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Etwa ein Viertel des gesamten Endenergieverbrauchs (26%) in Deutschland entfällt auf den Wohnungssektor, wodurch dieser Sektor einen erheblichen Anteil am möglichen Einsparpotenzial an Energie hat. Im Hinblick auf das Klimaschutzziel der Europäischen Union, die Energieeffizienz im Vergleich zu 1990 um 20% zu erhöhen, stellt sich daher die Frage, welche Einsparpotenziale es im Wohnungssektor tatsächlich gibt und wie diese quantifiziert werden können. In dieser Arbeit wird der Einfluss der Parameter, die den Endenergieverbrauch beeinflussen, mit Hilfe einer Sensitivitätsanalyse bestimmt. Die Ergebnisse der Sensitivitätsanalyse zeigen, dass die einflussreichsten Parameter auf den Endenergieverbrauch der Innentemperaturbedarf, die Länge der Heizperiode, die Außentemperatur (Gradtagzahl) und die Anzahl der Wohnungen sind. Dies sind Variablen, die nicht durch Verordnungen reguliert werden können. Der einzige Parameter, der regulierbar ist und einen bedeutenden Einfluss auf den Endenergieverbrauch hat, ist der Nutzungsgrad der Anlagen/Geräte für Raumwärme, Warmwasser und Kochen (sowie zu einem geringen Teil der Wirkungsgrad der eingesetzten Beleuchtung). Zur Quantifizierung des Energieeinsparpotentials im deutschen Wohnungssektor bezüglich des Nutzungsgrades wurden in dieser Arbeit Daten zur Bestimmung der langfristigen Entwicklung (Zeitraum 1990-2010) des Nutzungsgrades von Anlagen und Geräten analysiert. Mit verschiedenen Angaben aus der Literatur und mit Hilfe von Sättigungskurven wurde die Entwicklung der Nutzugsgrade der Anlagen/Geräte entsprechend der Energiequellen zwischen 1990 und 2010 ermittelt. Die erhaltenden Sättigungskurven ermöglichen die Bestimmung der Entwicklung des Nutzenergieverbrauchs im deutschen Wohnungssektor. Hierbei wurde festgestellt, dass die Differenz zwischen Nutzenergieverbrauch und Endenergieverbrauch einen Rückgang von 12 % im betrachtenden Zeitraum verzeichnete und dass das Energieeinsparpotenzial in Abhängigkeit von der Energiequelle beträchtlich variieren kann (um derzeit mehr als 35%-Punkte). Im Hinblick auf das oben genannte Klimaschutzziel werden in dieser Arbeit verschiedene Entwicklungsszenarien auf Basis des Nutzungsgrades der Anlagen und der Energiequellen analysiert. Hierbei wird deutlich, dass das theoretische Energieeinsparpotenzial im deutschen Wohnungssektor bezüglich des durchschnittlichen Nutzungsgrades nur zwischen 4 und 15 % liegt. Dies bedeutet, dass eine deutliche Reduktion des Endenergiebedarfs im Wohnungssektor nur stattfinden kann, wenn andere Energieeinsparmaßnahmen betrachtet werden. Basierend auf den Ergebnissen der Sensitivitätsanalyse werden hierzu Empfehlungen gegeben.
In this paper, we present an empirical approach for objective and quantitative benchmarking of optimization algorithms with respect to characteristics induced by the forward calculation. Due to the professional background of the authors, this benchmarking strategy is illustrated on a selection of search methods in regard to expected characteristics of geotechnical parameter back calculation problems. Starting from brief introduction into the approach employed, a strategy for optimization algorithm benchmarking is introduced. The benchmarking utilizes statistical tests carried out on well-known test functions superposed with perturbations, both chosen to mimic objective function topologies found for geotechnical objective function topologies. Here, the moved axis parallel hyper-ellipsoid test function and the generalized Ackley test function in conjunction with an adjustable quantity of objective function topology roughness and fraction of failing forward calculations is analyzed. In total, results for 5 optimization algorithms are presented, compared and discussed.
