PDF

  • Dynamische Berechnung von Eisenbahnbrücken für Hochgeschwindigkeitsverkehr unter Berücksichtigung der Radsatzlasten als Teilflächenlasten

    Dynamic calculation of railway bridges for high-speed trains considering wheelset loads as partial area loads

    2021

    Masterarbeit

    Bei der dynamischen Analyse von Eisenbahnbrücken für Hochgeschwindigkeitsverkehr werden die Radsatzlasten in der Regel sehr vereinfacht, als eine Reihe von bewegten Einzellasten betrachtet. Dieser Ansatz erweist sich jedoch in vielen Fällen als zu konservativ, die so ermittelten Strukturantworten werden in der Regel überschätzt. Um diesem Effekt entgegenzuwirken, wurde in den Normen und Regelwerken ein Ansatz zur Lastverteilung in Längsrichtung eingeführt. Dieser entspricht in etwa einer Aufteilung jeder Achslast auf drei Schwellen, jeweils als Einzel-lasten. In der Realität liegt allerdings eine Teilflächenlast vor. Diese kann durch eine Fourier-Reihe erfasst werden.

    Betreuer/in: Antonia Kohl , M.Sc.

    Ausschreibung als PDF

Generative Design Lab

  • Bachelorarbeit

    Durch additive Herstellungsmethoden eröffnen sich in vielen Industriezweigen neue Möglichkeiten der Formgebung. Wenngleich später als in anderen Branchen, fasst auch in der Baustoffindustrie diese Technologie immer mehr Fuß. Der Bausektor mit seinem immensen Bedarf an hochgradig individualisierten Bauteilen erscheint als lohnendes Feld für die großflächige Etablierung derartiger Fertigungsweisen. Im klassischen Verfahren für Porenbeton findet zunächst in großen Formen der Aufgasungsprozess statt, anschließend werden die großen Blöcke zu handlichen Steinen konfektioniert und in einem Autoklaven unter Druck und Hitze gehärtet. Die Thesis wird von den Rodgauer Baustoffwerken unterstützt, einem Hersteller, der eines der modernsten Porenbetonwerke Europas besitzt und großes Interesse an der Weiterentwicklung seiner Fertigungsprozesse hat.

    Ziel der Thesis ist es zu untersuchen, inwieweit das 3D-Drucken von spezialisierten Schalungsformen für die Herstellung individualisierter Porenbetonelemente tauglich ist. Dies umfasst die theoretische Entwicklung von Sonderbauteilen und zugehörigen Schalungsstrategien, deren experimentelle Herstellung und eine anschließende wissenschaftliche evaluation der Versuche.

    Betreuer/in: Alexander Wolf, M.A. Architekt

    Ausschreibung als PDF

  • Masterarbeit

    Der Ziegel als eines der ältesten Halbzeuge im Bauwesen unterliegt nach wie vor einer stetigen Entwicklung. Während die Menschen vor 3.000 Jahren handgeformten Lehm in der Sonne trockneten, ermöglichen heute ausgeklügelte Maschinen und die Industrie 4.0 wesentlich anspruchsvollere Produkte. Die additive Fertigung als eine der neuesten Produktionstechnologien ermöglicht weitaus mehr geometrische Freiheit, als herkömmliche Verfahren. Die steigende Nachfrage nach umweltfreundlichen Bauweisen hat auch Auswirkungen auf die Fassadengestaltung. Die Ansiedlung von Pflanzen in der Gebäudehülle ist oft sogar ausdrücklich erwünscht. Die Thesis wird von der Hagemeister GmbH unterstützt, einem Ziegelhersteller, der ein großes Interesse daran hat, seine Produkte nachhaltiger zu gestalten.

