Refine
Has Fulltext
- yes (59) (remove)
Document Type
- Article (24)
- Doctoral Thesis (20)
- Book (6)
- Bachelor Thesis (3)
- Conference Proceeding (3)
- Periodical (2)
- Working Paper (1)
Institute
- Institut für Strukturmechanik (ISM) (7)
- Junior-Professur Computational Architecture (7)
- In Zusammenarbeit mit der Bauhaus-Universität Weimar (6)
- Promotionsstudiengang Kunst und Design-Freie Kunst-Medienkunst (Ph.D) (6)
- F. A. Finger-Institut für Baustoffkunde (FIB) (5)
- Professur Denkmalpflege und Baugeschichte (4)
- An-Institute (2)
- Materialforschungs- und -prüfanstalt an der Bauhaus-Universität (2)
- Professur Baubetrieb und Bauverfahren (2)
- Professur Baumanagement und Bauwirtschaft (2)
- Professur Informatik im Bauwesen (2)
- Professur Tragwerkslehre (2)
- Professur Verkehrsplanung und Verkehrstechnik (2)
- Dozentur Film- und Medienwissenschaft (1)
- Internationales Kolleg für Kulturtechnikforschung und Medienphilosophie (IKKM) (1)
- Juniorprofessur Urban Energy Systems (1)
- Professur Bauformenlehre (1)
- Professur Biotechnologie in der Ressourcenwirtschaft (1)
- Professur Content Management und Webtechnologien (1)
- Professur Grundbau (1)
- Professur Informatik in der Architektur (1)
- Professur Medienmanagement (1)
- Professur Systeme der Virtuellen Realität (1)
- Professur Verkehrssystemplanung (1)
- Universitätsbibliothek (1)
Keywords
- Architektur (2)
- BIM (2)
- Building Information Modeling (2)
- Controlling (2)
- Entscheidungsunterstützung (2)
- Erdbau (2)
- Film (2)
- Finite-Elemente-Methode (2)
- Isovist (2)
- Kosten-Nutzen-Analyse (2)
- Kulturwissenschaft (2)
- Medienwissenschaft (2)
- Moderne (2)
- Raum (2)
- Silicate (2)
- Stadt (2)
- Stadtgestaltung (2)
- Verkehrssicherheit (2)
- Wasserglas (2)
- 3D (1)
- 3D User Interfaces and Interaction Techniques (1)
- 40 °C Nebelkammer (1)
- 60 °C-Betonversuch über Wasser (1)
- Adaptivität (1)
- Affekt (1)
- Aggregation (1)
- Aggregationsprozess (1)
- Alkali-Kieselsäure-Reaktion (1)
- Alkalisilicate (1)
- Alkalisilikat (1)
- Alkalisilikatsol (1)
- Ambiguität (1)
- Ampelmodell (1)
- Patent Application (1)
- Argumentation (1)
- Artistic Research (1)
- Atmosphäre (1)
- Ausdruck (1)
- Auslaugung (1)
- Auxiliary lane; Conflict Indexes; Road safety; Traffic Conflict Technique; U-turn (1)
- Batterie (1)
- Bauhaus-Universität Weimar (1)
- Bauinformatik (1)
- Beam-to-column connection; semi-rigid; flush end-plate connection; moment-rotation curve (1)
- Befinden (1)
- Beobachter (1)
- Beschleunigungsstreifen (1)
- Beton (1)
- Bimanual Interaction (1)
- Bindemittel (1)
- Biogasanlage (1)
- Breitbandausbau (1)
- Bridges (1)
- Brücke (1)
- Buch / Typografie (1)
- Buchdruck (1)
- Buchgestaltung (1)
- Buchkunst (1)
- CAAD (1)
- CAD (1)
- China (1)
- Coating (1)
- Cognitive design computing (1)
- Commercialization; Comprehencive; Memorlization; Renovation; Socialization (1)
- Computational Urban Design (1)
- Computational urban planning (1)
- Computer Supported Collaborative Work (1)
- Design-simulation-loop (1)
- Dielektrische Spektroskopie (1)
- Display Technoloy, Collaboration, Virtual Reality (1)
- Dissertation (1)
- Distributed computing (1)
- Dramaturgie (1)
- Emotion (1)
- Energieverbrauch (1)
- Entwurf (1)
- Entwurfsmethodik (1)
- Entwurfssystem (1)
- FIB-Klimawechsellagerung (1)
- Faserverbundschalentragwerk (1)
- Festphasen-Fermentation (1)
- Fiber Reinforced Composite (1)
- Finite Element Method (1)
- Flattern (1)
- Flexoelectricity (1)
- Flutter (1)
- Form optimization (1)
- Formoptimierung (1)
- Forschung (1)
- Fracture mechanics (1)
- GIS (1)
- Gefühl (1)
- Gel (1)
- Gelbildung (1)
- Geo-Statistical Analysis (1)
- Geografie (1)
- Geoinformationssystem (1)
- Gesicht (1)
- Glasfasernetze (1)
- Grafikdesign (1)
- Hate Speech (1)
- Heritage (1)
- Highway (1)
- Hochschule für Architektur und Bauwesen Weimar (1)
- Homogeneity (1)
- Homogenität (1)
- Human-Computer Interaction (HCI) (1)
- Hydrauliche Bindemittel (1)
- Hüttensand (1)
- Idealised urban unit model, Micro-climate simulations, Urban weather projections, Cities (1)
- Identifikation (1)
- Immobilieninvestments, Portfoliomanagement, Entscheidungsunterstützung, Multikriterielle Analyse, Outranking, ELECTRE, Planung, Controlling (1)
- Impedanzspektroskopie (1)
- Infrastrukturplanung (1)
- Inverse problems (1)
- Isogeometric Analysis (1)
- Japan (1)
- Japanischer Film (1)
- Kirchoff--love theory (1)
- Kire (1)
- Kollaborative Arbeit (1)
- Kostenoptimierung (1)
- Kritik (1)
- Kulturerbe (1)
- Kulturkreis (1)
- Kulturtechniken (1)
- Kunst (1)
- Künstlerische Forschung (1)
- Landschaft (1)
- Local maximum entropy approximants (1)
- MCDM (1)
- Mangel (1)
- Maschinelles Lernen (1)
- Medientechnologie (1)
- Mensch-Maschine-Interaktion (MMI) (1)
- Middle-ware (1)
- Mikroklima (1)
- Minderkostenberechnung (1)
- Minderung (1)
- Model assessment (1)
- Montage (1)
- Multiple comparative views (1)
- Mängel (1)
- NIÖ (1)
- Nachhaltigkeit (1)
- Nanostructures (1)
- Narrativität (1)
- Natriumchlorid (1)
- Neues Bauen (1)
- Observer (1)
- Optimierung (1)
- Optimization (1)
- Optimization problems (1)
- Organischer Abfall (1)
- PU Enrichment method (1)
- Parametrische Optimierung (1)
- Phase-field model (1)
- Physikalische Eigenschaft (1)
- Piezoelectricity (1)
- Planung (1)
- Porosität (1)
- Portfoliomanagement (1)
- Promotion (1)
- Renovierung (1)
- Richtlinien (1)
- Räumliche Konfiguration (1)
- Schaden (1)
- Schale (1)
- Schallemissionsanalyse (1)
- Schnitt (1)
- Sensitivity (1)
- Sichtbarkeit (1)
- Silikat (1)
- Simulation (1)
- Sol-Gel (1)
- Sozial (1)
- Soziales (1)
- Sozialisation (1)
- Space Syntax (1)
- Spezialtiefbau (1)
- Staat (1)
- Stadtforschung (1)
- Stadthotels; Energieeffizienz; Wirtschaftlichkeit (1)
- Stadtplanung (1)
- Stimmung (1)
- Structural Health Monitoring (1)
- Stütze (1)
- Suffosion (1)
- Surface effects (1)
- Technologies of Expression (1)
- Text Mining (1)
- Thermodynamic modeling (1)
- Thermodynamik (1)
- Thin shell (1)
- Tiefbau (1)
- Ton <Geologie> (1)
- Tradition (1)
- Tragfähigkeit (1)
- Träger (1)
- Typografie (1)
- Typografie / Narrativität (1)
- Uncertainty (1)
- Unsicherheit (1)
- Unternehmen (1)
- Urban Planning Tool (1)
- User Interfaces and Interaction Techniques (1)
- Vergabe- und Vertragsordnung für Bauleistungen (1)
- Verkehrsinfrastruktur (1)
- Versatz (1)
- Versatzstück (1)
- Visualisierung (1)
- WEB (1)
- Wassergehalt (1)
- Waterglass (1)
- Web (1)
- WebGL (1)
- Werkstoff (1)
- Wetter (1)
- Wiederverwendung (1)
- Wirtschaft (1)
- Worteinbettung (1)
- Wärmeleitfähigkeit (1)
- XFEM (1)
- Zeichnung (1)
- Zeitbereichsreflektometrie (1)
- adaptivity (1)
- backcasting (1)
- bodily self-consciousness; self-face identification; self–other distinction; visuo-spatial mechanisms (1)
- crack sensor; fibre optic sensor; humidity sensor; SHM (1)
- degree of reaction (1)
- depthmapx (1)
- design synthesis (1)
- evolutionary optimization (1)
- fiber-reinforced shell structures (1)
- grasshopper (1)
- hydration kinetics (1)
- interactive machine learning (1)
- künstlerischer Ausdruck (1)
- level set method (1)
- machine learning (1)
- multiple-criteria optimization (1)
- nanoreinforced composites (1)
- optimization (1)
- parametric design (1)
- parametric optimization (1)
- python (1)
- quaternary cement (1)
- space syntax (1)
- supplementary cementitious materials (1)
- sustainability (1)
- urban design (1)
- urban form; Geographical Information System;walking experience; isovists; logistic regression (1)
- water content measurement; TDR probe; clay-rock; dielectric spectroscopy; frequency domain finite element modeling (1)
- µ-3D Computertomografie (1)
- Ästhetik (1)
- Öffentlicher Sektor (1)
- Ökobilanz (1)
Year of publication
- 2016 (59) (remove)
Diese Veröffentlichung dokumentiert über einen Zeitraum von 50 Jahren die an unserer Hochschule entstandenen Dissertationen, deren Zahl sich auf 1100 beläuft. Damit werden ein wichtiger Teil der Hochschulgeschichte Weimars und zugleich ein Teil der Hochschulgeschichte der DDR aufgearbeitet. Die Bibliographie liefert Bausteine für eine Geschichte der Disziplinen und Fakultäten an der Weimarer Hochschule und darüber hinaus für eine Sozialgeschichte der Wissenschaftler in Thüringen. So hat z. B. eine Vielzahl der heute in leitender Stellung an der Universität Tätigen – sowohl Professoren als auch Mitarbeiter der Universitätsverwaltung – in Weimar promoviert. Das lässt sich auch ausdehnen auf Personen in führenden wissenschaftlichen, politischen oder wirtschaftlichen Positionen in der Region oder im Ort. Hier könnte die vorliegende Bibliographie Anstoß für weitere Forschungen geben.