We conducted extensive molecular dynamics simulations to investigate the thermal conductivity of polycrystalline hexagonal boron-nitride (h-BN) films. To this aim, we constructed large atomistic models of polycrystalline h-BN sheets with random and uniform grain configuration. By performing equilibrium molecular dynamics (EMD) simulations, we investigated the influence of the average grain size on the thermal conductivity of polycrystalline h-BN films at various temperatures. Using the EMD results, we constructed finite element models of polycrystalline h-BN sheets to probe the thermal conductivity of samples with larger grain sizes. Our multiscale investigations not only provide a general viewpoint regarding the heat conduction in h-BN films but also propose that polycrystalline h-BN sheets present high thermal conductivity comparable to monocrystalline sheets.
Gemäß dem Regelwerk für Betonstraßen muss für zweischichtige Betonfahrbahndecken derselbe Zement in Ober- und Unterbeton verwendet werden. Weiterhin ist die Anrechnung von Flugasche auf den w/z-Wert nicht gestattet. Durch eine flexiblere Handhabung der Bindemittel könnten sich Vorteile für die Betonbauweise ergeben. So könnte z.B. der stärker durch Frost beanspruchte Oberbeton mit CEM I hergestellt werden, während Zemente mit höheren Hüttensandgehalten nur im Unterbeton angewendet werden. Im Unterbeton könnten dann Gesteinskörnungen eingesetzt werden, die in einer herkömmlichen CEM I-Rezeptur als AKR-kritisch eingestuft würden.
Anhand von AKR-Performance-Prüfungen konnte die hohe Wirksamkeit hüttensandhaltiger Zemente sowie auch von Flugasche auf die AKR-Verminderung aufgezeigt werden. Schon mit einem CEM II/B-S wurden AKR-kritische Rezepturen in den unkritischen Bereich verschoben. Der Frost-Tausalz-Widerstand der Betone wurde bei hohen Gehalten an Hüttensand bzw. Hüttensand + Flugasche verringert, bewegte sich aber in jedem Fall noch im günstigen Bereich. Um eine Beeinträchtigung der baupraktischen Umsetzbarkeit zu vermeiden, sollte sich die Festigkeitsentwicklung von Ober- und Unterbeton im jungen Alter nicht zu stark unterscheiden. Modellberechnungen zur Festlegung einer Mindestfestigkeit für die frühe Belastung sind derzeit noch in Bearbeitung.
This article presents the Rigid Finite Element Method in the calculation of reinforced concrete beam deflection with cracks. Initially, this method was used in the shipbuilding industry. Later, it was adapted in the homogeneous calculations of the bar structures. In this method, rigid mass discs serve as an element model. In the flat layout, three generalized coordinates (two translational and one rotational) correspond to each disc. These discs are connected by elastic ties. The genuine idea is to take into account a discrete crack in the Rigid Finite Element Method. It consists in the suitable reduction of the rigidity in rotational ties located in the spots, where cracks occurred. The susceptibility of this tie results from the flexural deformability of the element and the occurrence of the crack. As part of the numerical analyses, the influence of cracks on the total deflection of beams was determined. Furthermore, the results of the calculations were compared to the results of the experiment. Overestimations of the calculated deflections against the measured deflections were found. The article specifies the size of the overestimation and describes its causes.
The aim of this study was to investigate the optimization of the strength development of quaternary cements with 50 % clinker by a variation of the particle size distribution of the components GGBFS, fly ash and limestone powder.
By balancing the overall PSD of the cement by using unprocessed fly ash and coarse limestone powder in combination with a very fine GGBFS, the water demand of the resulting quaternary cements remained unaltered, while the compressive strength of the cements was increased significantly after 7d, 28 and 56d. As can be expected, the quaternary cement with 30 wt.% of the fine slag exhibited a stronger strength increase (about 18 % after 28 d) than the cements with only 20 wt.% slag (about 10% after 28d).