    Ziel der Thesis ist es, keramische Bauelemente zu entwickeln, die in der Lage sind, Pflanzen in einer Fassade aufzunehmen. Um dies zu erreichen, müssen mehrere verschiedene geometrische Entwürfe mit jeweils einem Prototyp im Maßstab 1:1 angefertigt werden. Außerdem müssen geeignete Pflanzen gefunden werden, die in die Ziegel eingepflanzt werden können. In einem zweiten Schritt müssen die Prototypen über einen Zeitraum von 4 Wochen auf ihr Wurzelwachstum hin untersucht werden. Abschließend sind Aussagen darüber zu formulieren, wie eine Massenproduktion der entwickelten Designs aussehen könnte.

    Betreuer/in: Alexander Wolf, M.A. Architekt

    Ausschreibung als PDF

  • Masterarbeit

    Die 3D-Drucktechnologie hält Einzug in die Bauindustrie. Während andere Branchen bereits eine breite Markteinführung erfahren haben, stellt der Bedarf unserer Branche an großformatigen Bauteilen die additive Fertigung vor ganz eigene Herausforderungen. Die Erforschung und Entwicklung solcher Bauteile erfolgt oft noch auf der Basis von Versuch und Irrtum und erfordert daher einen enormen Aufwand, da 3D-Druckverfahren oft Stunden oder sogar Tage dauern. Ein neuartiger Ansatz(1) verknüpft die zu druckende Geometrie mit den rheologischen Eigenschaften des Rohmaterials und versucht, deren Druckbarkeit in einem Prozess mit drei Freiheitsgraden mit Hilfe der Finite-Elemente-Methodik vorherzusagen. Dieser Ansatz wurde auch bereits auf seine Machbarkeit hin überprüft.

    Ziel der Thesis ist es, zunächst die bestehende Methodik an die an der TU Darmstadt durchgeführte Forschung zur additiven Fertigung von Ton- und Keramikbauteilen anzupassen. In einem zweiten Schritt soll die Methodik weiterentwickelt werden, um die Simulation eines Druckprozesses mit sechs Freiheitsgraden zu ermöglichen. Schließlich müssen Vorhersagen darüber getroffen werden, welche Arten von Geometrien mit diesem weiterentwickelten Verfahren gedruckt werden können und welche Einschränkungen es dabei geben könnte.

    Betreuer/in: Alexander Wolf, M.A. Architekt

    Ausschreibung als

  • Masterarbeit

    Der Bausektor ist aufgrund der schieren Größe der Gebäude als Endprodukte einer der größten Abfallverursacher in der Europäischen Union. Ein großer Teil davon ist auf den Abriss von Gebäuden zurückzuführen, aber auch bei der Herstellung von Bauteilen fällt eine erhebliche Menge an Überschüssen und Abfällen an. Während neuartige Ansätze wie der „Kaltstein“ versuchen, gemahlene Keramik zu neuen Ziegeln zu recyceln, bleiben andere Reste weiterhin ungenutzt. Die Theis wird von der Hagemeister GmbH unterstützt, einem Ziegelhersteller, der ein großes Interesse daran hat, seine Prozesse und seine Produktion nachhaltiger zu gestalten.

    Ziel der Thesis ist es, zunächst die verschiedenen Arten von Abfällen und Überschüssen zu untersuchen, die bei der Ziegelherstellung anfallen. Außerdem muss ihr jährliches Aufkommen quantifiziert werden. In einem zweiten Schritt sollen verschiedene Strategien zur Aufwertung, Verkleinerung oder Wiederverwertung dieser Reste formuliert werden. Abhängig von den formulierten Strategien müssen Experimente durchgeführt werden, um das Konzept für einige der Strategien zu testen. Schließlich müssen Vorhersagen darüber getroffen werden, welche wirtschaftlichen und ökologischen Auswirkungen das Up-, Re- oder Downcycling der Produktionsreste haben könnte.