A parametric method for building design optimization based on Life Cycle Assessment - Appendix
(2016)
The building sector is responsible for a large share of human environmental impacts, over which architects and planners have a major influence. The main objective of this thesis is to develop a method for environmental building design optimization based on Life Cycle Assessment (LCA) that is applicable as part of the design process. The research approach includes a thorough analysis of LCA for buildings in relation to the architectural design stages and the establishment of a requirement catalogue. The key concept of the novel method called Parametric Life Cycle Assessment(PLCA) is to combine LCA with parametric design. The application of this method to three examples shows that building designs can be optimized time-efficiently and holistically from the beginning of the most influential early design stages, an achievement which has not been possible until now.
Die vorliegende Arbeit fokussiert die Optimierung freigeformter adaptiver Faserverbundflächentragwerke auf Basis einer entwickelten und auf einem parametrischen Gesamtmodell basierenden Entwurfsmethode. Die Übertragung adaptiver, natürlich inspirierter Vorgänge stellt eine weitreichende Inspirationsquelle dar. Adaptive Tragwerke können unter Anwendung von Smart Materials als materialsparende, filigrane Tragwerke ausgeführt werden. Die Erfüllung der Grenzzustände der Tragfähigkeit und der Gebrauchstauglichkeit wird nicht allein über die Querschnittsabmessungen sichergestellt. Die notwendige Bauteilsteifigkeit kann vielmehr durch Eintragung von Aktivierungsenergie (Operational Energy) realisiert werden. Auf diese Weise kann die aufgrund der Bauteilabmessungen gebundene Energie (Embodied Energy) minimiert werden. Die entwickelte Entwurfsmethode ermöglicht die Auslegung und Optimierung materialminimierter Schalentragwerke in einem mehrstufigen Prozess. Hierbei wird aus tragwerksplanerischer Sicht die numerische Formfindung, die statische Berechnung und die Aktor- und Sensorpositionierung berechnet. Zudem werden Analysen hinsichtlich der Nachhaltigkeit auf Basis einer Lebenszyklusanalyse durchgeführt. Aufgrund der unterschiedlichen, sich aber gegenseitig beeinflussenden Kriterien, ist eine Optimierung durchzuführen. In der vorliegenden Arbeit wird ein Ansatz zur Definition zulässiger Ökobilanzkennwerte von Smart Materials auf Basis der Energiedifferenz zwischen einer passiven und einer adaptiven Struktur vorgestellt. Anhand dieser Kennwerte kann die Entwicklung zukünftiger Smart Materials unter dem Aspekt der ganzheitlichen Nachhaltigkeit erfolgen. Die Allgemeingültigkeit und Übertragbarkeit der Entwurfsmethode auf weitere Tragsysteme im Bauwesen und speziell anderer Materialkonstellationen wird anhand verschiedener Beispiele aufgezeigt.
Alles Heritage?
(2016)
Die Erweiterung des Denkmalbegriffs hat zu einer Expansion des Erinnerns, Schützens, Bewahrens und Tradierens auf alle Bereiche des Lebens geführt. Heute werden nicht nur Scheunen, Tankstellen und Großwohnsiedlungen als Teil des historischen Erbes unter Denkmalschutz gestellt, sondern auch kulturelle Praktiken und Bräuche zum „immateriellen“ Weltkulturerbe erklärt. Die Folge dieser als „Denkmal-Inflation“ kritisierten Entwicklung ist eine verschärfte Konkurrenz um Aufmerksamkeit und finanzielle Zuwendungen. Letzteres spiegelt sich nicht zuletzt in einer zunehmenden, maßgeblich von der Tourismusindustrie geförderten publikumswirksamen Inszenierung des Erbes.
Im Zeitalter der „Heritage Industry“ (Robert Hewison, 1987) bilden Kulturgüter aber nicht nur einen wichtigen Standortfaktor, sondern wird das „Erbe“ selbst zunehmend mittels internationaler Charten, Deklarationen, Plaketten und Social Media-Kampagnen konstruiert. Dies geschieht vorwiegend innerhalb eines anglophonen Diskurses, der aber an die deutschsprachigen begriffs- und ideengeschichtlich geprägten Diskussionen strenggenommen nicht anschlussfähig ist. Dort lässt sich ein – in einem ähnlichen Sinne umfassend zu nennender – Erbe-Begriff zwar bereits für die Heimatschutzbewegung konstatieren, eine fachlich ausdifferenzierte Denkmalpflege, wie wir sie heute
kennen, tut sich jedoch schwer, ein solches universelles Konzept zu integrieren. Während die „Heritagisierung“ durch internationale Organisationen zu einer Verschiebung des Fokus von Baudenkmalen hin zur allgemeinen Bewahrung von Kulturerbe führt (das immaterielle eingeschlossen, siehe etwa die Burra Charter), bleibt der Denkmal- und Erbe-Diskurs in den deutschsprachigen Ländern bislang klar auf Baudenkmale und städtebauliche Ensembles konzentriert. Letzteres zeigt sich auch im Vorfeld des European Cultural Heritage Year 2018, das in Deutschland im Gegensatz zu anderen europäischen Ländern maßgeblich von Denkmalschutzorganisationen getragen wird.
Die Wende hin zum Heritage lässt sich gleichermaßen bei neuen Forschungsfeldern und Ausbildungswegen der Denkmalpflege beobachten. So werden heute „Heritage Tourism“ und „Dark Heritage“ als spezifische Formen der „Denkmalnutzung“ untersucht und bilden – in Ergänzung zu den klassischen Disziplinen Kunstgeschichte, Architektur und Planung – „Heritage Management“ und „Heritage Studies“ grundständige Studiengänge. Letzteres gilt inzwischen auch für die deutschsprachigen Länder. Der Weg führt damit weg von der spezialisierten Kennerschaft zum Allrounder mit neuen Schwerpunkten auf Marketing, Verwaltung und Vermittlung. Mit Blick auf sozio-kulturelle Entwicklungen erweist sich, dass der Heritage-Begriff vor allem im ökonomischen und politischen Diskurs weitgehend affirmativ gebraucht wird. Heritage geht demnach mit einem gewissen moralischen wie missionarischen Impetus einher, verbunden mit einer (Kultur-)Politik der „Identitätsstiftung“. In Zeiten, in denen „Identität“ wieder als politisches Schlagwort im gesellschaftlichen Diskurs fungiert, scheint es um so wichtiger, die wissenschaftliche Beschäftigung mit Heritage, die zugrunde liegenden begrifflichen Konzepte und präskriptiven Programme, kritisch zu reflektieren.
Die Dissertation über „Ambiguität im zeitgenössischen Film – Flugversuche“ folgt der Spur einer populären narrativen Tendenz im Kino – nämlich der Mehrdeutigkeit – und zeichnet ihr dramaturgisches Potential, wie ihre ethischen (bzw. mikropolitischen) Implikationen nach. Um typische Muster in der Wahrnehmung mehrdeutiger Filmerzählungen zu beschreiben, die bereits auf der vorbewussten Ebene der Affekte wirksam sind, greife ich auf Begriffe der Prozessphilosophie Alfred North Whitehead’s zurück und auf ihre neueren Reformulierungen bei Gilles Deleuze und Brian Massumi. Ausgehend von Alejandro González Iñárritu’s "Babel" (2006) begibt sich der Leser im ersten Teil auf einen virtuellen Rundflug durch ausgewählte Filmbeispiele mit einem kulturellen Ankerpunkt im heutigen Japan. Im zweiten Teil beschreibe und reflektiere ich mein methodisches Vorgehen in den ersten Phasen der Stoffentwicklung zu einem suggestiven Spielfilmprojekt, und kontextualisiere es mit Interviews zeitgenössischer Autorenfilmer, die ähnliche Erzählweisen entwickeln.
Assessing Essential Qualities of Urban Space with Emotional and Visual Data Based on GIS Technique
(2016)
Finding a method to evaluate people’s emotional responses to urban spaces in a valid and objective way is fundamentally important for urban design practices and related policy making. Analysis of the essential qualities of urban space could be made both more effective and more accurate using innovative information techniques that have become available in the era of big data. This study introduces an integrated method based on geographical information systems (GIS) and an emotion-tracking technique to quantify the relationship between people’s emotional responses and urban space. This method can evaluate the degree to which people’s emotional responses are influenced by multiple urban characteristics such as building shapes and textures, isovist parameters, visual entropy, and visual fractals. The results indicate that urban spaces may influence people’s emotional responses through both spatial sequence arrangements and shifting scenario sequences. Emotional data were collected with body sensors and GPS devices. Spatial clustering was detected to target effective sampling locations; then, isovists were generated to extract building textures. Logistic regression and a receiver operating characteristic analysis were used to determine the key isovist parameters and the probabilities that they influenced people’s emotion. Finally, based on the results, we make some suggestions for design professionals in the field of urban space optimization.
The phenomenon of aerodynamic instability caused by the wind is usually a major design criterion for long-span cable-supported bridges. If the wind speed exceeds the critical flutter speed of the bridge, this constitutes an Ultimate Limit State. The prediction of the flutter boundary, therefore, requires accurate and robust models. The complexity and uncertainty of models for such engineering problems demand strategies for model assessment. This study is an attempt to use the concepts of sensitivity and uncertainty analyses to assess the aeroelastic instability prediction models for long-span bridges. The state-of-the-art theory concerning the determination of the flutter stability limit is presented. Since flutter is a coupling of aerodynamic forcing with a structural dynamics problem, different types and classes of structural and aerodynamic models can be combined to study the interaction. Here, both numerical approaches and analytical models are utilised and coupled in different ways to assess the prediction quality of the coupled model.
Die Arbeit »B+cher. Zwischen Lesen und Schauen – Über die narrative Eigenschaft von Typografie« beschreibt ein Spannungsfeld in der Arbeit von Typografinnen und Typografen, das sich zwischen den beiden Gegensätzen verdeutlicht, »Diener des Textes« (Jan Tschichold) zu sein oder aber sein (künstlerischer) Souverän. Es sind Facetten beschreibbar, die sich nicht nur anhand der fertigen Buchobjekte ablesen lassen, sondern den Arbeitsprozess von Kooperationen zwischen Autor*in und Gestalter*in in den Fokus nimmt, welche der Rezeption eines Textes durch seine besondere Gestaltung einen Mehrwert (»+«) verschaffen wollen.
»B+cher« bietet eine nicht nur für Gestalter*innen relevante Übersicht über Möglichkeiten und Chancen der Buchgestaltung, sondern liefert darüber hinaus der Literatur- und Kulturwissenschaft einen Beitrag zum Verständnis von künstlerischen Prozessen beim Schreiben und beim Gestalten von Büchern.