Low-skilled labor makes a significant part of the construction sector, performing daily production tasks that do not require specific technical knowledge or confirmed skills. Today, construction market demands increasing skill levels. Many jobs that were once considered to be undertaken by low or un-skilled labor, now demand some kind of formal skills. The jobs that require low skilled labor are continually decreasing due to technological advancement and globalization. Jobs that previously required little or no training now require skilful people to perform the tasks appropriately. The study aims at ameliorating employability of less skilled manpower by finding ways to instruct them for performing constructions tasks. A review of exiting task instruction methodologies in construction and the underlying gaps within them warrants an appropriate way to train and instruct low skilled workers for the tasks in construction. The idea is to ensure the required quality of construction with technological and didactic aids seeming particularly purposeful to prepare potential workers for the tasks in construction without exposing them to existing communication barriers. A BIM based technology is considered promising along with the integration of visual directives/animations to elaborate the construction tasks scheduled to be carried on site.
For decades in Germany, historical research on dictatorial urban design in the first half of the 20th century focused on the National Socialist period. Studies on the urban design practices of other dictatorships remained an exception. This has changed. Meanwhile, the urban production practices of the Mussolini, Stalin, Salazar, Hitler and Franco dictatorships have become the subject of comprehensive research projects. Recently, a research group that studies dictatorial urban design in 20th century Europe has emerged at the Bauhaus-Institut für Geschichte und Theorie der Architektur und der Planung. The group is already able to refer to various research results.
Part of the research group’s self-conception is the assumption that the urban design practices of the named dictatorships can only be properly understood from a European perspective. The dictatorships influenced one another substantially. Furthermore, the specificities of the practices of each dictatorship can only be discerned if one can compare them to those of the other dictatorships. This approach requires strict adherence to the research methods of planning history and urban design theory. Meanwhile, these methods must be opened
to include those of general historical studies.
With this symposium, the research group aims to further qualify this European perspective. The aim is to pursue an inventory of the various national historiographies on the topic of “urban design and dictatorship”. This inventory should offer an overview on the general national level of historical research on urban design as well as on the level of particular urban design projects, persons or topics.
The symposium took place in Weimar, November 21-22, 2013. It was organized by Harald Bodenschatz, Piero Sassi and Max Welch Guerra and funded by the DAAD (German Academic Exchange Service).
This thesis applies the theory of \psi-hyperholomorphic functions dened in R^3 with values in the set of paravectors, which is identified with the Eucledian space R^3, to tackle some problems in theory and practice: geometric mapping properties, additive decompositions of harmonic functions and applications in the theory of linear elasticity.
This study contributes to the identification of coupled THM constitutive model parameters via back analysis against information-rich experiments. A sampling based back analysis approach is proposed comprising both the model parameter identification and the assessment of the reliability of identified model parameters. The results obtained in the context of buffer elements indicate that sensitive parameter estimates generally obey the normal distribution. According to the sensitivity of the parameters and the probability distribution of the samples we can provide confidence intervals for the estimated parameters and thus allow a qualitative estimation on the identified parameters which are in future work used as inputs for prognosis computations of buffer elements. These elements play e.g. an important role in the design of nuclear waste repositories.
