Abgeschlossene Studienarbeiten vor 2016
Veränderungen von Materialeigenschaften durch hydrophobe Imprägnierungen und deren Bewertung anhand von Simulationsrechnungen
(Change of material characteristics due to hydrophobic treatment and evaluation with simulation)
| Studierende: |
Le Kieu, Phuong |
| Betreuung: |
Dipl.-Ing. Heiko Fechner Dipl.-Ing. Ulrich Ruisinger |
| Abschlussjahr: | 2015 |
Diese Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Hydrophobierung und dem Trocknungspotential von Wandkonstruktionen. Der Kern bildet die Auseinandersetzung mit der Änderung der Materialkennwerte bei der Anwendung einer Hydrophobierung. Dazu werden numerische Berechnungsmethoden mit der Programmsoftware Delphin durchgeführt, um herauszufinden, inwiefern die Wasseraufnahmefähigkeit der Materialuntergründe verändert werden müssen, damit eine intakte Imprägnierung simuliert wird. Weiterhin werden verschiedene Fehlstellen untersucht und auf ihre Auswirkung analysiert. Die Grundlagen dafür bilden eine Recherche über Schlagregen, durch diesen hervorgerufene Feuchteschäden sowie Hydrophobierung in ihrer Definition, Anwendung und Auswirkung. Es werden Materialversuche im Labor vorgestellt, mit denen relevante Materialkennwerte zu gewinnen sind.
Energetisches und wirtschaftliches Optimierungsverfahren zur Auswahl von textil- oder carbonbewehrten Fassadenelementen mit Hilfe der Gebäudesimulation
(Energetic and economic optimization procedure for the selection of textile or carbon reinforced façade elements for building simulation tools)
| Studierende: |
Hartmann, Barbara |
| Betreuung: | Dipl.-Ing. Dirk Weiß |
| Abschlussjahr: | 2015 |
Für die in Entwicklung befindlichen schlanken Fassadenelemente wurde ein Verfahren entwickelt, welches dem Fachplaner bereits in der frühen Planungsphase bei der Wahl der passenden Elementfassade unterstützt. Das Ziel war es, mit den Nutzereingaben der Gebäudebreite, - länge und - höhe sowie dem Standort, Aussagen über Nutzfläche, Kosten und Energiebedarf im Vergleich zu einem Referenzgebäude in Massivbauweise zu erhalten. Die Ergebnisse werden mittels eines generischen Gebäudemodells erzielt. Innerhalb des Verfahrens wird die Nutzfläche berechnet und der für die Simulation in EnergyPlus notwendige Quellcode erzeugt. Die Gebäudesimulation liefert Aussagen über den Energiebedarf, den Baumehrkosten und der Lebenszykluskostenanalyse der Baumehrkosten unter Berücksichtigung der zusätzlichen Mieteinnahmen über einen Zeitraum von 50 Jahren. Mit diesen Informationen kann der Bauherr entsprechend seiner Wünsche die passende Fassade wählen.
Grundlagen der Siedlungsabbildung in EnergyPlus
| Studierende: |
Hempel, Ulrike |
| Betreuung: | Dipl.-Ing. Dirk Weiß |
| Abschlussjahr: | 2015 |
Im Zuge der Untersuchung von Verteilungsverlusten des Rohrnetzes wurde eine umfangreiche Simulation einer Wohnsiedlung für 8 Einfamilienhäuser erstellt.
Nach dem Entwurf der Gebäudehüllen in DesignBuilder wurde die Siedlung mithilfe der Software EnergyPlus als funktionsfähiges Modell abgebildet und zusätzlich mit einem BHKW versehen. Um eine Entscheidungsgrundlage für eine geeignete Verlustmodellierung der Heizungsrohre zu liefern, wurden die Rohrmodelle in EnergyPlus an einem Einraum-Modell untersucht. Da die Simulationsergebnisse Widersprüche aufzeigten, wurde ein externes Verfahren zur Bestimmung der Verteilungsverluste in EnergyPlus implementiert. Für eine realitätsnahe thermische und energetische Funktionalität der Siedlung wurde eine umfangreiche Modellierung der inneren Lasten durchgeführt.
