@phdthesis{Vogler,
  author    = {Vogler, Verena},
  title     = {A framework for artificial coral reef design: Integrating computational modelling and high precision monitoring strategies for artificial coral reefs - an Ecosystem-aware design approach in times of climate change},
  isbn      = {978-3-00-074495-2},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.4611},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20220322-46115},
  school      = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar},
  pages     = {243},
  abstract  = {Tropical coral reefs, one of the world's oldest ecosystems which support some of the highest levels of biodiversity on the planet, are currently facing an unprecedented ecological crisis during this massive human-activity-induced period of extinction. Hence, tropical reefs symbolically stand for the destructive effects of human activities on nature [4], [5]. Artificial reefs are excellent examples of how architectural design can be combined with ecosystem regeneration [6], [7], [8]. However, to work at the interface between the artificial and the complex and temporal nature of natural systems presents a challenge, i.a. in respect to the B-rep modelling legacy of computational modelling. The presented doctorate investigates strategies on how to apply digital practice to realise what is an essential bulwark to retain reefs in impossibly challenging times. Beyond the main question of integrating computational modelling and high precision monitoring strategies in artificial coral reef design, this doctorate explores techniques, methods, and linking frameworks to support future research and practice in ecology led design contexts. Considering the many existing approaches for artificial coral reefs design, one finds they often fall short in precisely understanding the relationships between architectural and ecological aspects (e.g. how a surface design and material composition can foster coral larvae settlement, or structural three-dimensionality enhance biodiversity) and lack an integrated underwater (UW) monitoring process. Such a process is necessary in order to gather knowledge about the ecosystem and make it available for design, and to learn whether artificial structures contribute to reef regeneration or rather harm the coral reef ecosystem. For the research, empirical experimental methods were applied: Algorithmic coral reef design, high precision UW monitoring, computational modelling and simulation, and validated through parallel real-world physical experimentation - two Artificial Reef Prototypes (ARPs) in Gili Trawangan, Indonesia (2012-today). Multiple discrete methods and sub techniques were developed in seventeen computational experiments and applied in a way in which many are cross valid and integrated in an overall framework that is offered as a significant contribution to the field. Other main contributions include the Ecosystem-aware design approach, Key Performance Indicators (KPIs) for coral reef design, algorithmic design and fabrication of Biorock cathodes, new high precision UW monitoring strategies, long-term real-world constructed experiments, new digital analysis methods and two new front-end web-based tools for reef design and monitoring reefs. The methodological framework is a finding of the research that has many technical components that were tested and combined in this way for the very first time. In summary, the thesis responds to the urgency and relevance in preserving marine species in tropical reefs during this massive extinction period by offering a differentiated approach towards artificial coral reefs - demonstrating the feasibility of digitally designing such 'living architecture' according to multiple context and performance parameters. It also provides an in-depth critical discussion of computational design and architecture in the context of ecosystem regeneration and Planetary Thinking. In that respect, the thesis functions as both theoretical and practical background for computational design, ecology and marine conservation - not only to foster the design of artificial coral reefs technically but also to provide essential criteria and techniques for conceiving them. Keywords: Artificial coral reefs, computational modelling, high precision underwater monitoring, ecology in design.},