The article presents preliminary results and qualitative analysis obtained from the doctoral research provisory entitled “How do Brazilian ‘battlers’ reside?”, which is in progress at the Institute for European Urban Studies, Bauhaus Univer-sity Weimar. It critically discusses the contradictions of the production of residences in Brazil made by an emerging so-cial group, lately called the Brazilian new middle class. For the last ten years, a number of government policies have provoked a general improvement of the purchasing power of the poor. Between those who completely depend on the government to survive and the upper middle class, there is a wide (about 100 million people) and economically stable lower middle group, which has found its own ways of dealing with its demand for housing. The conventional models of planning, building and buying are not suitable for their technical, financial and personal needs. Therefore, they are con-currently planners, constructors and residents, building and renovating their own properties themselves, but still with very limited education and technical knowledge and restricted access to good building materials and constructive ele-ments, formal technicians, architects or engineers. On the one hand, the result is an informal and more or less autono-mous self-production, with all sorts of technical problems and very interesting and creative spatial solutions to every-day domestic situations. On the other hand, the repercussions for urban space are questionable: although basic infrastructure conditions have improved, building densities are high and green areas are few. Lower middle class neigh-bourhoods present a restricted collective everyday life. They look like storage spaces for manpower; people who live to work in order to be able to consume—and build—what they could not before. One question is, to what extent the lat-est economic rise of Brazil has really resulted in social development for lower middle income families in the private sphere regarding their residences, and in the collective sphere, regarding the neighbourhoods they inhabit and the ur-ban space in general.
Media anthropology is a new and interdisciplinary field of research with very different subjects and methods that seems to be already heavily informed by a comparatively narrow understanding of media as mass media (e.g. TV, Internet, social web, etc.). Therefore, most theories in this field, at least implicitly, employ a hierarchical and often dichotomic preconception of the two poles of media-human relations, by analysing the operationalities and ontologies of the human and the media independently from one another. This article deviates from this line of thought by advocating an expanded, symmetrical and relational understanding of the terms media and human, taking them as always already intermingled facets of a broader dynamic configuration. Starting from a consideration of the historically powerful, yet overlooked media of the so-called habitat diorama, the heuristic concept of “anthropomediality” is to be developed. Eventually, this relational approach may open up a new, interesting field for interrogation of (media-)anthropological analysis in general.
This thesis presents new interactive visualization techniques and systems intended to support users with real-world decisions such as selecting a product from a large variety of similar offerings, finding appropriate wording as a non-native speaker, and assessing an alleged case of plagiarism.
The Product Explorer is a significantly improved interactive Parallel Coordinates display for facilitating the product selection process in cases where many attributes and numerous alternatives have to be considered. A novel visual representation for categorical and ordered data with only few occurring values, the so-called extended areas, in combination with cubic curves for connecting the parallel axes, are crucial for providing an effective overview of the entire dataset and to facilitate the tracing of individual products. The visual query interface supports users in quickly narrowing down the product search to a small subset or even a single product. The scalability of the approach towards a large number of attributes and products is enhanced by the possibility of setting some constraints on final attributes and, therefore, reducing the number of considered attributes and data items. Furthermore, an attribute repository allows users to focus on the most important attributes at first and to bring in additional criteria for product selection later in the decision process. A user study confirmed that the Product Explorer is indeed an excellent tool for its intended purpose for casual users.
The Wordgraph is a layered graph visualization for the interactive exploration of search results for complex keywords-in-context queries. The system relies on the Netspeak web service and is designed to support non-native speakers in finding customary phrases. Uncertainties about the commonness of phrases are expressed with the help of wildcard-based queries. The visualization presents the alternatives for the wildcards in a multi-column layout: one column per wildcard with the other query fragments in between. The Wordgraph visualization displays the sorted results for all wildcards at once by appropriately arranging the words of each column. A user study confirmed that this is a significant advantage over simple textual result lists. Furthermore, visual interfaces to filter, navigate, and expand the graph allow interactive refinement and expansion of wildcard-containing queries.
Furthermore, this thesis presents an advanced visual analysis tool for assessing and presenting alleged cases of plagiarism and provides a three-level approach for exploring the so-called finding spots in their context. The overview shows the relationship of the entire suspicious document to the set of source documents. An intermediate glyph-based view reveals the structural and textual differences and similarities of a set of finding spots and their corresponding source text fragments. Eventually, the actual fragments of the finding spot can be shown in a side-by-side view with a novel structured wrapping of both the source, as well as the suspicious text. The three different levels of detail are tied together by versatile navigation and selection operations. Reviews with plagiarism experts confirm that this tool can effectively support their workflow and provides a significant improvement over existing static visualizations for assessing and presenting plagiarism cases.