    Betreuer/in: Alexander Wolf, M.A. Architekt

    Ausschreibung als PDF

Energy Efficient Construction

  • Bachelorarbeit, Masterarbeit

    Die Bereitstellung von Ladeinfrastruktur leistet einen wichtigen Beitrag zur Mobilitätswende. Vor allem wenn die dafür notwendige Energie erneuerbare und lokale Quellen vorweisen kann. Im Zuge der „Energie-Akademie“ des Forschungsprojektes DELTA (Darmstädter Energie-Labor für Technologien in der Anwendung) entsteht am Standort Lichtwiese eine Raumstruktur aus Containern, die als Diskurs- und Experimentierraum dienen soll. Im räumlichen Kontext der Energie-Akademie entsteht zusätzlich ein „Sharing-Hub“ (Teilen – Leihen – Verschenken – Reparieren) mit einem Verleih für E-Lastenräder als Beitrag zur Mobilitätswende.

    Betreuer/innen: Henry Schneider , M.Sc., Joscha Reber , M.Sc.

    Ausschreibung als PDF

  • BIM-basierte Energieanalyse einer bestehenden Industriehalle

    BIM-based energy analysis of an existing industrial hall

    2022

    Bachelorarbeit, Masterarbeit

    Die Steigerung der Energieeffizienz- und Energieflexibilität großer Industriegebäude kann einen wichtigen Beitrag zur Erreichung der Klimaziele 2050 leisten. Der Einsatz der BIM-Methode als Datenquelle für Energieanalysen und thermische Simulationen sowie der kombinierte Einsatz verschiedener Software, kann zu verbesserten Arbeitsabläufen und einer höheren Genauigkeit der Modellierung, insbesondere bei komplizierten Raumverhältnissen, führen.

    Betreuer/innen: Yang Xue , M.Sc., Anja Schaffarczyk , M.Sc.

    Ausschreibung als PDF

  • Raumklimasimulation einer bestehenden Fabrikhalle auf Grundlage eines BIM-Modells

    Indoor environment simulation of an existing factory hall based on BIM model

    2022

    Bachelorarbeit, Masterarbeit

    Die Steigerung der Energieeffizienz- und Energieflexibilität großer Industriegebäude kann einen wichtigen Beitrag zur Erreichung der Klimaziele 2050 leisten. Der Einsatz der BIM-Methode als Datenquelle für Energieanalysen und thermische Simulationen sowie der kombinierte Einsatz verschiedener Software, kann zu verbesserten Arbeitsabläufen und einer höheren Genauigkeit der Modellierung, insbesondere bei komplizierten Raumverhältnissen, führen.

    Betreuer/innen: Yang Xue , M.Sc., Anja Schaffarczyk , M.Sc.

    Ausschreibung als PDF

  • Auswirkungen nachträglich eingebauter Sonnenschutzverglasung auf die thermische Behaglichkeit der Nutzer

    Effects of retrofitted sun protection glazing on the thermal comfort of the users

    2022

    Bachelorarbeit

    Die derzeit beim neuen Bauingenieurgebäude der TU Darmstadt genutzten Verschattungsmöglichkeiten genügen bei intensiver Sonneneinstrahlung nicht den Anforderungen der Nutzer. Eine neue Außenverschattung ist aufgrund der Fassadengestaltung des Gebäudes und zu erwartender Kosten derzeit nicht darstellbar. Insofern will die Bauverwaltung der TU Darmstadt punktuell eine neue Sonnenschutzverglasung mit fest angeordneten Lamellen im Scheibenzwischenraum testen, um eine mögliche Steigerung des Wohlbefindens der Nutzer zu identifizieren. Da das menschliche Wohlbefinden stark durch die Temperatur beeinflusst wird, sollen mit Hilfe von Temperaturloggern, einer Behaglichkeitssonde und einer Globe-Sonde Vergleichsmessungen in Räumen mit und ohne die neuen Sonnenschutzvarianten durchgeführt werden.

