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Planung und Implementation eines interaktiven, quelloffenen Digitalen Zwillings der Stadt Leipzig in einer VR-Umgebung mit Fokus auf Stadtbeleuchtung
No full textThis thesis deals with the interdisciplinary challenges of creating a digital twin. The goal of a digital twin is to map real processes as a virtual construct and to use this mapping to obtain suggestions for the real implementation. The department of geodesy and the department of computer science have to work together to achieve this goal. Specifically, the work deals with the creation of a digital twin of the city of Leipzig, which allows placing lanterns, dynamically adjust the time and create a screenshot to have a reference for the real implementation. To verify the implementation, an expert interview is conducted, asking professionals in urban lighting whether the implementation based on the developed methodology is suitable for permanent use. At the end, it is summarized that the way of implementation still needs improvement. In addition to urban lighting, this paper also discusses the differences of data formats such as CityJSON with GLTF or gray-level elevation maps with quadmeshes, and presents an approach of conversion pipelines to automate the conversion of these data formats. The result is a program, written in Godot and playable in VR, with which the user can place, select and delete streetlamps in a virtual representation of the Große Fleischergasse of Leipzig's city center, as well as change the time and change the light properties of individual or multiple lanterns. Also, screenshots can be created. In the paper, the theoretical approaches to this application are broken down.:Abstract
Glossar
Abkürzungsverzeichnis
Abbildungsverzeichnis
Quelltextverzeichnis
1 Einleitung
2 Ziele und Anforderungen
2.1 Unterscheidung von Datenstrukturen
2.1.1 Raster basierte Datenstrukturen
2.1.2 Vektorbasierte Datenstrukturen
2.2 Erarbeiten der Architektur
2.3 Verallgemeinerung zu einer Pipeline
2.4 Integration synthetischer Daten
2.5 Benutzung in VR und Sammeln von Benutzererfahrung
2.6 Evaliueren von Marktanforderungen
3 3D Daten
3.1 Level of Detail
3.2 Datenherkunft
3.3 Datenkompatibilität
3.3.1 Geodaten Häuser und Straßen
3.3.2 Shape
3.3.3 OpenStreetMap
3.3.4 CityGML
3.4 Konvertierung als Datenbank
3.5 Geodaten Oberflächendaten
3.5.1 XYZ Daten
3.5.2 LAZ und LAS
3.6 Mesh Daten
3.7 Punktdaten
3.8 Liniendaten
3.9 Physical based Rendering
3.10 Prozedurale Generierung
3.11 Fotogrammetrie
3.12 Re-Rendering of Outdoor Scene for Foto Extrapolation
3.13 Punktwolken
3.14 Synthetische Daten
3.15 Zieldatenformate
3.15.1 FBX
3.15.2 GLTF
3.15.3 CAD
3.15.4 USD
3.16 Mesh
3.17 Höhenkarten
3.18 Bibliotheken und Hilfsprogramme
3.18.1 GDAL
3.19 Anforderungen
3.20 Chunksystem
3.20.1 Umrechnung von Gradsysteme
3.21 Quadtree
3.21.1 Konvertierungspipelines
3.21.2 Engine unabhängiger Ansatz
3.22 Prozessmodellierung
4 Engine Vergleich
4.1 Übersicht
4.2 Unreal Engine
4.3 Unity Engine
4.4 Godot
4.4.1 Godot Addons
5 Virtual Reality
5.1 VR
5.2 CAVE Systeme
6 Umsetzung
6.1 Projektstruktur und Aufbau Programm
6.2 Programmfunktionsweise
6.2.1 Finale Szene
7 Marktanforderung
7.1 Qualitative Befragung
7.1.1 Thema
7.1.2 Tätigkeit
7.1.3 Erkenntnisinteressen
7.1.4 Forschungsfragen
7.1.5 Forschungsethik und Datenschutz
7.1.6 Vorführung
7.1.7 Befragung
7.1.8 Auswertung der Befragung
7.1.9 Auswertung
7.1.10 Marktanalyse
8 Zusammenfassung und Ausblick
8.1 Zusammenfassung
8.2 Ausblick
A Anhang
A.1 Quelltext
Literaturverzeichnis
