Eine Plattform für die Wissenschaft: Bauingenieurwesen, Architektur und Urbanistik
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Ein Ansatz zur Optimierung des Luftströmungsverhaltens von Glas-Doppelfassaden unter Verwendung bionischer Prinzipien
Das architektonische Erscheinungsbild eines Gebäudes wird in hohem Maße von der formalen Gestaltung der Gebäudehülle geprägt. Um die bauphysikalische Funktionalität und damit das Gelingen des Gesamtkonzeptes zu gewährleisten, bedarf es in jedem Planungsprozess unter anderem einer Optimierung der individuell gewählten Fassenkonstruktion. Der im Rahmen dieser Arbeit vorgeschlagene Optimierungsansatz zur Steigerung der Effizienz von Glas-Doppelfassadensystemen beruht dabei auf den Konzepten der natürlichen Evolution, bei denen die Methoden der biologischen Vererbungslehre auf technische Fragestellungen übertragen werden. Zunächst werden in dieser Arbeit eingehend die experimentellen Untersuchungen an einem Fassadenmodell unter Verwendung der Particle Image Velocimetry vorgestellt, auf deren Grundlage die Computational Fluid Dynamics(CFD)-Anwendungen NAGARE und FLUENT erfolgreich validiert werden konnten. Die Verknüpfung der numerischen Strömungssimulation für den Auswertungsprozess einerseits und der evolutionären Algorithmen für eine effektive Systemoptimierung andererseits resultiert in der Software-Entwicklung der Applikation GeDeNa - Genetic Designing with NAGARE. Das hohe Leistungspotenzial dieser Kombination zur effizienteren Gestaltung strömungsmechanischer Systeme wird abschließend verdeutlicht und anhand einiger Beispiele veranschaulicht. Es sind weitere grundlegende Studien notwendig, um die Allgemeingültigkeit der numerisch berechenbaren Strömungen auf andere Bereiche auszudehnen. Dazu zählt zum Beispiel eine Validierung der CFD-Programme im Hinblick auf den Windeinfluss, dessen Berücksichtigung das nächste Hauptziel sein sollte. Der in dieser Arbeit allgemein betrachtete Temperaturunterschied zwischen Fassadenspalt und umgebender Luft sollte ebenfalls über den Einfluss der solaren Immissionen genauer erfasst und in eine geeignete Beziehung gesetzt werden.
Ein Ansatz zur Optimierung des Luftströmungsverhaltens von Glas-Doppelfassaden unter Verwendung bionischer Prinzipien
Das architektonische Erscheinungsbild eines Gebäudes wird in hohem Maße von der formalen Gestaltung der Gebäudehülle geprägt. Um die bauphysikalische Funktionalität und damit das Gelingen des Gesamtkonzeptes zu gewährleisten, bedarf es in jedem Planungsprozess unter anderem einer Optimierung der individuell gewählten Fassenkonstruktion. Der im Rahmen dieser Arbeit vorgeschlagene Optimierungsansatz zur Steigerung der Effizienz von Glas-Doppelfassadensystemen beruht dabei auf den Konzepten der natürlichen Evolution, bei denen die Methoden der biologischen Vererbungslehre auf technische Fragestellungen übertragen werden. Zunächst werden in dieser Arbeit eingehend die experimentellen Untersuchungen an einem Fassadenmodell unter Verwendung der Particle Image Velocimetry vorgestellt, auf deren Grundlage die Computational Fluid Dynamics(CFD)-Anwendungen NAGARE und FLUENT erfolgreich validiert werden konnten. Die Verknüpfung der numerischen Strömungssimulation für den Auswertungsprozess einerseits und der evolutionären Algorithmen für eine effektive Systemoptimierung andererseits resultiert in der Software-Entwicklung der Applikation GeDeNa - Genetic Designing with NAGARE. Das hohe Leistungspotenzial dieser Kombination zur effizienteren Gestaltung strömungsmechanischer Systeme wird abschließend verdeutlicht und anhand einiger Beispiele veranschaulicht. Es sind weitere grundlegende Studien notwendig, um die Allgemeingültigkeit der numerisch berechenbaren Strömungen auf andere Bereiche auszudehnen. Dazu zählt zum Beispiel eine Validierung der CFD-Programme im Hinblick auf den Windeinfluss, dessen Berücksichtigung das nächste Hauptziel sein sollte. Der in dieser Arbeit allgemein betrachtete Temperaturunterschied zwischen Fassadenspalt und umgebender Luft sollte ebenfalls über den Einfluss der solaren Immissionen genauer erfasst und in eine geeignete Beziehung gesetzt werden.
Ein Ansatz zur Optimierung des Luftströmungsverhaltens von Glas-Doppelfassaden unter Verwendung bionischer Prinzipien
Menzel, Stefan (Autor:in)
2004
196 Seiten, Bilder, Tabellen, Quellen
Hochschulschrift
Deutsch
Energietechnik - Glas-Doppelfassaden
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Glas-Doppelfassaden. Berechnung des sommerlichen Verhaltens
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