It's not uncommon that analysis and simulation methods are used mainly to evaluate finished designs and to proof their quality. Whereas the potential of such methods is to lead or control a design process from the beginning on. Therefore, we introduce a design method that move away from a “what-if” forecasting philosophy and increase the focus on backcasting approaches. We use the power of computation by combining sophisticated methods to generate design with analysis methods to close the gap between analysis and synthesis of designs. For the development of a future-oriented computational design support we need to be aware of the human designer’s role. A productive combination of the excellence of human cognition with the power of modern computing technology is needed. We call this approach “cognitive design computing”. The computational part aim to mimic the way a designer’s brain works by combining state-of-the-art optimization and machine learning approaches with available simulation methods. The cognition part respects the complex nature of design problems by the provision of models for human-computation interaction. This means that a design problem is distributed between computer and designer. In the context of the conference slogan “back to command”, we ask how we may imagine the command over a cognitive design computing system. We expect that designers will need to let go control of some parts of the design process to machines, but in exchange they will get a new powerful command on complex computing processes. This means that designers have to explore the potentials of their role as commanders of partially automated design processes. In this contribution we describe an approach for the development of a future cognitive design computing system with the focus on urban design issues. The aim of this system is to enable an urban planner to treat a planning problem as a backcasting problem by defining what performance a design solution should achieve and to automatically query or generate a set of best possible solutions. This kind of computational planning process offers proof that the designer meets the original explicitly defined design requirements. A key way in which digital tools can support designers is by generating design proposals. Evolutionary multi-criteria optimization methods allow us to explore a multi-dimensional design space and provide a basis for the designer to evaluate contradicting requirements: a task urban planners are faced with frequently. We also reflect why designers will give more and more control to machines. Therefore, we investigate first approaches learn how designers use computational design support systems in combination with manual design strategies to deal with urban design problems by employing machine learning methods. By observing how designers work, it is possible to derive more complex artificial solution strategies that can help computers make better suggestions in the future.
Previous publications about biochar in anaerobic digestion show encouraging results with regard to increased biogas yields. This work investigates such effects in a solid-state fermentation of bio-waste. Unlike in previous trials, the influence of biochar is tested with a setup that simulates an industrial-scale biogas plant. Both the biogas and the methane yield increased around 5% with a biochar addition of 5%-based on organic dry matter biochar to bio-waste. An addition of 10% increased the yield by around 3%. While scaling effects prohibit a simple transfer of the results to industrial-scale plants, and although the certainty of the results is reduced by the heterogeneity of the bio-waste, further research in this direction seems promising.
Jede Baumaßnahme ist durch einen Unikatcharakter geprägt. Individuelle Planung, Vergabe und Bauvorgänge stellen immer wieder aufs Neue eine große Herausforderung dar. Durch die sich teilweise sehr schnell ändernden Randbedingungen, müssen erarbeitete Abläufe häufig schnell geändert werden. Dies geschieht heutzutage meist auf Grundlage von Erfahrungen der am Bau Beteiligten. Auch bei bester Planung und Vorbereitung können Unwägbarkeiten den Bauprozess aufhalten. Das können ungeeigneter Baugrund, verschiedenste Hinderungen im Baufeld, schlechte Witterungsverhältnisse, Ausfälle von Maschinen, veränderte Zielsetzungen des Auftraggebers und vieles mehr sein. Dies führt zu Bauzeitverlängerungen und damit zu Kostensteigerungen.
Um diesen Problemen besser begegnen zu können und diesen komplexen und fehler-anfälligen Prozess zu unterstützen, sind ein verbesserter Informationsfluss, genauere Boden-aufschlüsse und eine exaktere Dimensionierung des einzusetzenden Gerätes notwendig.
Aus diesen Gründen ist der Einsatz von Building Information Modeling (BIM) sinnvoll. BIM bietet die Möglichkeit den Informationsfluss zu verbessern, die Datengenauigkeit zu erhöhen und Abläufe zu optimieren. Außerdem ermöglicht die Anwendung Planungsschritte miteinander zu verknüpfen, Kalkulationen zu vereinfachen und das Erstellen eines intelligenten Modells, das über den gesamten Lebenszyklus erweitert werden kann.
Die Maßnahmen des Spezialtiefbaus zählen zu den kostenintensivsten auf einer Baustelle. Großes Gerät und spezialisierte Firmen sind für eine erfolgreiche Durchführung unerlässlich. Da der Baugrund immer einen großen Unsicherheitsfaktor bildet, müssen geeignete, unterstützende Anwendungen zum Einsatz kommen. Hierfür bildet BIM eine geeignete Plattform. Protokolle, Maschinendaten und Kontrolldaten können hier webbasiert analysiert und für alle zugänglich gemacht werden, um zum einen die Transparenz zu steigern und zum anderen den Überblick, selbst bei hochkomplexen Bauvorhaben zu behalten.
In dieser Arbeit soll ein Überblick über die aktuelle Forschungssituation im Bereich Building Information Modeling im Erdbau, speziell im Spezialtiefbau, gegeben werden. Die Ergebnisse die mit Hilfe vorhandener Publikationen und Forschungsarbeiten verschiedener Universitäten und namhafter Forschungsgruppen zusammengetragen wurden sollen eine Grundlage für die weitere Forschung in diesem Bereich bilden. Über die Aufgabenstellung hinaus wird zusätzlich mit dem Softwareprogramm Revit 2014 ein Modell erstellt. Es wird versucht eine überschnittene Bohrpfahlwand zu modellieren und sie mit Parametern auszustatten. Zusammenfassend wird das Programm für den Einsatz bewertet.
Die meisten Baustellen bieten Optimierungspotential. Vor allem der Erdbau fordert durch seine hohe Dynamik und großen Unsicherheiten eine hohe Planungsleistung für jedes neue Projekt. Doch auch bei bester Planung und Vorbereitung kann der Bauprozess durch nicht vorhersehbare Einwirkungen aufgehalten werden. Dazu zählen Witterungseinflüsse, Baumaschinenausfälle, unvorhergesehene Bodenschichten und veränderte Zielsetzungen des Auftraggebers. Dies kann zu Störungen im Bauablauf führen, die eine Bauzeitverzögerung und eine Kostensteigerung nach sich ziehen. Um diese Probleme zu umgehen, sind ein verbesserter Informationsfluss, genaue Bodenaufschlüsse und eine exakte Dimensionierung des einzusetzenden Gerätes notwendig.
Hier kann Building Information Modeling (BIM) zum Einsatz kommen. Diese Anwendung bietet die Möglichkeit, die Datengenauigkeit zu erhöhen, den Informationsfluss auf der Baustelle zu verbessern, eine Informationsplattform für alle Beteiligten zu schaffen und die Abläufe transparent zu gestalten. Außerdem ermöglicht die Anwendung Planungsschritte miteinander zu verknüpfen, Kalkulationen zu vereinfachen und das Erstellen eines intelligenten Modells, das über den gesamten Lebenszyklus erweitert werden kann.
Die Grundlagen dieser Arbeit bilden die Begriffsdefinitionen zu Erdbau, Tiefbau und Building Information Modeling. Diese Arbeit setzt sich speziell mit Erdbauwerken und deren Sicherungsmaßnahmen auseinander. Darauf aufbauend wird im Rahmen einer Recherche der Forschungsstand im Bereich Building Information Modeling und Tiefbau zusammengefasst. Mit Hilfe einiger Forschungsbeiträge, -projekte, -verbände, Dissertationen und Anwendungsprogrammen wird ein Überblick geschaffen. Die Übersicht soll eine Grundlage für die weitere Forschung auf diesem Gebiet bilden. Abschließend findet eine Bewertung statt.
Über die Aufgabenstellung hinaus wird zusätzlich mit dem Softwareprogramm Revit 2014 ein Modell erstellt, um aufzuzeigen, dass das Potential auf Erdbaustellen mit BIM-Anwendungen besser ausgeschöpft werden kann. Es wird versucht eine Gabionenwand, eine Sicherungsmaßnahme von Erdbauwerken zu modellieren und sie mit Parametern auszustatten. Zusammenfassend wird das Programm für den Einsatz im Tiefbau bewertet.
Egypt is a nation of 4000 years of civilization, which was known for its ancient architecture that occupied the highest rank of importance, but how long will our neglected heritage sites survive in our recent era? This is a rising debate. This paper is based on a hypothesis whether the conservation of the neglected or isolated heritage sites, particularly in the inhabited areas, can bind the citizens to their past. For this reason, the research provides scenes of many applied conservation practices in other countries. The study calls for developing a new applied approach of conservation that takes the interaction between citizens and the city heritage zones into consideration.
The current study attempts to recognise an adequate classification for a semi-rigid beam-to-column connection by investigating strength, stiffness and ductility. For this purpose, an experimental test was carried out to investigate the moment-rotation (M-theta) features of flush end-plate (FEP) connections including variable parameters like size and number of bolts, thickness of end-plate, and finally, size of beams and columns. The initial elastic stiffness and ultimate moment capacity of connections were determined by an extensive analytical procedure from the proposed method prescribed by ANSI/AISC 360-10, and Eurocode 3 Part 1-8 specifications. The behaviour of beams with partially restrained or semi-rigid connections were also studied by incorporating classical analysis methods. The results confirmed that thickness of the column flange and end-plate substantially govern over the initial rotational stiffness of of flush end-plate connections. The results also clearly showed that EC3 provided a more reliable classification index for flush end-plate (FEP) connections. The findings from this study make significant contributions to the current literature as the actual response characteristics of such connections are non-linear. Therefore, such semirigid behaviour should be used to for an analysis and design method.
The key objective of this research is to study fracture with a meshfree method, local maximum entropy approximations, and model fracture in thin shell structures with complex geometry and topology. This topic is of high relevance for real-world applications, for example in the automotive industry and in aerospace engineering. The shell structure can be described efficiently by meshless methods which are capable of describing complex shapes as a collection of points instead of a structured mesh. In order to find the appropriate numerical method to achieve this goal, the first part of the work was development of a method based on local maximum entropy (LME)
shape functions together with enrichment functions used in partition of unity methods to discretize problems in linear elastic fracture mechanics. We obtain improved accuracy relative to the standard extended finite element method (XFEM) at a comparable computational cost. In addition, we keep the advantages of the LME shape functions,such as smoothness and non-negativity. We show numerically that optimal convergence (same as in FEM) for energy norm and stress intensity factors can be obtained through the use of geometric (fixed area) enrichment with no special treatment of the nodes
near the crack such as blending or shifting.