Vergleich von europäischer und amerikanischer Anlagentechnik, mithilfe von Energy Plus
| Studierende: | Urlau, Karoline |
| Betreuung: |
Dipl.-Ing. Dirk Weiß Dipl.-Ing. Christian Scholz |
| Abschlussjahr: | 2015 |
Im Rahmen der Diplomarbeit sollten deutsche und amerikanische Anlagentechnik verglichen werden. Dabei stand die wassergeführte Anlagentechnik im Vordergrund. Zunächst wurde die aktuelle Situation des amerikanischen und deutschen Heizungsmarktes analysiert. Als Resultat der Untersuchung erfolgte der Anlagenvergleich auf Ebene der einzelnen Komponenten. Mithilfe des Planungswerkzeuges Energy Plus wurden detaillierte Komponentenmodellen erstellt, um die grundsätzlich baugleichen Anlagen durch Simulation vergleichen und Unterschiede herausarbeiten zu können. Da für eine exakte Komponentenmodellierung eine umfangreiche Recherche nötig ist, wurde innerhalb der Diplomarbeit mit den wichtigsten Anlagenkomponenten begonnen. Dazu wurden Datenblätter für Kessel und Heizkörper ausgewertet, sowie deren Parametersätze so vereinheitlicht und aufbereitet, dass mit den Daten eine Abbildung in Energy Plus möglich ist.
Kostenmodelle und Lebenszyklusanalyse mit der Gebäudesimulationssoftware EnergyPlus
| Studierende: | Steinbart, Anika |
| Betreuung: | Dipl.-Ing. Dirk Weiß |
| Abschlussjahr: | 2014 |
Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Funktionsweise einer Lebenszykluskostenanalyse im Gebäudesimulationsprogramm EnergyPlus zu untersuchen. Zu diesem Zweck wurde diese Analyse zunächst an einem Einraummodell und anschließend an einem Mehrfamilienhaus durchgeführt. Im Rahmen der Anwendung sollten die Funktionen für verschiedene Nutzungsszenarien eines Gebäudes angewendet werden. Dabei sollten sowohl ein zentrales Energieversorgungskonzept als auch die Zukunftsversion einer dezentralen Energieversorgung betrachtet werden. Diese Versionen wurden im Rahmen einer Variantenuntersuchung gegenübergestellt.
Gebäudesimulation eines netzentkoppelten Mehrfamilienhauses mit Speicherbemessung
| Studierende: | Pfefferkorn, Katja |
| Betreuung: | Dipl.-Ing. Dirk Weiß |
| Abschlussjahr: | 2014 |
Im Zuge der Untersuchung alternativer Wärme- und Stromversorgungskonzepte wurde in dieser Diplomarbeit eine umfangreiche Simulation eines Mehrfamilienhauses in urbaner Umgebung für 36 Wohnparteien erstellt.
Nach dem grundsätzlichen Entwurf der Gebäudehülle im DesignBuilder wurde das Gebäude mithilfe der Software EnergyPlus als funktionsfähiges Modell modelliert und zusätzlich mit einer Kraft-Wärme-Kopplungsanlage, einer Photovoltaik-Anlage sowie den zugehörigen elektrischen und thermischen Speichern versehen.
Für die optimale thermische und energetische Funktionalität des Gebäudes wird eine realitätsnahe Modellierung der inneren Lasten angestrebt. Des Weiteren erfolgen für das Modellbeispiel eine Speicherbemessung und eine Variantenuntersuchung in Bezug auf die Energieerzeuger und deren Kombination.
Durch eine so differenzierte Planung wird der Grundstein für eine wirtschaftlich optimale Lösung für zukünftige Investitions- und Energiekosten gelegt.
Corporate Architecture als Bauaufgabe in unterschiedlichen Klimazonen
| Studierende: | Beier, Katharina |
| Betreuung: | Dipl.-Ing. Martin Pohl |
| Abschlussjahr: | 2014 |
Mit Corporate Architecture formulieren global agierende Unternehmen weltweit gültige Anforderungen an die Gestaltung und Funktion ihrer Immobilien, die jedoch den Forderungen des Klimagerechten Bauens nach einer den örtlich vorherrschenden Außenklimabedingungen angepasste Bauweise zum Teil widersprechen.