A.1 SelbstständigkeitserklärungDiese Arbeit beschäftigt sich mit dem interdisziplinären Zusammenhang beim Erstellen eines Digitalen Zwillings. Ziel bei einem Digitalen Zwilling ist es, reale Prozesse als virtuelles Konstrukt abzubilden und die Abbildung zu nutzen, um Vorschläge für die reelle Umsetzung erhalten. Es müssen Fachbereiche der Geodäsie und der Informatik zusammenarbeiten, um dieses Ziel zu erreichen. Konkret beschäftigt sich die Arbeit mit der Erstellung eines digitalen Zwillings der Stadt Leipzig, welcher es ermöglicht Laternen zu platzieren, die Zeit dynamisch einzustellen und ein Bildschirmfoto zu erstellen, um eine Referenz für die reale Umsetzung zu haben. Um die Idee zu verifizieren wird ein Experteninterview vorgenommen, welches Fachpersonal in der Stadtbeleuchtung befragt, ob die Methodik sich für einen dauerhaften Einsatz eignet. Am Schluss wird zusammengefasst, dass die Art der Umsetzung noch Verbesserungsbedarf hat. Neben der Stadtbeleuchtung wird in dieser Arbeit auch auf die Unterschiede von Datenformaten wie CityJSON mit GLTF oder grau stufige Höhenkarten mit Quadmeshes eingegangen sowie ein Ansatz von Konvertierungspipelines vorgestellt, um die Konvertierung dieser Datenformate zu automatisieren. Das Ergebnis ist ein Programm, geschrieben in Godot und spielbar in VR, mit welchem der Benutzer in einer virtuellen Darstellung der Großen Fleischergasse der Leipziger Innenstadt, Straßenlaternen platzieren, auswählen und löschen kann, sowie die Zeit ändern und die Lichteigenschaften einzelner oder mehrerer Laternen ändern kann. Ebenfalls können Bildschirmfotos erstellt werden. In der Arbeit werden die theoretischen Ansätze zu dieser Anwendung aufgeschlüsselt.:Abstract
Glossar
Abkürzungsverzeichnis
Abbildungsverzeichnis
Quelltextverzeichnis
1 Einleitung
2 Ziele und Anforderungen
2.1 Unterscheidung von Datenstrukturen
2.1.1 Raster basierte Datenstrukturen
2.1.2 Vektorbasierte Datenstrukturen
2.2 Erarbeiten der Architektur
2.3 Verallgemeinerung zu einer Pipeline
2.4 Integration synthetischer Daten
2.5 Benutzung in VR und Sammeln von Benutzererfahrung
2.6 Evaliueren von Marktanforderungen
3 3D Daten
3.1 Level of Detail
3.2 Datenherkunft
3.3 Datenkompatibilität
3.3.1 Geodaten Häuser und Straßen
3.3.2 Shape
3.3.3 OpenStreetMap
3.3.4 CityGML
3.4 Konvertierung als Datenbank
3.5 Geodaten Oberflächendaten
3.5.1 XYZ Daten
3.5.2 LAZ und LAS
3.6 Mesh Daten
3.7 Punktdaten
3.8 Liniendaten
3.9 Physical based Rendering
3.10 Prozedurale Generierung
3.11 Fotogrammetrie
3.12 Re-Rendering of Outdoor Scene for Foto Extrapolation
3.13 Punktwolken
3.14 Synthetische Daten
3.15 Zieldatenformate
3.15.1 FBX
3.15.2 GLTF
3.15.3 CAD
3.15.4 USD
3.16 Mesh
3.17 Höhenkarten
3.18 Bibliotheken und Hilfsprogramme
3.18.1 GDAL
3.19 Anforderungen
3.20 Chunksystem
3.20.1 Umrechnung von Gradsysteme
3.21 Quadtree
3.21.1 Konvertierungspipelines
3.21.2 Engine unabhängiger Ansatz
3.22 Prozessmodellierung
4 Engine Vergleich
4.1 Übersicht
4.2 Unreal Engine
4.3 Unity Engine
4.4 Godot
4.4.1 Godot Addons
5 Virtual Reality
5.1 VR
5.2 CAVE Systeme
6 Umsetzung
6.1 Projektstruktur und Aufbau Programm
6.2 Programmfunktionsweise
6.2.1 Finale Szene
7 Marktanforderung
7.1 Qualitative Befragung
7.1.1 Thema
7.1.2 Tätigkeit
7.1.3 Erkenntnisinteressen
7.1.4 Forschungsfragen
7.1.5 Forschungsethik und Datenschutz
7.1.6 Vorführung
7.1.7 Befragung
7.1.8 Auswertung der Befragung
7.1.9 Auswertung
7.1.10 Marktanalyse
8 Zusammenfassung und Ausblick
8.1 Zusammenfassung
8.2 Ausblick
A Anhang
A.1 Quelltext
Literaturverzeichnis
A.1 Selbstständigkeitserklärun
Afar Earth School: prototype Schularchitektur für nachhaltige Bildung und Frieden in Ethiopia
No full textDiese Broschüre ist die Zusammentragung der Rechercheergebnisse und Gestaltungsansätzen zu Jasper Runges Bachelorarbeit 'AFAR EARTH SCHOOL'.