As extension of this method to three dimensional problems and complex thin shell structures with arbitrary crack growth is cumbersome, we developed a phase field model for fracture using LME. Phase field models provide a powerful tool to tackle moving interface problems, and have been extensively used in physics and materials science. Phase methods are gaining popularity in a wide set of applications in applied science and engineering, recently a second order phase field approximation for brittle fracture has gathered significant interest in computational fracture such that sharp cracks discontinuities are modeled by a diffusive crack. By minimizing the system energy with respect to the mechanical displacements and the phase-field, subject to an irreversibility condition to avoid crack healing, this model can describe crack nucleation, propagation, branching and merging. One of the main advantages of the phase field modeling of fractures is the unified treatment of the interfacial tracking and mechanics, which potentially leads to simple, robust, scalable computer codes applicable to complex systems. In other words, this approximation reduces considerably the implementation complexity because the numerical tracking of the fracture is not needed, at the expense of a high computational cost. We present a fourth-order phase field model for fracture based on local maximum entropy (LME) approximations. The higher order continuity of the meshfree LME approximation allows to directly solve the fourth-order phase field equations without splitting the fourth-order differential equation into two second order differential equations. Notably, in contrast to previous discretizations that use at least a quadratic basis, only linear completeness is needed in the LME approximation. We show that the crack surface can be captured more accurately in the fourth-order model than the second-order model. Furthermore, less nodes are needed for the fourth-order model to resolve the crack path. Finally, we demonstrate the performance of the proposed meshfree fourth order phase-field formulation for 5 representative numerical examples. Computational results will be compared to analytical solutions within linear elastic fracture mechanics and experimental data for three-dimensional crack propagation.
In the last part of this research, we present a phase-field model for fracture in Kirchoff-Love thin shells using the local maximum-entropy (LME) meshfree method. Since the crack is a natural outcome of the analysis it does not require an explicit representation and tracking, which is advantageous over techniques as the extended finite element method that requires tracking of the crack paths. The geometric description of the shell is based on statistical learning techniques that allow dealing with general point set surfaces avoiding a global parametrization, which can be applied to tackle surfaces of complex geometry and topology. We show the flexibility and robustness of the present methodology for two examples: plate in tension and a set of open connected
pipes.
Urban planning involves many aspects and various disciplines, demanding an asynchronous planning approach. The level of complexity rises with each aspect to be considered and makes it difficult to find universally satisfactory solutions. To improve this situation we propose a new approach, which complement traditional design methods with a computational urban plan- ning method that can fulfil formalizable design requirements automatically. Based on this approach we present a design space exploration framework for complex urban planning projects. For a better understanding of the idea of design space exploration, we introduce the concept of a digital scout which guides planners through the design space and assists them in their creative explorations. The scout can support planners during manual design by informing them about potential im- pacts or by suggesting different solutions that fulfill predefined quality requirements. The planner can change flexibly between a manually controlled and a completely automated design process. The developed system is presented using an exemplary urban planning scenario on two levels from the street layout to the placement of building volumes. Based on Self-Organizing Maps we implemented a method which makes it possible to visualize the multi-dimensional solution space in an easily analysable and comprehensible form.
This work presents a concept of interactive machine learning in a human design process. An urban design problem is viewed as a multiple-criteria optimization problem. The outlined feature of an urban design problem is the dependence of a design goal on a context of the problem. We model the design goal as a randomized fitness measure that depends on the context. In terms of multiple-criteria decision analysis (MCDA), the defined measure corresponds to a subjective expected utility of a user. In the first stage of the proposed approach we let the algorithm explore a design space using clustering techniques. The second stage is an interactive design loop; the user makes a proposal, then the program optimizes it, gets the user’s feedback and returns back the control over the application interface.
Die vorliegende Arbeit untersucht das Potential von Webanwendungen in 3D zur Vermittlung von Informationen im Allgemeinen und zur Darstellung von städtebaulichen Zusammenhängen im Speziellen.
Als grundlegender Faktor der visuellen und funktionalen Qualität - welche die Wahrnehmung des Nutzers direkt beeinflusst -, erfolgt die Bewertung der Machbarkeit von 3D Webinhalten unter Anwendung einer explorativen, qualitativen Evaluierung von Webagenturen.
Darauf aufbauend wird das Potential von 3D Webanwendungen aus Nutzerperspektive untersucht, um Zusammenhänge herstellen zu können: einerseits zwischen der Machbarkeit bei der Entwicklung und anderseits die Akzeptanzkriterien beim Rezipienten betreffend.
Die empirische Studie, die mit dem Forschungspartner Bosch für diese Arbeit modelliert wurde, eruiert zum einen, inwiefern 3D im Vergleich zu 2D und 2,5D, und zum anderen WebGL im Vergleich zu bisherigen 3D Webtechnologien die visuelle Wahrnehmung und kognitive Leistungsfähigkeit des Nutzers beeinflusst.
Die Erkenntnisse der Untersuchung zeigen Parallelen zu bestehenden Studien aus web-fernen Bereichen.
Um die Bedeutung von 3D Webanwendungen zur Verbesserung von Entscheidungsprozessen in Stadtplanungsprojekten ableiten zu können, werden Aspekte zur Interaktion und visuellen Wahrnehmung in den speziellen Kontext von Stadtplanungswerkzeugen gebracht. Dabei wird überprüft, ob sich web-basierte 3D Visualisierungen sinnvoll zur Vermittlung städtebaulicher Zusammenhänge einbinden lassen und inwieweit bestehende Projekte, wie in dieser Arbeit beispielhaft das vom Fraunhofer IGD entwickelte Forschungsprojekt urbanAPI, die Technologie WebGL nutzen können.
Vor diesem Hintergrund soll die Arbeit Akzeptanzkriterien und Nutzungsbarrieren von 3D Webanwendungen auf Basis der Technologie WebGL identifizieren, um einen Beitrag zur Machbarkeit von Webanwendungen und zur Entwicklung entsprechender Stadtplanungswerkzeuge zu leisten.
Einfluss der Porosität von Beton auf den Ablauf einer schädigenden Alkali-Kieselsäure-Reaktion
(2016)
Der Dissertation liegt die Frage zugrunde, welchen Einfluss die Porosität von Beton auf den Ablauf einer schädigenden AKR hat. Insbesondere soll geklärt werden, ob der Einsatz von Gleitschalungsfertigern – anstelle von klassischen schienengeführten Betondeckenfertigern – und die damit verbundene verringerte Porosität der Betone den Ablauf einer schädigenden AKR begünstigt. Eine verringerte Porosität führt zu einer reduzierten Duktilität des Betons, so dass infolge AKR entstehende Zugspannungen schlechter abgebaut werden können. Weiterhin steht ein geringerer Expansionsraum für das entstehende AKR-Gel zur Verfügung. Diese Faktoren können den Ablauf einer AKR begünstigen. Allerdings können extern anstehende Alkalien schlechter in den Beton mit einer verringerten Porosität eindringen. Ferner wird die Diffusion der Alkalien zu den potenziell reaktiven Gesteinskörnungen verlangsamt.
Zur Beantwortung der aufgeworfenen Frage wird unter Einsatz einer neuartigen Prüfmethodologie und bei variierender Porosität untersucht, welche Schädigungsparameter maßgebend für den Ablauf und die Intensität einer schädigenden AKR sind. Die berücksichtigten Schädigungsparameter sind die mechanischen Eigenschaften des Betons, der zur Verfügung stehende Expansionsraum und die im Beton ablaufenden Transportvorgänge. Um den Einfluss der jeweiligen Schädigungsparameter spezifizieren zu können, gehen die Prüfungen einerseits von einem hohen internen und andererseits von einem hohen externen AKR-Schädigungspotenzial aus. In beiden Fällen erfolgen die Untersuchungen an langsam reagierenden alkaliempfindlichen Gesteinskörnungen. Die unterschiedlichen Porositäten ergeben sich hauptsächlich durch Variation des w/z-Wertes.
Bei dem hohen internen AKR-Schädigungspotenzial stehen die mechanischen Eigenschaften und der Expansionsraum im Vordergrund; außerdem ist der Einfluss der Zugabe eines LP-Bildners zu analysieren. Um ein hohes internes AKR-Schädigungspotenzial zu erreichen, kommt bei der Herstellung der Betonprobekörper ein Zement mit einem hohen Alkaligehalt zum Einsatz. Die Betonprobekörper werden der 40 °C-Nebelkammerlagerung und dem 60 °C-Betonversuch über Wasser unterzogen. Dabei findet eine neue Prüfmethodologie Anwendung, die der kontinuierlichen Messung der Dehnung und der ablaufenden Erhärtungs- und Rissbildungsprozesse dient. Diese Prüfmethodologie umfasst die Messung der Ultraschallgeschwindigkeit, die Schallemissionsanalyse und die µ-3D-Computertomografie.
Hingegen richtet sich der Fokus bei dem hohen externen AKR-Schädigungspotenzial auf die Transportvorgänge. Zur Provokation eines hohen externen AKR-Schädigungspotenzials werden die Probekörper der FIB-Klimawechsellagerung ausgesetzt.
Broadband electromagnetic frequency or time domain sensor techniques present high potential for quantitative water content monitoring in porous media. Prior to in situ application, the impact of the relationship between the broadband electromagnetic properties of the porous material (clay-rock) and the water content on the frequency or time domain sensor response is required. For this purpose, dielectric properties of intact clay rock samples experimental determined in the frequency range from 1 MHz to 10 GHz were used as input data in 3-D numerical frequency domain finite element field calculations to model the one port broadband frequency or time domain transfer function for a three rods based sensor embedded in the clay-rock. The sensor response in terms of the reflection factor was analyzed in time domain with classical travel time analysis in combination with an empirical model according to Topp equation, as well as the theoretical Lichtenecker and Rother model (LRM) to estimate the volumetric water content. The mixture equation considering the appropriate porosity of the investigated material provide a practical and efficient approach for water content estimation based on classical travel time analysis with the onset-method. The inflection method is not recommended for water content estimation in electrical dispersive and absorptive material. Moreover, the results clearly indicate that effects due to coupling of the sensor to the material cannot be neglected. Coupling problems caused by an air gap lead to dramatic effects on water content estimation, even for submillimeter gaps. Thus, the quantitative determination of the in situ water content requires careful sensor installation in order to reach a perfect probe clay rock coupling.
In this work different fibre optic sensors for the structural health monitoring of civil engineering structures are reported. A fibre optic crack sensor and two different fibre optic moisture sensors have been designed to detect the moisture ingress in concrete based building structures. Moreover, the degeneration of the mechanical properties of optical glass fibre sensors and hence their long-term stability and reliability due to the mechanical and chemical impact of the concrete environment is discussed as well as the advantage of applying a fibre optic sensor system for the structural health monitoring of sewerage tunnels is demonstrated.
The described study aims to find correlations between urban spatial configurations and human emotions. To this end, the authors measured people’s emotions while they walk along a path in an urban area using an instrument that measures skin conductance and skin temperature. The corresponding locations of the test persons were measured recorded by using a GPS-tracker (n=13). The results are interpreted and categorized as measures for positive and negative emotional arousal. To evaluate the technical and methodological process. The test results offer initial evidence that certain spaces or spatial sequences do cause positive or negative emotional arousal while others are relatively neutral. To achieve the goal of the study, the outcome was used as a basis for the study of testing correlations between people’s emotional responses and urban spatial configurations represented by Isovist properties of the urban form. By using their model the authors can explain negative emotional arousal for certain places, but they couldn’t find a model to predict emotional responses for individual spatial configurations.