  subject      = {Korallenriff},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Jakob2004,
  author    = {Jakob, Patrick},
  title     = {Die Bedeutung von klassischen Elementen in virtueller Architektur - Untersucht am Beispiel der Wand},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.651},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20050708-6849},
  school      = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar},
  year      = {2004},
  abstract  = {Die Dissertation exploriert und evaluiert die Definition einer Entsprechung der architektonischen Kategorie der Wand f{\"u}r virtuelle Architekturen. Es wird der Frage nachgegangen, inwieweit eine architektonische Strukturierung in der virtuellen Architektur fortzuf{\"u}hren ist, um Handlungs- und Kommunikationsstrukturen zu sichern. Der erste Teil motiviert die Arbeit und vermittelt die Grundlagen und Termini, die in einem direkten Zusammenhang mit der virtuellen Architektur verwendet werden. Der folgende Teil konzentriert sich ausschließlich auf die reale Architektur. Ausgehend vom Element der Wand wird, in einer analytischen und architekturtheoretischen Betrachtung, ein Modell von Raumkategorien entwickelt, welches im Hinblick auf die virtuelle Architektur von besonderer Bedeutung ist. Die aus der Analyse gewonnen Erkenntnisse in Form von Raumkategorien werden im dritten Teil aus der realen in die virtuelle Architektur {\"u}bertragen. Das folgende Kapitel beschreibt drei Experimente, die Fra-gen, Hypothesen und Ans{\"a}tze aus den vorangegangenen Kapiteln empirisch evaluieren. Im abschließenden Kapitel werden die Erkenntnisse der experimentellen Untersuchung im Kontext des architektonischen Gestaltens von virtuellen Architekturen diskutiert.},
  subject      = {Virtuelle Realit{\"a}t},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Regenbrecht2000,
  author    = {Regenbrecht, Holger},
  title     = {Faktoren f{\"u}r Pr{\"a}senz in virtueller Architektur},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.33},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20040216-359},
  school      = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar},
  year      = {2000},
  abstract  = {Die Dissertation adressiert das Gebiet der Entwicklung von (r{\"a}umlicher) Pr{\"a}senz in computer-generierten virtuellen Umgebungen im speziellen und virtueller Architektur im besonderen. Der erste Teil motiviert die Arbeit, f{\"u}hrt in die Terminologie ein und beschreibt die grundlegenden Prinzipien der virtuellen Realit{\"a}t (VR) und von VR-basierter Architektur. Der Schwerpunkt liegt auf sogenannten immersiven VR-Systemen. Der folgende Teil erarbeitet den theoretischen Hintergrund der Entwickling von Pr{\"a}senz unter besonderer Beachtung philosophischer und kognitiver Ans{\"a}tze. Ein eigenes Kapitel widmet sich der Klassifikation von Pr{\"a}senz-Faktoren unter dem Gesichtspunkt der praktischen Gestaltung virtueller Architektur. Letztendlich werden verschiedene empirische Untersuchungen vorgestellt, die die entwickelten Ansaetze evaluieren und beschreiben. Die Ergebnisse werden im Kontext des architektonischen Gestaltens diskutiert.},
  subject      = {Architektur},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Schneider,
  author    = {Schneider, Sven},
  title     = {Sichtbarkeitsbasierte Raumerzeugung - Automatisierte Erzeugung r{\"a}umlicher Konfigurationen in Architektur und St{\"a}dtebau auf Basis sichtbarkeitsbasierter Raumrepr{\"a}sentationen},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.2590},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20160613-25900},
  school      = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar},
  pages     = {225},