Das 'Ethiopian Ministry of Education' rief Architekt*Innen dazu auf, für die vom Bürgerkrieg zerstörten Schulgebäude neue Bildungseinrichtungen zu entwickeln. Die Bachelorarbeit behandelt die aride Afar Region, in der extremes Klima auf Materialknappheit und schlechte Infrastruktur trifft. Die Herausforderung war
es ausschließlich Lokal zu produzieren und zu bauen. Es werden keine Investitionen von außerhalb benötigt und die Eigenständigkeit der lokalen Gemeinschaften steht im Mittelpunkt. Im Kontext der 'Great Green Wall' trägt die Schule aus Lehm dazu bei die Abholzung und die vom Klimawandel bedingte Desertifikation der Subsaharastaaten aufzuhalten.:Vorwort 1
Aufgabenstellung 2
Ethiopia 4
Allgemein 5
Krieg 6
Schule 8
Afar 10
Gestaltungskriterien 14
Architektur, Krieg und Frieden 15
Gegebenheiten vor Ort 16
Ressourcen 17
Klima 18
Material 19
Die Entstehung einer Siedlung und seiner Schule 20
Referenzen 24
Entwurf 30
Verortung 31
Standortanalyse 34
Entwicklungsflächen 38
Raumprogramm 39
Strategien 40
Methoden 41
Konstruktion 43
Pläne 45
Modellfotos 53
Abbildungsverzeichnis 60
Quellenverzeichnis 6
Evaluation der Software WinIBW3 und pica-rs im Kontext der Steigerung der Informationsqualität an der Deutschen Nationalbibliothek
No full textInformationsqualität ist nicht nur für Wirtschaftsunternehmen, sondern auch für die Deutsche
Nationalbibliothek von großer Bedeutung, da durch eine hohe Qualität ein gutes Retrieval
gewährleistet werden kann. Weiter kann die Bibliothek ihren Ansprüchen als datenliefernde
Einrichtung gerecht werden. Für den Erhalt und die Steigerung der Informationsqualität im
Rahmen von qualitätssichernden Maßnahmen werden die Softwares WinIBW3 und pica-rs
eingesetzt.
In dieser Arbeit werden diese vergleichend evaluiert, mit dem Ziel, diese anhand von vorab
definierter Wertekriterien zu prüfen, um so Vor- und Nachteile auszuarbeiten. Die leitende
Forschungsfrage lautet dabei: Inwiefern unterscheiden sich die Funktionalitäten von WinIBW
und pica-rs im Kontext der Steigerung der Informationsqualität an der Deutschen
Nationalbibliothek und wie können diese Unterschiede bewertet werden?
Um diese zu beantworten, wird der Begriff der Informationsqualität mit seinen Dimensionen
umfassend definiert und die Wertekriterien Datenexploration, die Prüfung von Datenfeldern
und -inhalten und die Dublettenkontrolle dargelegt. Diese werden anschließend in der
Evaluation anhand von WinIBW3 und pica-rs überprüft.