Problem definition and research objectives
1. The production of Portland cement clinker causes approx. 5% to 8% of the annual man-made CO2 emissions. This is due to the usage of mainly fossil fuel (approx. 40 % of the total CO2) and because of the decarbonation of limestone as a main component of the raw meal (approx. 60 % of the total CO2).
2. Various strategies are applied in order to reduce the green-house gas-emissions, such as optimizing the process of clinker production, the use of alternative fuel and the partial substitution of the clinker in blended cement by so-called SCM (supplementary cementitious materials). Hereby blast-furnace slag, fly ash and limestone are the most used materials.
3. Quaternary systems containing three SCM simultaneously besides Portland cement contribute to the reduction of CO2 emissions due to the decrease of the clinker content. In addition, such systems allow to use blast-furnace slag and fly ash in the most economical way and provide the possibility to account for shortages of SCM on the market.
4. Blast-furnace slag and fly ash show similarities in their principal chemical compositions such that similar hydrates are formed during their reaction in presence of Portland cement. Compared to ternary systems based on blast-furnace slag or fly ash besides limestone, quaternary systems that contain both, blast-furnace slag and fly ash, simultaneously besides limestone, are expected to perform similar in terms of phase assemblage and strength development.
5. The use of SCM as cement replacing materials is limited due to their generally slower reaction compared to neat cement which also leads to lower strength development, especially in the early stage of the hydration up to 28 d. To account for this it is necessary to study the reactivity of SCM such as blast-furnace slag and fly ash in detail in order to develop strategies to enhance the reactivity and thereby the strength development of SCM-containing systems.
6. The early hydration of clinker phases is studied in detail, mainly in diluted systems. It is unclear if processes that were found to control the reaction of such model systems are also prevailing in concentrated cement pastes under realistic water-to-solid ratios. Deeper insight to this aspect is needed to better understand interactions of neat Portland cement and SCM in the first hours of hydration.
State-of-the-art
7. Increasing Ca-concentrations lead to decreasing dissolution rates of C3S and C2S in diluted systems.
8. The hydration kinetics of C3S is controlled by the interplay of undersaturation with respect to C3S and oversaturation with respect to C-S-H.
9. Increasing Al-concentrations lead to a retardation of the hydration of C3S. It is unclear if the uptake of aluminum in C-S-H to form C-(A)-S-H which has a significantly lower growth rate than pure C-S-H or a retarding effect of Al on the dissolution of C3S causes this phenomenon.
10. The surface of limestone provides excellent conditions for the nucleation and growth of C-S-H such that significantly more C-S-H nuclei are formed in presence of limestone compared to other SCM.
11. The reactivity of blast-furnace slag and fly ash depends on the particle size as well as on the intrinsic reactivity of especially the amorphous phases.
12. An increase in network modifying oxides (e.g. CaO) in the chemical composition of amorphous (calcium)aluminosilicates leads to an increasingly depolymerized network which in turn causes increasing reactivity. The role of amphoteric oxides (Al2O3, Fe2O3) that can be present as network modifying oxides as well as network forming oxides is not completely solved.
13. CO2-containing AFm-phases are thermodynamically more stable than monosulfoaluminate. This indirectly stabilizes the voluminous ettringite which causes a higher total volume of hydrates and lower porosity whereby higher compressive strength is reached.
14. Only a few percent of limestone in blended cement reacts chemically dependent on the Al2O3 available for reaction. Al2O3 that is provided by the reaction of Portland cement but also by the dissolution of SCM, especially by fly ash, reacts to form hemicarboaluminate which is transformed to monocarboaluminate as the hydration proceeds.
Methodology
15. The influence of SCM on the early hydration of Portland cement in binary (including blast-furnace slag or fly ash or limestone or quartz) and ternary (including fly ash and limestone) systems was investigated applying isothermal calorimetry and analysis of the pore solution chemistry. Calculated saturation indices and solubility products of relevant phases were correlated with heat development. Based on the gained data it was reviewed if mechanisms that control the hydration of pure phases in diluted systems are also prevailing in cement pastes under realistic conditions.
16. The influence of the chemical composition of synthetic glasses on their dissolution at high pH was investigated in highly diluted systems using ion chromatography. Pozzolanity tests were conducted on pastes using simplified model systems and glass-blended Portland cements. The process of the glass dissolution was investigated by isothermal calorimetry and by thermogravimetry. Correlation of experimentally determined total bound water with bound water determined by mass balance calculations as a function of amount of glass reacted allowed to estimate the degree of glass reaction in the pastes. Further on selective dissolution experiments were carried out to crosscheck the results of the bound water/mass balance approach.
17. The reaction kinetics of quaternary pastes containing blast-furnace slag and fly ash simultaneously in the presence of limestone were investigated up to 28 d using isothermal calorimetry and chemical shrinkage measurements. In addition strength tests on mortar bars were carried out.
18. Pastes of quaternary blends were also investigated in terms of hydrate assemblage at ages of up to 182 d. Thermodynamic calculations regarding total volume of hydrates as a function of limestone and fly ash/blast-furnace slag content were conducted. The calculations were supported by thermogravimetric determination of bound water and portlandite content as well as qualitative X-ray diffraction. The results were correlated with strength tests on mortar bars.
19. The pore solutions of hydrated quaternary blends were extracted and investigated by means of ion chromatography at ages of up to 728 d. Based on the ion concentrations in the solutions saturation indices were calculated for relevant phases. In order to gain better insight to the blast-furnace slag reaction sulphate speciation was carried out at two blast furnace slag levels (20 and 30 wt.%) for selected samples up to 91 d of hydration and at 91 d for the whole matrix under investigation.
Main results
20. Investigations on the early hydration kinetics of binary systems showed a higher heat flow in presence of SCM compared to neat Portland cement. This is caused by the higher surface area that is available for the nucleation of hydrates and by the lower (over)saturation with respect to C-S-H. An increase in the Ca-concentration in the pore solution did not cause lower dissolution rates of C3S as was reported for pure phases in diluted systems. The highest dissolution was observed in the presence of limestone, i.e. at the highest Ca-concentration. The general trend of the reaction rate is inversely related to the degree of undersaturation with respect to C3S. The more undersaturated the faster the observed reaction. The presence of increasing Al-concentrations caused a retardation of the reaction which is in line with investigations on pure phases in diluted systems. Higher sulphate concentrations could be detected for the fly ash containing blend which possibly hindered ettringite precipitation and results in higher Al-concentrations. Correspondingly the low sulphate concentrations lead to lower Al-concentrations in the presence of quartz, blast-furnace slag and limestone compared to fly ash.
21. The early hydration kinetics of quaternary systems is significantly accelerated in the presence of limestone while fly ash leads to retardation. Compared to reference systems containing inert quartz, investigations by means of isothermal calorimetry and chemical shrinkage revealed an acceleration caused by blast-furnace slag. Additions of fly ash, limestone or mixtures thereof introduced another acceleration but differences are too small to be significant and clear distinguishing between the various SCM is not possible.
22. Investigations on the reactivity of synthetic glasses showed that increasing amounts of network modifying oxides caused an increase in reactivity and dissolution rates. The results reveal that Al2O3 acts mainly as network modifying oxide in all investigated glasses. Experimentally determined bound water (thermogravimetric experiments) in model systems and blended cements can be compared with bound water determined by mass balance calculations carried out as a function of the amount of glass reacted. This enables to estimate the degree of glass reaction.
23. The actual content of blast-furnace slag, fly ash or limestone does not exert significant influence on the development of compressive strength up to 7 d. At later ages thermodynamic calculations predict a degree of CaCO3 reaction of 2 to 5 wt.%. This leads to the formation of hemicarbonate and monocarbonate whereby ettringite is indirectly stabilized. As a result the total amount of solids is increased and compressive strength shows a slight maximum. Hereby the degree of CaCO3 reaction depends on the Al2O3 available for reaction which is not only provided by the dissolution of Portland cement but especially by the dissolution of the fly ash.
24. In general the presence of blast-furnace slag and fly ash in the presence of limestone exerts little influence on the hydrate assemblage. The substitution of some of the blast-furnace slag by fly ash leads to a slight decrease of portlandite and C-S-H and gives rise to the formation of more monocarbonate and hemicarbonate. Portlandite is consumed in a pozzolanic reaction with the fly ash whereby C-S-H is formed. However, the low reactivity of the fly ash causes a decrease in the amount of C-S-H formed. Thereby a lower total volume of hydrates is generated which is in line with slightly lower compressive strength in case of increasing fly ash content. The overall influence is small and all systems investigated reach strength class 42.5 N according to EN 196-1.
25. Corresponding to the investigations of the hydrate assemblage the pore solution chemistry of quaternary systems showed only small variations. Depending on the fly ash content the highest variations are observed for aluminium, i.e. increasing fly ash content leads to higher Al-concentrations. Another effect of increasing fly ash contents is an increasing undersaturation with respect to portlandite and a decreasing undersaturation with respect to strätlingite indicating the dissolution of portlandite.
26. The total concentration of sulfur in the pore solution is controlled by sulphate (SO42–) while the concentrations of sulphite (SO32–) and thiosulphate (S2O32–) were very low. Up to 2 d of hydration about 90 % of the total sulphur is present as SO42–. After 91 d this value is reduced to about 36 % while about 28 % are present as S2O32–. In general higher blast-furnace slag content leads to higher concentrations of sulphite and thiosulphate after 7 d.
Looking at our face in a mirror is one of the strongest phenomenological experiences of the Self in which we need to identify the face as reflected in the mirror as belonging to us. Recent behavioral and neuroimaging studies reported that self-face identification not only relies upon visual-mnemonic representation of ones own face but also upon continuous updating and integration of visuo-tactile signals. Therefore, bodily self-consciousness plays a major role in self-face identification, with respect to interplay between unisensory and multisensory processing. However, if previous studies demonstrated that the integration of multisensory body-related signals contributes to the visual processing of ones own face, there is so far no data regarding how self-face identification, inversely, contributes to bodily self-consciousness. In the present study, we tested whether selfother face identification impacts either the egocentered or heterocentered visuo-spatial mechanisms that are core processes of bodily self-consciousness and sustain selfother distinction. For that, we developed a new paradigm, named Double Mirror. This paradigm, consisting of a semi-transparent double mirror and computer-controlled Light Emitting Diodes, elicits selfother face merging illusory effect in ecologically more valid conditions, i.e., when participants are physically facing each other and interacting. Self-face identification was manipulated by exposing pairs of participants to an Interpersonal Visual Stimulation in which the reflection of their faces merged in the mirror. Participants simultaneously performed visuo-spatial and mental own-body transformation tasks centered on their own face (egocentered) or the face of their partner (heterocentered) in the pre- and post-stimulation phase. We show that selfother face identification altered the egocentered visuo-spatial mechanisms. Heterocentered coding was preserved. Our data suggest that changes in self-face identification induced a bottom-up conflict between the current visual representation and the stored mnemonic representation of ones own face which, in turn, top-down impacted bodily self-consciousness.