The three main contributions of this research have a lot in common aside from being carefully designed and scientifically grounded solutions to real-world decision problems. The first two visualizations facilitate the decision for a single possibility out of many alternatives, whereas the latter ones deal with text at varying levels of detail. All visual representations are clearly structured based on horizontal and vertical layers contained in a single view and they all employ edges for depicting the most important relationships between attributes, words, or different levels of detail. A detailed analysis considering the context of the established decision-making literature reveals that important steps of common decision models are well-supported by the three visualization systems presented in this thesis.
In photogrammetry and computer vision the trifocal tensor is used to describe the geometric relation between projections of points in three views. In this paper we analyze the stability and accuracy of the metric trifocal tensor for calibrated cameras. Since a minimal parameterization of the metric trifocal tensor is challenging, the additional constraints of the interior orientation are applied to the well-known projective 6-point and 7-point algorithms for three images. The experimental results show that the linear 7-point algorithm fails for some noise-free degenerated cases, whereas the minimal 6-point algorithm seems to be competitive even with realistic noise.
The Laguerre polynomials appear naturally in many branches of pure and applied mathematics and mathematical physics. Debnath introduced the Laguerre transform and derived some of its properties. He also discussed the applications in study of heat conduction and to the oscillations of a very long and heavy chain with variable tension. An explicit boundedness for some class of Laguerre integral transforms will be present.
As human thought was developing, likewise, the technology used for illumination was growing. But a haul through history, reviewing its pages and analyzing it, inherently brings up old and new question, like: Is it possible to alter negatively the image of historic buildings and monuments through inadequate lighting to the degree of distorting the perception that people have of the work? and if so, what are the causes that generate it? Do the light designers take into consideration criteria to protect not only historic buildings and monuments, but also the environment? What are the consequences that may generate the inadequate lighting of urban heritage to the environment? What are the factors to consider for a proper illumination of urban heritage? The answers to these questions will help lay the foundation for proper illumination of the urban heritage, avoiding at the maximum the light pollution and the effects that it generates, seeking a balance and harmonious reconciliation between the technology, urban heritage and environment, taking as a framework and the case study the urban heritage of a city from the colonial era in southern Mexico, with pre-Hispanic roots and where today you can still see through its streets and buildings an atmosphere of mysticism reflection of their folklore and traditions, this city is known as Chiapa de Corzo, Chiapas.
Die Bau-Ausstellung zu Beginn des 20. Jahrhunderts oder „Die Schwierigkeit zu wohnen“, so lautet der Titel der Arbeit und legt damit ihren Fokus offen. Sie betrachtet ein um 1900 aufkommendes Ausstellungsphänomen in seinen ersten Dekaden; in einer Zeit, in der das Wohnen problematisiert wurde.
Der Praxis des Wohnens ist Anfang des 20. Jahrhunderts seine Selbstverständlichkeit abgesprochen worden. Die Bau-Ausstellung wird als ein Symptom dieses Verlusts interpretiert und zugleich als Versuch, ihm entgegenzuwirken. Statt sie innerdisziplinär als eine architekturgeschichtliche Episode der Moderne rein positivistisch zu beschreiben, legt die vorliegende Arbeit im Typus der Bau-Ausstellung eine weit reichende Problematik frei, die kulturphilosophische ebenso wie medientheoretische Dimensionen hat: Inwieweit lässt sich das Wohnen überhaupt ausstellen? Wie kann man eine alltägliche Praxis, die kaum eine Definition erlaubt, zeigen? Den Umgang mit dieser Aporie untersucht die Arbeit.
Generell hat sich im Forschungsprojekt insbesondere durch die Gespräche mit den Hochschulvertretern bestätigt, dass für qualitativ hochwertige Lehre und Forschung qualitativ hochwertige Flächen in ausreichendem Umfang notwendig sind.