  abstract  = {Das Erzeugen r{\"a}umlicher Konfigurationen ist eine zentrale Aufgabe im architektonischen bzw. st{\"a}dtebaulichen Entwurfsprozess und hat zum Ziel, eine f{\"u}r Menschen angenehme Umwelt zu schaffen. Der Geometrie der entstehenden R{\"a}ume kommt hierbei eine zentrale Rolle zu, da sie einen großen Einfluss auf das Empfinden und Verhalten der Menschen aus{\"u}bt und nur noch mit großem Aufwand ver{\"a}ndert werden kann, wenn sie einmal gebaut wurde. Die meisten Entscheidungen zur Festlegung der Geometrie von R{\"a}umen werden w{\"a}hrend eines sehr kurzen Zeitraums (Entwurfsphase) getroffen. Fehlentscheidungen die in dieser Phase getroffen werden haben langfristige Auswirkungen auf das Leben von Menschen, und damit auch Konsequenzen auf {\"o}konomische und {\"o}kologische Aspekte. Mittels computerbasierten Layoutsystemen l{\"a}sst sich der Entwurf r{\"a}umlicher Konfigurationen sinnvoll unterst{\"u}tzen, da sie es erm{\"o}glichen, in k{\"u}rzester Zeit eine große Anzahl an Varianten zu erzeugen und zu {\"u}berpr{\"u}fen. Daraus ergeben sich zwei Vorteile. Erstens kann die große Menge an Varianten dazu beitragen, bessere L{\"o}sungen zu finden. Zweitens kann das Formalisieren von Bewertungskriterien zu einer gr{\"o}ßeren Objektivit{\"a}t und Transparenz bei der L{\"o}sungsfindung f{\"u}hren. Um den Entwurf r{\"a}umlicher Konfigurationen optimal zu unterst{\"u}tzen, muss ein Layoutsystem in der Lage sein, ein m{\"o}glichst großes Spektrum an Grundrissvarianten zu erzeugen (Vielfalt); und zahlreiche M{\"o}glichkeiten und Detaillierungsstufen zur Problembeschreibung (Flexibilit{\"a}t), sowie Mittel anzubieten, mit denen sich die Anforderungen an die r{\"a}umliche Konfiguration ad{\"a}quat beschreiben lassen (Relevanz). Bez{\"u}glich Letzterem spielen wahrnehmungs- und nutzungsbezogene Kriterien (wie z. B. Grad an Privatheit, Gef{\"u}hl von Sicherheit, Raumwirkung, Orientierbarkeit, Potenzial zu sozialer Interaktion) eine wichtige Rolle. Die bislang entwickelten Layoutsysteme weisen hinsichtlich Vielfalt, Flexibilit{\"a}t und Relevanz wesentliche Beschr{\"a}nkungen auf, welche auf eine ungeeignete Methode zur Repr{\"a}sentation von R{\"a}umen zur{\"u}ckzuf{\"u}hren sind. Die in einem Layoutsystem verwendeten Raumrepr{\"a}sentationsmethoden bestimmen die M{\"o}glichkeiten zur Formerzeugung und Problembeschreibung wesentlich. Sichtbarkeitsbasierte Raumrepr{\"a}sentationen (Sichtfelder, Sichtachsen, Konvexe R{\"a}ume) eignen sich in besonderer Weise zur Abbildung von R{\"a}umen in Layoutsystemen, da sie einerseits ein umfangreiches Repertoire zur Verf{\"u}gung stellen, um r{\"a}umliche Konfigurationen hinsichtlich wahrnehmungs- und nutzungsbezogener Kriterien zu beschreiben. Andererseits lassen sie sich vollst{\"a}ndig aus der Geometrie der begrenzenden Oberfl{\"a}chen ableiten und sind nicht an bestimmte zur Formerzeugung verwendete geometrische Objekte gebunden. In der vorliegenden Arbeit wird ein Layoutsystem entwickelt, welches auf diesen Raumrepr{\"a}sentationen basiert. Es wird ein Evaluationsmechanismus (EM) entwickelt, welcher es erm{\"o}glicht, beliebige zweidimensionale r{\"a}umliche Konfigurationen hinsichtlich wahrnehmungs- und nutzungsrelevanter Kriterien zu bewerten. Hierzu wurde eine Methodik entwickelt, die es erm{\"o}glicht automatisch Raumbereiche (O-Spaces und P-Spaces) zu identifizieren, welche bestimmte Eigenschaften haben (z.B. sichtbare Fl{\"a}che, Kompaktheit des Sichtfeldes, Tageslicht) und bestimmte Relationen zueinander (wie gegenseitige Sichtbarkeit, visuelle und physische Distanz) aufweisen. Der EM wurde mit Generierungsmechanismen (GM) gekoppelt, um zu pr{\"u}fen, ob dieser sich eignet, um in großen Variantenr{\"a}umen nach geeigneten r{\"a}umlichen Konfigurationen zu suchen. Die Ergebnisse dieser Experimente zeigen, dass die entwickelte Methodik einen vielversprechenden Ansatz zur automatisierten Erzeugung von r{\"a}umlichen Konfigurationen darstellt: Erstens ist der EM vollst{\"a}ndig vom GM getrennt, wodurch es m{\"o}glich ist, verschiedene GM in einem Entwurfssystem zu verwenden und somit den Variantenraum zu vergr{\"o}ßern (Vielfalt). Zweitens erlaubt der EM die Anforderungen an eine r{\"a}umliche Konfiguration flexibel zu beschreiben (unterschiedliche Maßst{\"a}be, unterschiedlicher Detaillierungsgrad). Letztlich erlauben die verwendeten Repr{\"a}sentationsmethoden eine Problembeschreibung vorzunehmen, die stark an der Wirkung des Raumes auf den Menschen orientiert ist (Relevanz). Die in der Arbeit entwickelte Methodik leistet einen wichtigen Beitrag zur Verbesserung evidenzbasierter Entwurfsprozesse, da sie eine Br{\"u}cke zwischen der nutzerorientierten Bewertung von r{\"a}umlichen Konfigurationen und deren Erzeugung schl{\"a}gt.},
  subject      = {Architektur},
  language  = {de}
}