Im Kontext
(2016)
Die etymologische Herkunft des Wortes Kontext findet sich im lateinischen Begriff contexere, bedeutet somit zusammenweben, zusammenflechten. Während die immanente Deutung, z.B. eines Bildes oder einer Architektur, auf formale oder symbolische Aspekte und deren Verbindung zueinander abzielt, wird bei einer kontextuellen Betrachtungsweise der Blick außerhalb des Werkrahmens gelenkt. Etwas im Kontext zu betrachten bestimmt das Verständnis von Äußerungen und Gegenständen, da Zusammenhänge und Beziehungen sichtbar gemacht und aktiv hergestellt werden. Ein umfassenderer Blick wird gewährleistet, der das Objekt vielleicht in einem neuen Licht erscheinen lässt, oder aber auch die dazugehörige Umgebung. Nicht nur der Standpunkt der Betrachtung, auch wie nah oder fern man dem Betrachtungsgegenstand kommt, welchen Ausschnitt man wählt, aus welchem Erfahrungshorizont man an ihn herantritt – all dies beeinflusst letztlich das Ergebnis, sei es einer Deutung oder einer neuen Architektur, eines neuen Stadtteils etc. Der Kontext ist somit kein abgeschlossenes Konstrukt.
„Im Kontext“ ist ein Begriff, der gerade in Architektur und Städtebau von zentraler Bedeutung ist, und vielleicht gerade deshalb gewisse Abnutzungserscheinungen zeigt. Die Frage, inwiefern sich Neubauten in den architektonischen, stadträumlichen oder auch naturräumlichen „Kontext“ fügen (sollten), ist ein immer wiederkehrendes Thema in Architektur und Städtebau, über das leidenschaftlich gestritten wird und wurde. Heutzutage, wo es kaum noch Freiflächen gibt, steht alles in irgendeinem Kontext oder soll zumindest in diesem betrachtet werden. Wird in einer (historischen) Stadt eine Lücke geschlossen, so muss sich das Implantat „in den Kontext“ fügen, sei es architektonisch, räumlich, inhaltlich, historisch, konstruktiv, emotional, theoretisch… Hier hat der Kontext sicherlich auch seine Grenzen. Die Suche nach dem genius loci, nach einer Eigenart des Ortes, nach Traditionen und Kontinuität wird an manchen Orten, die bereits, um die berühmte Metapher Freuds zu bemühen, als Palimpsest erscheinen, geradezu zu einem Manierismus. "Im Kontext" darf also durchaus kritisch hinterfragt werden. Doch können wir deshalb auf die Frage nach dem Kontext verzichten? Gerade, wenn in der Gegenwart die historischen Zusammenhänge verloren zu gehen scheinen, wenn Bedeutungen losgelöst werden von ihrem historischen Gewordensein, kann es wichtig sein, diese wieder zu verankern.
Piezoelectric materials are used in several applications as sensors and actuators where they experience high stress and electric field concentrations as a result of which they may fail due to fracture. Though there are many analytical and experimental works on piezoelectric fracture mechanics. There are very few studies about damage detection, which is an interesting way to prevent the failure of these ceramics.
An iterative method to treat the inverse problem of detecting cracks and voids in piezoelectric structures is proposed. Extended finite element method (XFEM) is employed for solving the inverse problem as it allows the use of a single regular mesh for large number of iterations with different flaw geometries.
Firstly, minimization of cost function is performed by Multilevel Coordinate Search (MCS) method. The XFEM-MCS methodology is applied to two dimensional electromechanical problems where flaws considered are straight cracks and elliptical voids. Then a numerical method based on combination of classical shape derivative and level set method for front propagation used in structural optimization is utilized to minimize the cost function. The results obtained show that the XFEM-level set methodology is effectively able to determine the number of voids in a piezoelectric structure and its corresponding locations.
The XFEM-level set methodology is improved to solve the inverse problem of detecting inclusion interfaces in a piezoelectric structure. The material interfaces are implicitly represented by level sets which are identified by applying regularisation using total variation penalty terms. The formulation is presented for three dimensional structures and inclusions made of different materials are detected by using multiple level sets. The results obtained prove that the iterative procedure proposed can determine the location and approximate shape of material subdomains in the presence of higher noise levels.
Piezoelectric nanostructures exhibit size dependent properties because of surface elasticity and surface piezoelectricity. Initially a study to understand the influence of surface elasticity on optimization of nano elastic beams is performed. The boundary of the nano structure is implicitly represented by a level set function, which is considered as the design variable in the optimization process. Two objective functions, minimizing the total potential energy of a nanostructure subjected to a material volume constraint and minimizing the least square error compared to a target
displacement, are chosen for the numerical examples. The numerical examples demonstrate the importance of size and aspect ratio in determining how surface effects impact the optimized topology of nanobeams.
Finally a conventional cantilever energy harvester with a piezoelectric nano layer is analysed. The presence of surface piezoelectricity in nano beams and nano plates leads to increase in electromechanical coupling coefficient. Topology optimization of these piezoelectric structures in an energy harvesting device to further increase energy conversion using appropriately modified XFEM-level set algorithm is performed .
Der Bedarf an leistungsfähigen Hochgeschwindigkeits-Glasfasernetzen ist in den letzten Jahren, insbesondere aufgrund der zunehmenden Nutzung von Internet-basierten Diensten, rapide gestiegen. Eine umfassende Planung von neu zu errichtenden Glasfasernetzen im Sinne eines kostengünstigen Breitbandausbaus ist jedoch häufig mit hohem Aufwand verbunden. Die Auswahl möglicher Kabelwege und die anschließende Kalkulation der Installationskosten werden heute in der Regel durch computerbasierte Verfahren unterstützt, wobei allerdings die Installationspläne und die Installationskosten getrennt voneinander dargestellt werden, was wiederum die computergestützte Planung sowie weitere Optimierungsansätze erschwert. Dieses Arbeitspapier beschreibt ein Konzept für ein modulares Softwaresystem zur computergestützten Planung, Kostenkalkulation und Visualisierung von Glasfasernetzen, das eine integrierte Darstellung von Installationsplänen und Installationskosten ermöglicht. Anstelle der herkömmlichen Darstellung von Installationsplänen, die in der Regel alle geplanten Kabelwege einfarbig auf einer Landkarte visualisiert, wird ein Farbschema zur Anzeige der Installationskosten in Installationsplänen eingesetzt. Das Konzept wird prototypisch implementiert und durch ein Anwendungsbeispiel, das die Planung eines Glasfasernetzes innerhalb eines Siedlungsgebietes behandelt, validiert. Die integrierte, farbige Darstellung der Installationskosten in Installationsplänen ermöglicht eine effiziente Identifikation der kostenintensiven Bauabschnitte und befördert kostenoptimierte Planungsansätze. Die intuitive Visualisierung vereinfacht somit die akkurate und kostenoptimierte Planung von Glasfasernetzen.
In der Ph.D.-Arbeit wird gefragt, wie verschieden gestaltete Landschaften heute erlebt werden und wie sie auf die Menschen wirken. Dafür wird die Atmosphärentheorie erweitert und auf Landschaften angewendet. Atmosphären sind räumliche Stimmungsqualitäten, geprägt von der Umgebung, welche Menschen beeinflussen. Es wird ein Modell entwickelt, welches die Prägung von Atmosphären auf massiver, mobiler und ephemer Ebene beschreibt. Mit künstlerischen Arbeiten werden Atmosphären verschiedener anthropogener Landschaften übersetzt. Mit der exemplarischen wie theoretischen Bearbeitung von landschaftsverbundenen Atmosphären wird die Korrelation von Menschen und Umgebung nachgewiesen.
In this paper we introduce LUCI, a Lightweight Urban Calculation Interchange system, designed to bring the advantages of calculation and content co-ordination system to small planning and design groups by the means of an open source middle-ware. The middle-ware focuses on problems typical to urban planning and therefore features a geo-data repository as well as a job runtime administration, to coordinate simulation models and its multiple views. The described system architecture is accompanied by two exemplary use cases, that have been used to test and further develop our concepts and implementations.
Cyber security has become a major concern for users and businesses alike. Cyberstalking and harassment have been identified as a growing anti-social problem. Besides detecting cyberstalking and harassment, there is the need to gather digital evidence, often by the victim. To this end, we provide an overview of and discuss relevant technological means, in particular coming from text analytics as well as machine learning, that are capable to address the above challenges. We present a framework for the detection of text-based cyberstalking and the role and challenges of some core techniques such as author identification, text classification and personalisation. We then discuss PAN, a network and evaluation initiative that focusses on digital text forensics, in particular author identification.
Paraffin Nanocomposites for Heat Management of Lithium-Ion Batteries: A Computational Investigation
(2016)
Lithium-ion (Li-ion) batteries are currently considered as vital components for advances in mobile technologies such as those in communications and transport. Nonetheless, Li-ion batteries suffer from temperature rises which sometimes lead to operational damages or may even cause fire. An appropriate solution to control the temperature changes during the operation of Li-ion batteries is to embed batteries inside a paraffin matrix to absorb and dissipate heat. In the present work, we aimed to investigate the possibility of making paraffin nanocomposites for better heat management of a Li-ion battery pack. To fulfill this aim, heat generation during a battery charging/discharging cycles was simulated using Newman’s well established electrochemical pseudo-2D model. We couple this model to a 3D heat transfer model to predict the temperature evolution during the battery operation. In the later model, we considered different paraffin nanocomposites structures made by the addition of graphene, carbon nanotubes, and fullerene by assuming the same thermal conductivity for all fillers. This way, our results mainly correlate with the geometry of the fillers. Our results assess the degree of enhancement in heat dissipation of Li-ion batteries through the use of paraffin nanocomposites. Our results may be used as a guide for experimental set-ups to improve the heat management of Li-ion batteries.
Die Bauinformatik ist eine Säule der modernen Bau- und Umweltingenieurwissenschaften und befasst sich mit der Erforschung grundlegender informatorischer Methoden sowie mit der Anwendung und Weiterentwicklung der Informationswissenschaften im Bau- und Umweltbereich. Der Arbeitskreis Bauinformatik konstituiert sich aus Wissenschaftlern, die an Universitäten im deutschsprachigen Raum auf dem Fachgebiet Bauinformatik lehren und forschen. Ausgehend vom erreichten Entwicklungsstand der Bauinformatik skizziert dieses Positionspapier die Aufgaben des Arbeitskreises und formuliert eine Grundlage für eine abgestimmte Weiterentwicklung an den deutschsprachigen Universitäten.
In vielen öffentlichen Gebäuden besteht ein hohes wirtschaftliches Einsparpotenzial bei den relevanten Energieträgern Wärme und Strom. Projekte zur energetischen Optimierungen refinanzieren sich häufig nach wenigen Jahren. Die notwenigen Investitionsmittel stehen jedoch nur begrenzt zur Verfügung. Zielgerichtete Analysen und Potenzialschätzungen sind erforderlich, um eine Priorisierung optionaler Maßnahmen zu erreichen. Die Studie zeigt anhand eines öffentlichen Portfolios notwendige Untersuchungsschritte auf. Die Einzelpotenziale werden über geeignete Benchmarks ermittelt. Auf Portfolioebene werden u. a. spezifische Potenzial-Matrizen genutzt. Die kennzahlenbasierte Priorisierung von Maßnahmen ist umso wichtiger, je stärker das Potenzial auf wenige Objekte konzentriert ist.