    Ziel dieser Bachelorthesis ist es, auf der Basis durchgeführter Temperatur- und Behaglichkeitsmessungen Rückschlüsse zu ziehen, ob und ggf. in welchem Umfang die neue Sonnenschutzverglasung eine Verbesserung des Wohlbefindens der Nutzer herbeiführt. Hierzu sind drei Testräume über einen bestimmten Zeitraum messtechnisch zu untersuchen. Ergänzend sind mit den Nutzern der Vergleichsräume Interviews zu führen und auszuwerten, um die aus den Zeitreihen abgeleiteten Ergebnisse zu stützen. Die allgemeine Vorgehensweise bei den angewandten Messungen ist schriftlich, in Form eines Leitfadens, sowie digital, anhand eines Lehrvideos, zu dokumentieren.

    Neben der schriftlichen Ausarbeitung der Arbeit (gedruckt in zweifacher Ausfertigung sowie zusätzlich in digitaler Form auf einem geeigneten Medium) sind im Rahmen eines 20-minütigen Vortrags die wesentlichen Inhalte der Arbeit zu präsentieren.

    Betreuer/innen: Vanessa Schneiker , M.Sc., Yang Xue , M.Sc.

    Ausschreibung als PDF

  • Digitale Ökobilanzierung von Fassaden im Industriesektor mit Hilfe von One Click LCA

    Digital life cycle analysis of facades in the industrial sector using One Click LCA

    2022

    Bachelorarbeit, Masterarbeit

    Der Gebäudesektor ist für über 35 % der globalen energiebezogenen Treibhausgasemissionen verantwortlich und bietet somit einen enormen Hebel zum umweltbewussten Umgang mit Ressourcen. Der hohe Ressourcenverbrauch während der Bauphase eines Gebäudes insbesondere der Gebäudehülle muss künftig auf das nötigste reduziert werden und erfordert somit neue Ansätze im Zuge der frühen Entwurfsphasen. Hierbei soll ein der Fokus beim ressourcensparenden und treibhausarmen Bauen liegen.

    Die Ökobilanzierung (auch als Lebenszyklusanalyse bekannt) stellt dabei eine Bewertungsmethode der Umweltwirkungen von Bauprodukten und Bauprozessen dar, die sich auf den gesamten Lebenszyklus eines Bauwerks bezieht (von der Herstellung über die Nutzung bis zum Rückbau). Bereits werden der frühen Planungsphasen können die Auswirkungen von Entwurfsvarianten (Diversität in Geometrie und Materialauswahl) untersucht werden. Dabei werden die hierfür notwendigen Informationen zu Materialien und Energieströme aus Umweltproduktdeklarationen (EPD) oder Datenbanken, wie z. B. der „Ökobaudat“ entnommen. Digitale Lebenszyklusanalysen können hierbei der Schlüssel für den künftigen Bau von ressourcensparenden Gebäuden sein. Mit dem Grasshopper-Plug-in One Click LCA bietet Rhino die Möglichkeit, solche Lebenszyklusanalysen mit dem CAD-Entwurf zu koppeln und zugleich Parametervariationen durchzuführen.

    Ziel dieser Thesis ist die digitale Ökobilanzierung von drei unterschiedlichen Industrie-Fassadentypen mit Hilfe des Grasshopper Plug-ins One Click LCA. Dabei soll identifiziert und in Grasshopper visualisiert werden, welche Fassade die ressourcenschonendere ist.

    Neben der schriftlichen Ausarbeitung der Arbeit (gedruckt in zweifacher Ausfertigung sowie zusätzlich in digitaler Form auf einem geeigneten Medium) sind im Rahmen eines 20-minütigen Vortrags die wesentlichen Inhalte der Arbeit zu präsentieren.

    Betreuer/in: Carina da Silva, M.Sc.