Ein Ziel der Forschungsarbeit ist die Entwicklung von Modellen zur Allokation und Steuerung von Flächenressourcen in Hochschulen. Ausgehend von Darstellungen und Erfahrungen für die Flächensteuerung aus Unternehmen, anderen Bereichen der öffentlichen Verwaltung und Forschungseinrichtungen wurden mögliche Steuerungsverfahren für Hochschulen untersucht. Es wurde ein Steuerungsmodell für Hochschulen entwickelt, das auf die hochschulinternen und die extern wirksamen Rahmenbedingungen reagiert.
Die hochschulinterne Flächenallokation wird zum einen maßgeblich von externen Rahmen-bedingungen und zum zweiten von internen Prozessen, Abläufen und Strukturen beeinflusst. Die Kenntnis dieser Bedingungen wird als Voraussetzung für die Benennung von Erfolgsfak-toren für die Implementation neuer Steuerungsmodelle angenommen. Analysiert wurden daher die liegenschaftspolitischen und die organisatorischen Rahmenbedingungen sowie die steuerungsrelevanten Eigenschaften der Flächen selber.
Der vorliegende Text beschreibt die intensive Erforschung von Wabenplatten aus Papierwerkstoffen, die durch Faltprozesse neue räumliche Zustände einnehmen können und somit ihr ursprüngliches Anwendungsspektrum erweitern. Die gezeigten Lösungsansätze bewegen sich dabei im Spannungsfeld von Architektur und Ingenieurbau, denn die gefalteten Bauteile sind nicht nur äußerst tragfähig sondern besitzen auch eine ästhetische Form. Die entwickelten Verfahren und Konstruktionen werden auf einem hohen architektonischen Niveau präsentiert und mit einfachen ingenieurtechnischen Methoden verifiziert. Zur Lösungsfindung werden geometrische Verfahren ebenso angewendet wie konstruktive Faustformeln und Recherchen aus Architektur und Forschung.
Der Fokus der Arbeit liegt auf der Untersuchung von Faltungen in Wabenplatten. Während der Auseinandersetzung mit der Thematik erschienen jedoch viele weitere Aspekte als sehr interessant und bearbeitungswürdig. Als theoretische Grundlage dieser Arbeit werden deshalb die geschichtliche Entwicklung und die gesellschaftliche Bedeutung von Papier und Papierwerkstoffen analysiert und deren Produktionsprozesse beleuchtet. Diese Vorgehensweise ermöglicht eine Einordnung des Potentials und der Bedeutung des Werkstoffs Papier. Der Kontext der Arbeit wird dadurch gestärkt und führt zu interessanten zukünftigen Forschungsansätzen.
Intensive Untersuchungen widmen sich der geometrischen Bestimmung von Faltungen in Wabenplatten aus Papierwerkstoffen sowie deren Manifestation als konstruktive Bauteile. Auch die statischen Eigenschaften der Elemente und ihr Konstruktionspotential werden erforscht und aufbereitet. Wichtige Impulse aus Forschung und Technik fließen in die Recherche der Arbeit ein und erlauben die Verortung der Ergebnisse im architektonischen Kontext. Versuchsreihen und Materialstudien an Prototypen belegen die Ergebnisse virtueller und rechnerischer Studien. Konzepte zur parametrischen Berechnung und Visualisierung der Forschungsergebnisse werden präsentiert und zeigen zukunftsfähige Planungshilfen für die Industrie auf. Etliche Testreihen zu unterschiedlichsten Abdichtungskonzepten führen zur Realisierung eines sehenswerten Experimentalbaus. Er erlaubt die dauerhafte Untersuchung der entwickelten Bauteile unter realistischen Bedingungen und bestätigt deren Leistungsfähigkeit. Dadurch wird nicht nur ein dauerhaftes Monitoring und eine Evaluierung der Leistungsdaten möglich sondern es wird auch der sichtbare Beweis erbracht, dass mit Papierwerkstoffen effiziente und hochwertige Architekturen zu realisieren sind, welche das enorme gestalterische Potential von gefalteten Wabenplatten ausnutzen.