In Zeiten volatiler Immobilienmärkte und einer hohen Wettbewerbsintensität sind leistungsfähige Systeme der Analyse und Entscheidungsunterstützung unverzichtbar. Entscheidungen zu Investitionsstrategien und Einzelinvestitionen basieren zumeist auf mehreren entscheidungsrelevanten Kriterien. Unterschiedliche immobilienwirtschaftliche Entscheidungsalternativen können dabei durchaus Kriterienausprägungen aufweisen, die eine bestimmte Alternative nicht als stets besser bzw. stets schlechter ausweisen. Klassische finanzwirtschaftliche Modelle oder verbreitete qualitative Verfahren wie das Scoring können die gegebene Komplexität meist nicht angemessen berücksichtigen. Eine Weiterentwicklung immobilienwirtschaftlicher Entscheidungsmodelle ist durch die Übertragung und Spezifizierung multikriterieller Verfahren der Entscheidungsunterstützung möglich. Speziell die Untergruppe des Outranking beschäftigt sich mit der schrittweisen Strukturierung, Ordnung und Priorisierung von komplexen Auswahlalternativen. Als spezifische immobilienwirtschaftliche Fragestellung dient hier die Auswahl und Priorisierung von Zielmärkten im taktischen Portfoliomanagement eines institutionellen Immobilienportfoliosmit internationaler Ausrichtung. Die Formalisierung des Entscheidungsproblems „Priorisierung von Zielmärkten“ erfolgt mit dem ELECTRE-Verfahren.
Die thermodynamischen Grundlagen der Hydratation von Hüttensand als Hauptbestandteil von Zementen werden erforscht. Hierbei werden thermodynamische Bildungs- und Reaktionsdaten experimentell bestimmt und berechnet. Darüber hinaus wird der Prozess der Feststoffauflösung von Hüttensand in wässrigen Lösungen untersucht. Lösungs- und Fällungsprozesse werden unter verschiedenen Konditionen gemessen, ausgewertet und diskutiert. Die Ergebnisse werden im weiteren Verlauf zur Bestimmung der Hydratationsgrades in Pasten sowie zum besseren Verständnis in der Wechselwirkung zwischen Hüttensanden und Mahlhilfsstoffen genutzt und angewandt.
To assess the safety impact of auxiliary lanes at downstream locations of U-turns, the Traffic Conflict Technique was used. On the basis of the installed components at those locations, four types of U-turns were identified: those without any auxiliary lane, those with an acceleration lane, those with outer widening, and those with both an acceleration lane and outer widening. The available crash data is unreliable, therefore to assess the level of road safety, Conflict Indexes were formulated to put more emphasis on severe crashes than on slight ones by using two types of weighting coefficients. The first coefficient was based on the subjective assessment of the seriousness of the conflict situation and the second was based on the relative speed and angle between conflicting streams. A comparatively higher Conflict Index value represents a lower level of road safety. According to the results, a lower level of road safety occurs if two components apply or if a location is without any auxiliary lane. The highest level of road safety occurs if the layout includes only a single component, either an acceleration lane or outer widening.
Schwerpunkt Medien der Natur
(2016)
Der Schwerpunkt der vorliegenden Ausgabe der ZMK – Medien der Natur – scheint den Medienbegriff aus den Grenzen herauslösen zu wollen, die seine konventionelle Semantik ihm auferlegt hat: aus den Grenzen der Kultur und der Geschichte bzw. der Kulturgeschichte. Man greife zu einer beliebigen älteren oder neueren Mediengeschichte – mag sie mit der Feuertelegraphie in Aischylos’ Agamemnon oder mit den Höhlenmalereien von Lascaux beginnen, eins steht auf jeden Fall fest: Medien sind technische Apparaturen und Installationen, und das heißt von Menschen geschaffene Artefakte, Zeugnisse der menschlichen Kultur. Weder enthalten handelsübliche Mediengeschichten die Beschreibung der Genexprimierung, obwohl Molekularbiologen sich dabei eines explizit medientechnischen Vokabulars wie cut-and-paste oder copy-and-paste bedienen, noch feiern sie die evolutionären Errungenschaften der Tierwelt in Sachen Medientechnik. Dabei ist der Zeichenaustausch zwischen Tieren, der Singvögel etwa oder der in Schwärmen und Völkern lebenden Tiere wie der Bienen, Ameisen und Fische schon lange bekannt und bewundert. In bestimmten Fällen ist der Stand der signal intelligence der Tiere von den Menschen aber auch erst sehr spät, während des Zweiten Weltkriegs, eingeholt worden. Motten aus der Familie der Arctiidae zum Beispiel senden ultrasonische Impulse aus, wenn sie insektivore Fledermäuse detektieren. Die die Motte verfolgende Fledermaus empfängt zwischen den Echos ihres von der Motte reflektierten eigenen Signals die von der Motte gesendeten Signale, und schnappt mithin nach einem akustischen Simulacrum der Motte auf halbem Wege zwischen sich und der eigentlichen Beute. Immerhin hat Michel Serres mit dem Parasiten ein aus der Medientheorie nicht mehr wegzudenkendes Konzept geschaffen – und Parasiten sind auch im biologischen Sinne, etwa als Bakterien, in ersten Ansätzen zum Thema der kulturwissenschaftlichen Medienforschung geworden. Die Operationen der Parasiten können durchaus für die Medienforschung anschluss- und ausbaufähig werden, wie etwa im Konzept des Zwischenwirts. Der Egel Leucochloridium paradoxum zum Beispiel, dessen endlicher Wirt Insekten fressende Vögel sind, muss seinen Zwischenwirt, eine Schnecke, auf die insektivore Vögel keinen Appetit haben, optisch in eine Raupe verwandeln (indem er sich in die Augenfühler der Schnecke schiebt), um an sein Ziel (den Vogelmagen) zu kommen.
Schwerpunkt Verschwinden
(2016)
Warum, so fragt klassischerweise die Ontologie, ist überhaupt etwas und nicht vielmehr nichts? Die dieser Frage zu Grunde liegende Dichotomie von etwas und nichts, Sein und Nichtsein, ist aber selbst voraussetzungsreich und keineswegs zwingend selbstverständlich. Sie ist schon als Frage selbst etwas, das auch nicht sein könnte. Und von dieser Möglichkeit ist schon häufiger Gebrauch gemacht worden. Die scharfe Dichotomie von Sein und Nichtsein ist in der Antike etwa vom Atomismus Demokrits und Epikurs, vom Heraklitismus und den Eleaten, in der Moderne dann unter anderem von Lebenswissenschaften, Vitalismus, Historischem Materialismus, Phänomenologie und Ästhetik unterlaufen worden. Diese und andere Sichtweisen ersetzen die Alternative von Sein und Nichtsein durch die Frage nach dem Werden und Gewordensein, nach den Erscheinungsweisen und dem Erscheinen, nach der Produktion und dem Gemachtsein dessen, was ist (oder nicht ist). Damit öffnen sie das Feld für eine nachfolgende Umstellung der ontologischen Frage: Wie kommt das, was ist, zu Stande, wie ist es zum Sein gelangt, geworden, verfertigt, wie und wodurch zur Erscheinung gekommen? Gerade die letztgenannte Wendung bringt dann ganz unverstellt Medien und Medientechniken und deren Handhabung und Verfügung zur Sprache. Medien als Werkzeuge des Eintretens, Erscheinens oder Erscheinenlassens von etwas zu begreifen, ist demnach eine gängige und überzeugende Konzeption. Ebenso kann das Medium auch das Material sein, in dem sich das Eintreten und Heranbilden vollzieht und das an diesen Prozessen noch stets Anteil hat und ihnen mitwirkt.
Das Erzeugen räumlicher Konfigurationen ist eine zentrale Aufgabe im architektonischen bzw. städtebaulichen Entwurfsprozess und hat zum Ziel, eine für Menschen angenehme Umwelt zu schaffen. Der Geometrie der entstehenden Räume kommt hierbei eine zentrale Rolle zu, da sie einen großen Einfluss auf das Empfinden und Verhalten der Menschen ausübt und nur noch mit großem Aufwand verändert werden kann, wenn sie einmal gebaut wurde. Die meisten Entscheidungen zur Festlegung der Geometrie von Räumen werden während 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 ökonomische und ökologische Aspekte.
Mittels computerbasierten Layoutsystemen lässt sich der Entwurf räumlicher Konfigurationen sinnvoll unterstützen, da sie es ermöglichen, in kürzester Zeit eine große Anzahl an Varianten zu erzeugen und zu überprüfen. Daraus ergeben sich zwei Vorteile. Erstens kann die große Menge an Varianten dazu beitragen, bessere Lösungen zu finden. Zweitens kann das Formalisieren von Bewertungskriterien zu einer größeren Objektivität und Transparenz bei der Lösungsfindung führen. Um den Entwurf räumlicher Konfigurationen optimal zu unterstützen, muss ein Layoutsystem in der Lage sein, ein möglichst großes Spektrum an Grundrissvarianten zu erzeugen (Vielfalt); und zahlreiche Möglichkeiten und Detaillierungsstufen zur Problembeschreibung (Flexibilität), sowie Mittel anzubieten, mit denen sich die Anforderungen an die räumliche Konfiguration adäquat beschreiben lassen (Relevanz). Bezüglich Letzterem spielen wahrnehmungs- und nutzungsbezogene Kriterien (wie z. B. Grad an Privatheit, Gefühl von Sicherheit, Raumwirkung, Orientierbarkeit, Potenzial zu sozialer Interaktion) eine wichtige Rolle.
Die bislang entwickelten Layoutsysteme weisen hinsichtlich Vielfalt, Flexibilität und Relevanz wesentliche Beschränkungen auf, welche auf eine ungeeignete Methode zur Repräsentation von Räumen zurückzuführen sind. Die in einem Layoutsystem verwendeten Raumrepräsentationsmethoden bestimmen die Möglichkeiten zur Formerzeugung und Problembeschreibung wesentlich. Sichtbarkeitsbasierte Raumrepräsentationen (Sichtfelder, Sichtachsen, Konvexe Räume) eignen sich in besonderer Weise zur Abbildung von Räumen in Layoutsystemen, da sie einerseits ein umfangreiches Repertoire zur Verfügung stellen, um räumliche Konfigurationen hinsichtlich wahrnehmungs- und nutzungsbezogener Kriterien zu beschreiben. Andererseits lassen sie sich vollständig aus der Geometrie der begrenzenden Oberflächen ableiten und sind nicht an bestimmte zur Formerzeugung verwendete geometrische Objekte gebunden.