    Ausschreibung als PDF

  • Analyse und Optimierung eines geplanten Energiesystems im Ludwigshöhviertel

    Analysis and optimization of a planned energy system in the Ludwigshöhviertel

    2022

    Bachelorarbeit, Masterarbeit

    Auf dem ehemaligen Gelände der Cambrai-Fritsch-Kaserne und Jefferson-Siedlung im Süden Darmstadts entsteht das Ludwigshöhviertel in Form eines neuen Stadtquartiers für rund 3000 Einwohner:innen. Die Entwicklung eines solchen Quartiers mit zahlreichen Neubauten bietet großes Potenzial für die Erprobung innovativer und zukunftsfähiger (Wärme-)Versorgungskonzepte, die insbesondere in der Nutzungsphase möglichst geringe Treibhausgasemissionen aufweisen sollen. Die Bereitstellung von Wärme und Strom soll dabei durch Erdwärmesonden, Wärmepumpen, BHKWs, Photovoltaik und PVT-Anlagen erfolgen.

    Im Rahmen des Reallabors DELTA (Darmstädter Energie-Labor für Technologien in der Anwendung) wird aktuell das Gebäude- und Energiesystemmodell eines Quartierausschnitts im Simulationsprogramm Trnsys erstellt. Anhand dieses Modells sollen verschiedene energetische Analysen durchgeführt werden.

    Betreuer/innen: Xenia Kirschstein , M.Sc., Joscha Reber , M.Sc.

    Ausschreibung als PDF

  • Konzeptionierung und Auslegung von Lüftungsanlagen mit hoher Wärmerückgewinnung

    Conceptual design and layout of ventilation systems with high heat recovery

    2021

    Bachelorarbeit, Masterarbeit

    Die Konzeptionierung von Lüftungssystemen im mehrgeschossigen Wohnungsbau birgt ein großes Potenzial zur Energieeinsparung und zur Erhöhung des Wohnkomforts. Vor allem schlechtes Lüftungsverhalten führt zu einem deutlichen Anstieg der Wärmeverluste. Dennoch ist das Lüften der Räume sehr wichtig, da es der Schimmelbildung vorbeugt, die Frischluft das Wohlbefinden der Bewohner steigert, aber auch etwa die Konzentration von gesundheitsschädlichen Aerosolen oder Partikeln senkt. Wie lässt sich also ein hoher Nutzungskomfort mit einer guten Belüftung der Gebäude, bei gleichzeitig geringem Wärmeverlust gewährleisten?

    Im Rahmen des Neubaus des Darmstädter Ludwighöhviertels (ludwigshoehviertel.de) soll genau diese Problematik untersucht werden.

    Betreuer/innen: Anja Schaffarczyk , M.Sc., Joscha Reber , M.Sc.

    Ausschreibung als PDF

  • Hot-Box-Versuchsstand – Analyse des Messfehlers sowie Ableitung von Optimierungspotentialen zum Versuchsaufbau

    Hot-box test system – analysis of the measurement error as well as derivation of optimisation potentials for the test setup

    2021

    Masterarbeit

    Zur experimentellen Bestimmung des Wärmedurchgangskoeffizienten (U-Wert) von Bauteilen und Bauteilaufbauten gilt das Hot-Box-Verfahren gemäß EN ISO 8990 und DIN EN 1946-4 als Stan-dardverfahren. Hierbei wird das zu testende Bauteil zwischen zwei Klimakammern positioniert, welche auf unterschiedlichen, aber konstanten Temperaturen gehalten werden, sodass sich über das Bauteil ein Temperaturgradient einstellt. Auf Grund dieses Temperaturgradienten entsteht ein Wärmestrom durch das Bauteil, welcher mittels Wärmestrommessgeräten messtechnisch erfasst werden kann. Die Analyse und Evaluation dieses Wärmestromes erlauben im nächsten Schritt eine Bewertung des U-Wertes des untersuchten Bauteils.

    Betreuer/innen: Dr. Nadja Bishara , Carina da Silva, M.Sc.

    Ausschreibung als PDF

Paper in Construction

Zurzeit keine Einträge.