Am Beispiel eines Labor- und Verwaltungsgebäudes für ein Energieunternehmen wurden Rahmenbedingungen, Möglichkeiten und Grenzen für eine klimagerechte bzw. energieeffiziente Corporate Architecture exemplarisch für die gemäßigte und trockenwarme Klimazone ausgelotet.
Bewertung verschiedener Berechnungsansätze für Energiebilanzen am Beispiel der Sanierung eines denkmalgeschützten Bestandsgebäudes
| Studierende: | Drechsel, Mandy |
| Betreuung: | Dr.-Ing. Ayman Bishara Dipl.-Ing. Dirk Weiß |
| Abschlussjahr: | 2014 |
Mit zunehmendem Interesse an der energetischen Situation von Gebäuden, gewinnt die kritische Auseinandersetzung mit den zugrundeliegenden Berechnungsansätzen der Energiebilanzen an Bedeutung. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem vereinfachten Modell des Passivhausprojektierungspaketes und der dynamischen Simulation von EnergyPlus. Aufbauend auf eine Beschreibung beider Programme, werden deren Berechnungsansätze analysiert, um möglichst identische Randbedingungen für die anschließende Simulation herauszuarbeiten. Diese erfolgt an einem im Rahmen des europäischen Projektes 3ENCULT ausgewähltem denkmalgeschützten Gebäude im Zustand vor und nach der Sanierung. Davon ausgehend werden vier Varianten erstellt, mit deren Hilfe der Einfluss der unterschiedlichen Parameter Fläche, Volumen und Wärmebrücken auf die Ergebnisse ermittelt wird.
Validierung der Anlagenmodelle BHKW und Photovoltaik im EnergyPlus
| Studierende: | Dube, Stefanie |
| Betreuung: | Dipl.-Ing. Dirk Weiß |
| Abschlussjahr: | 2014 |
Die Diplomarbeit verfolgt das Ziel, Anlagenmodelle eines Blockheizkraftwerks und einer Photovoltaikanlage in der SimulationssoftwareEnergyPlus bereitzustellen. Dazu wurden Messwerte des Referenzobjektes Ludmilla Wohnpark in Landshut aufbereitet und in das Programm eingepflegt. Nachfolgend wurden verschiedene Untersuchungen und Testversuche durchgeführt, um die Anlagensysteme zu validieren und anzupassen. Der Schwerpunkt der Arbeit lag dabei auf der Einstellung der Steuerung und der ausführlichen Dokumentation der notwendigen Arbeitsschritte.
Numerische Simulation von Gefrierprozessen in porösen Medien
| Studierende: | Sontag, Luisa |
| Betreuung: | Dr. Andreas Nicolai |
| Abschlussjahr: | 2012 |
Die Arbeit beschäftigt sich mit der Eisbildung in porösen Medien. Ziel war es ein numerisches Modell zu entwickeln, welches als Erweiterung für das Simulationsprogramm Delphin dienen soll. Dafür wurden physikalische und mathematische Grundlagen behandelt und die Randbedingungen für die Kristallisation festgelegt. Für den Algorithmus der Eisbildung wurden verschiedene Varianten auf Plausibilität, Performance sowie Robustheit untersucht und anschließend in Delphin implementiert. Der Schwerpunkt der Arbeit lag in der Entwicklung des numerischen Modells und dessen Berechnung mittels geeigneter mathematischer Verfahren.
Untersuchung der Auslegungskriterien thermischer Speicher beim Einsatz von Blockheizkraftwerken
| Studierende: | Scholz, Christian |
| Betreuung: |
Prof. Dr.-Ing. John Grunewald Prof. Dr. Ing. Clemens Felsmann (Fakultät Maschinenwesen, Institut für Energietechnik) |
| Abschlussjahr: | 2012 |
2012
Während der Untersuchungen soll die gesamte Prozesskette, beginnend bei der Gebäudemodellierung, gefolgt von Lastdefinitionen eines Blockheizkraftwerkes bis hin zu Wärmespeichermodellen mit Hilfe verschiedener Simulationswerkzeuge betrachtet werden. Die Möglichkeiten und Grenzen der Modellierung eines Gebäude-BHKW-Speicherverbundbetriebes sind aufzuzeigen und zu werten. Die numerische Simulation des Gebäudes und der Speicherkonstruktion sollen dabei im Fokus der Betrachtungen stehen.