In der vorliegenden Arbeit wird ein Layoutsystem entwickelt, welches auf diesen Raumrepräsentationen basiert. Es wird ein Evaluationsmechanismus (EM) entwickelt, welcher es ermöglicht, beliebige zweidimensionale räumliche Konfigurationen hinsichtlich wahrnehmungs- und nutzungsrelevanter Kriterien zu bewerten. Hierzu wurde eine Methodik entwickelt, die es ermöglicht automatisch Raumbereiche (O-Spaces und P-Spaces) zu identifizieren, welche bestimmte Eigenschaften haben (z.B. sichtbare Fläche, 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 prüfen, ob dieser sich eignet, um in großen Variantenräumen nach geeigneten räumlichen Konfigurationen zu suchen. Die Ergebnisse dieser Experimente zeigen, dass die entwickelte Methodik einen vielversprechenden Ansatz zur automatisierten Erzeugung von räumlichen Konfigurationen darstellt: Erstens ist der EM vollständig vom GM getrennt, wodurch es möglich ist, verschiedene GM in einem Entwurfssystem zu verwenden und somit den Variantenraum zu vergrößern (Vielfalt). Zweitens erlaubt der EM die Anforderungen an eine räumliche Konfiguration flexibel zu beschreiben (unterschiedliche Maßstäbe, unterschiedlicher Detaillierungsgrad). Letztlich erlauben die verwendeten Repräsentationsmethoden 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 Brücke zwischen der nutzerorientierten Bewertung von räumlichen Konfigurationen und deren Erzeugung schlägt.
Die Ph.D.-Arbeit Soziales Grafikdesign – eine Frage der Haltung hinterfragt den Einfluss und die Wirkungsmacht, den visuelle Kommunikationsgestaltung auf den Betrachter und im weiteren Sinne auf die Gesellschaft im Ganzen haben können. Aufbauend auf den Erkenntnissen über die Wirkungsmacht wird untersucht, wie eine bewusste und sozial verantwortliche Haltung im Grafikdesign aussehen könnte.
Viele Grafikdesigner sind in der Werbebranche tätig und haben den Auftrag, ganz bewusst manipulativ und wirkungsstark Informationen visuell zu übersetzen, um den Betrachter zu einer Handlungsfolge zu animieren. Die bewusste Reflexion der eigenen Rolle als Designer in diesem Prozess führt immer wieder zu den Fragen nach der Verantwortlichkeit des Gestalters und auch dazu, wie der Gestalter die Potenziale der Kommunikationsgestaltung in anderen Bereichen, wie z. B. in städtischen Problemsituationen, für ein soziales Miteinander einsetzen kann.
In the Space Syntax community, the standard tool for computing all kinds of spatial graph network measures is depthmapX (Turner, 2004; Varoudis, 2012). The process of evaluating many design variants of networks is relatively complicated, since they need to be drawn in a separated CAD system, exported and imported in depthmapX via dxf file format. This procedure disables a continuous integration into a design process. Furthermore, the standalone character of depthmapX makes it impossible to use its network centrality calculation for optimization processes. To overcome this limitations, we present in this paper the first steps of experimenting with a Grasshopper component (reference omitted until final version) that can access the functions of depthmapX and integrate them into Grasshopper/Rhino3D. Here the component is implemented in a way that it can be used directly for an evolutionary algorithm (EA) implemented in a Python scripting component in Grasshopper
In der Arbeit wurde eine Methode für eine kulturübergreifende Vergleichsstudie zwischen China und dem Westen erarbeitet. Diese Methode ermöglicht Unternehmensentwicklung in China aus dem eignen historischen Zusammenhang zu verstehen, statt nur aus einem rein theoretischen Blickwinkel. Weil heutige wissenschaftliche Theorien meist aus der westlichen Kultur stammen und mit Wertvorstellungen sowie mit Begriffen aus dem westlichen Kulturkreis verbunden sind, müssen sie im historischen Kontext des westlichen Kulturkreises betrachtet werden.
Im ersten Teil der Arbeit wird der westliche moderne Staat als Untersuchungsbegriff herangezogen, seine Entstehungsbedingungen und seine Verwendungsart und -weise, besonders wie er die ökonomische Theorie und die Praxis im Westen beeinflusst, dabei spielt das moderne Staatsprinzip eine wichtige Rolle. Die Neue Institutionenökonomik dient als theoretischer Referenzrahmen für diese Arbeit. Mittels einer theoretischen Erweiterung mit dem westlichen modernen Staatsverständnis werden wichtige westliche konstitutionelle Institutionen analysiert, da sie die Handlungsrechte und -pflichten der Bürger sowie die Bildung der kapitalistischen Unternehmung beeinflussen.
Im zweiten Teil der Arbeit wird das chinesische Staatsverständnis analysiert – vom traditionellen „Tianxia“ zum „modernen“ Staat. Mithilfe abgeleiteter Kriterien wird die chinesische Unternehmensentwicklung in drei zeitlichen Querschnittsphasen betrachtet, wie sich chinesische Unternehmen vom traditionellen bis zum „modernen“ entwickelten. Als Fallbeispiel werden chinesische Buchdruckunternehmen herangezogen. Zuerst wird das Buchdrucksystem sowie seine Veränderungen in drei Zeitphase betrachtet. Dabei wird auf die Aspekte Buchdruckorganisation, staatliche Verwaltung, wie Zensur und Urheberrecht sowie Lehrmaterial fokussiert, die für die Buchdruckunternehmensentwicklung von Bedeutung sind und ein System darstellen. Aus Mikrosicht werden drei Buchdruckunternehmen in den Zeitphasen analysiert. Im Ergebnis der Arbeit werden Schlussfolgerungen abgeleitet, bspw. dass Modernisierung als Aktualisierung verstanden werden sollte, aber nicht als Zerstörung.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Thema Stadthotels in Deutschland zwischen Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit - Studie auf Grundlagen der EnEV-Anforderungen. Die Arbeit setzt sich mit einer qualitativen und quantitativen Analyse über die Energieeffizienz auf Grundlagen der EnEV-Anforderungen und deren Wirtschaftlichkeit bei Stadthotels in Deutschland auseinander. Die Analyse wurde anhand von verschiedenen Untersuchungen bei Hotels aufgebaut. Diese umfassen empirische, energetische und wirtschaftliche Untersuchungen. Die durchgeführten Untersuchungen kommen schließlich zu eindeutigen Ergebnissen auf verschiedenen Ebenen. Im Ergebnis wird deutlich, dass die Optimierung der Gebäudetechnik sowie auch die Verbesserung der energetischen Qualität der Gebäudehülle der Hotels bedeutende Einflussfaktoren zur Steigerung der Energieeffizienz darstellen. Dabei ist jedoch festzuhalten, dass sich die Optimierung der Gebäudetechnik der Hotels insbesondere im Bereich der Lüftungs- und Klimatechnik als besonders wirksam erwiesen hat. Die Effektivität dieser Maßnahmen konnte sowohl in Hinsicht auf die Steigerung der Energieeffizienz als auch in Bezug auf die Wirtschaftlichkeit bewiesen werden.
Briefly, the two basic questions that this research is supposed to answer are:
1. Howmuch fiber is needed and how fibers should be distributed through a fiber reinforced composite (FRC) structure in order to obtain the optimal and reliable structural response?
2. How do uncertainties influence the optimization results and reliability of the structure?
Giving answer to the above questions a double stage sequential optimization algorithm for finding the optimal content of short fiber reinforcements and their distribution in the composite structure, considering uncertain design parameters, is presented. In the first stage, the optimal amount of short fibers in a FRC structure with uniformly distributed fibers is conducted in the framework of a Reliability Based Design Optimization (RBDO) problem. Presented model considers material, structural and modeling uncertainties. In the second stage, the fiber distribution optimization (with the aim to further increase in structural reliability) is performed by defining a fiber distribution function through a Non-Uniform Rational BSpline (NURBS) surface. The advantages of using the NURBS surface as a fiber distribution function include: using the same data set for the optimization and analysis; high convergence rate due to the smoothness of the NURBS; mesh independency of the optimal layout; no need for any post processing technique and its non-heuristic nature. The output of stage 1 (the optimal fiber content for homogeneously distributed fibers) is considered as the input of stage 2. The output of stage 2 is the Reliability Index (b ) of the structure with the optimal fiber content and distribution.
First order reliability method (in order to approximate the limit state function) as well as different material models including Rule of Mixtures, Mori-Tanaka, energy-based approach and stochastic multi-scales are implemented in different examples. The proposed combined model is able to capture the role of available uncertainties in FRC structures through a computationally efficient algorithm using all sequential, NURBS and sensitivity based techniques. The methodology is successfully implemented for interfacial shear stress optimization in sandwich beams and also for optimization of the internal cooling channels in a ceramic matrix composite.
Finally, after some changes and modifications by combining Isogeometric Analysis, level set and point wise density mapping techniques, the computational framework is extended for topology optimization of piezoelectric / flexoelectric materials.
In this study, the behavior of a widely graded soil prone to suffusion and necessity of homogeneity quantifi cation for such a soil in internal stability considerations are discussed. With the help of suffusion tests, the dependency of the particle washout to homogeneity of sample is shown. The validity of the great infl uence of homogeneity on suffusion processes by the presentation of arguments and evidences are established. It is emphasized that the internal stability of a widely graded soil cannot be directly correlated to the common geotechnical parameters such as dry density or permeability. The initiation and propagation of the suffusion processes are clearly a particle scale phenomenon, so the homogeneity of particle assemblies (micro-scale) has a decisive effect on particle rearrangement and washout processes. It is addressed that the guidelines for assessing internal stability lack a fundamental, scientifi c basis for quantifi cation of homogeneity. The observation of the segregation processes within the sample in an ascending layered order (for downwards fl ow) inspired the author to propose a new packing model for granular materials which are prone to internally instability.
It is shown that the particle arrangement, especially the arrangement of soil skeleton particles or the so-called primary fabric has the main role in suffusiv processes. Therefore, an experimental approach for identifi cation of the skeleton in the soil matrix is proposed. 3D models of Sequential Fill Tests using Discrete Element Method (DEM) and 3D models of granular packings for relative, stochastically and ideal homogeneous particle assemblies were generated, and simulations have been carried out.
Based on the numerical investigations and in dependency on the soil skeleton behavior, an approach for measurement of relevant scale, the so-called Representative Elementary Volume (REV) for homogeneity investigation is proposed. The development of a new testing method for quantifi cation of homogeneity is introduced (in-situ). An approach for quantifi cation of homogeneity in numerically or experimentally generated packings (samples) based on image processing method of MATLAB has been introduced. A generalized experimental method for assessment of internal stability for widely graded soils with dominant coarse matrix is developed, and a new suffusion criterion based on ideal homogeneous internally stable granular packing is designed.
My research emphasizes that in a widely graded soils with dominant coarse matrix, the soil fractions with diameters bigger than D60 build essentially the soil skeleton. The mass and spatial distribution of these fractions governs the internal stability, and the mass and distribution of the fi ll fractions are a secondary matter. For such a soil, the homogeneity of the skeleton must be cautiously measured and verified.