Verfahrensweise zur Erstellung von Konzepten zur Energieversorgung durch Blockheizkraftwerke für Wohngebäude.
| Studierende: | Köhn, Susanne |
| Betreuung: |
Prof. Dr.-Ing. John Grunewald Prof. Dr. Ing. Clemens Felsmann (Fakultät Maschinenwesen, Institut für Energietechnik) |
| Abschlussjahr: | 2010 |
Eine umweltschonende, zuverlässige und ökonomisch tragfähige Energieversorgung kann nur durch technische und wirtschaftliche Entwicklungen erreicht werden. Dabei muss die Verwendung von erneuerbaren Energien erhöht und eine Steigerung der Energieeffizienz ermöglicht werden. Der steigende Bedarf an Energie bedingt eine grundlegende Veränderung der bestehenden Energieversorgungsstrukturen. Dies kann nur durch eine Verknüpfung von Stromerzeugern, Speichermedien, Verbrauchern, Stromnetz und deren Steuerung mit modernster Informationstechnik gewährleistet werden. Insbesondere in der Gebäudesanierung steckt ein enormes Einsparpotential. Wie die Untersuchungen bestätigt haben, kann mittels einer energetischen Sanierung der Gebäudehülle sowie dem Einsatz effizienter Gebäudetechnik [Heizung, Lüftung, Beleuchtung, etc.] der Energieverbrauch deutlich reduziert werden. Weiterhin besitz das Nutzerverhalten einen wesentlichen Einfluss auf den Energiebedarf. Daher sollte bei der Planung das Verhalten einzelner Nutzergruppen berücksichtigt werden. Eine Versorgung über Nahwärme mit Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen kann grundlegend als sinnvolle und wirtschaftliche Alternative gegenüber der getrennten Erzeugung von Wärme und Strom bezeichnet werden, vorausgesetzt die Heizungsanlagen und sämtliche Komponenten sind richtig dimensioniert. Für Wohnhäuser mit guter thermischer Isolierung machen diese Anlagen kaum Sinn: der Wärmebedarf ist zu gering. Demgegenüber könnte durch eine Umstellung auf stromgeführten Betrieb und den Einsatz saisonaler Wärmespeicher auf eine Spitzenlastheizung
verzichtet werden. Weiterhin besteht die Möglichkeit die überschüssige Wärme im Sommer für den Antrieb von Sorptionskältemaschinen zu nutzen. Durch die Erhöhung der Vollbenutzungsstunden kann die Anlage wirtschaftlicher werden. Ferner könnte aus diesem Grund das Stromnetz entlastet werden, da Lastspitzen entfallen und sich Wärme einfacher und kostengünstiger speichern lässt.
Adaptive Hydrophobierung zum Schutz Schlagregen belasteter Ziegelfassaden
| Studierende: | Heinze, Philipp |
| Betreuung: |
Dr.-Ing. Rudolf Plagge |
| Abschlussjahr: | 2009 |
Im Zuge der Bestrebungen zur Sanierung bestehenden Bausubstanz werden verstärkt Innendämmmaßnahmen durchgeführt. Als eine Folge der Dämmung gelangt weniger Wärme in die Konstruktion und die Gefahr eine Frostschädigung steigt, insbesondere bei Ziegelkonstruktionen. Die Auswahl eines geeigneten Innendämmsystems erfordert in der Regel die allgemeine Kenntnis der Schlagregenbedingungen der Konstruktion und der äußeren ggf. hydrophobiertenSchicht. Es werden umfangreiche Unteruchungen im Labor und simulationstechnisch geführt, um eine allgemeine Wirksamkeit geeigneter Innendämmsysteme in Kombination mit Hydrophobierungen einschätzen zu können.