Im Ergebnis zeigt sich, dass pica-rs der WinIBW3 überlegen ist. Es ist daher empfehlenswert,
die datenanalytischen Bestandteile der Qualitätssicherung mit pica-rs durchzuführen, um von
den in dieser Arbeit vorgestellten Vorteilen profitieren zu können.:1. Einleitung 1
2. Informationen und Informationsqualität 2
2.1 Informationsqualitätsprobleme und ihre Ursachen 6
2.2 Maßnahmen zur Steigerung der Informationsqualität 7
3. Erschließungspraxis an der Deutschen Nationalbibliothek 13
4. Evaluation der WinIBW3 und pica-rs im Kontext der Steigerung der Informationsqualität 17
4.1 Softwarevorstellung 18
4.2 Datenexploration 24
4.3 Prüfung von Feldern und Feldinhalten 27
4.3.1 Schreiben von Testdatensätzen 29
4.3.2 Eingrenzung des Gesamtdatenabzugs 31
4.3.3 Prüfung mit pica-rs 32
4.3.4 Prüfung mit der WinIBW 36
4.4 Dublettenkontrolle 41
4.5 Diskussion der Ergebnisse 44
5. Fazit 46
Literaturverzeichnis 48
Anhang 51
Eidesstattliche Erklärung 5
Aufbau virtueller Versuchsanlagen und deren Nutzung in Lehrveranstaltungen zur Automatisierungstechnik
No full textIn der Ingenieursausbildung ist die Arbeit an Anlagen und Maschinen ein wesentlicher Baustein, um
die Anwendbarkeit, Möglichkeiten und Grenzen der in der Theorie vermittelten Methoden an praktischen
Problemstellungen zu erproben und einschätzen zu lernen. Zu diesem Zweck werden an vielen
Hochschulen und Universitäten unterschiedliche Versuchsanlagen eingesetzt. Die Errichtung und
der Betrieb solcher Anlagen erfordern jedoch Platz und sind typischerweise mit hohem Einsatz personeller
und finanzieller Ressourcen verbunden. Dieser Beitrag betrachtet den Einsatz virtueller Versuchsanlagen
als eine mögliche Ergänzung der bestehenden Laborinfrastruktur. Virtuelle Anlage sind
solche, die nicht physisch existieren, sondern deren dynamisches Verhalten simuliert und in einer
3D-Visualisierungen auf einem Monitor oder in einer VR-Brille dargestellt werden kann. Virtuelle Anlagen
haben gegenüber realen Versuchsanlagen viele Vorteile in Bezug auf die Dauer und Kosten für
deren Realisierung, sowie deren Erweiterung und Anpassung an neue Lehrinhalte und die Skalierung
und Vervielfältigung für den Einsatz in Praktika. Auf der anderen Seite müssen Laboringenieure für
die Entwicklung, Pflege und Instandhaltung virtueller Anlagen über andere Kompetenzen (insb. im
Bereich der IT und Programmierung) verfügen, als bei realen Anlagen. Zudem wird für den Betrieb
solcher Anlagen zusätzliche Soft- und Hardware benötigt. Am Beispiel eines virtuellen Aufzugs beschreibt
dieser Beitrag im Einzelnen diese Vor- und Nachteile und gibt Hinweise für den Einsatz einer
virtuellen Anlage in Praktika und Übungen
Analyse und Anpassung ausgewählter Optimierungsverfahren für den Digitalen Zwilling von Verdichteranlagen
No full textDigitale Zwillinge werden in der Betriebsphase einer Maschine oder Anlage für verschiedene Fragestellungen
angewendet, bspw. für die Zustandserkennung. Voraussetzung dafür ist, dass der Digitale
Zwilling über Modelle des Anlagenverhaltens verfügt, die verschiedene Zustände, einschließlich von
Fehlerzustände, adäquat beschreiben. Ein wesentlicher Aspekt dabei ist die Identifikation der Modellparameter.
Dieser Beitrag dient der Analyse und Anpassung ausgewählter Optimierungsmethoden
(gradientenbasierter Verfahren und ein Partikelschwarmoptimierer) am Beispiel von Modellen für
Kompressoren und Turbinenanlagen. Dazu wird mit einem analytischen Ansatz ein Modell einer realen
Kompressoranlage erstellt. Um die Qualität der Optimierungsergebnisse vergleichen zu können,
wird eine Fehlermetrik eingeführt. Das Verhalten der Optimierer wird unter den folgenden realistischen
Fehlerszenarien ermittelt: Fehler in den Modellparametern, Rauschen, initialer Abstand vom
Optimum, fehlerhaft Messstellen (ohne und mit Detektion). Zur numerischen Bewertung der Identifizierbarkeit
werden zwei Kriterien eingeführt
Standardisierte Vorgehensweise zur Parametrisierung von sandigen Böden für das hypoplastische Stoffgesetz
No full textMit dem Ziel der Entwicklung einer standardisierten Vorgehensweise zur Parametrisierung
von sandigen Böden beschäftigt sich diese Arbeit mit aktuellen Methoden
zur Bestimmung der Stoffparameter für das hypoplastische Stoffgesetz mit intergranularen
Dehnungen. Mit seiner Dissertation zu dem Thema „Hypoplastizität
und Granulometrie einfacher Korngerüste“ etablierte HERLE (1997) eine bis heute
weitestgehend übernommene Methode zur Ermittlung der acht Stoffparameter des
hypoplastischen Grundmodells aus bodenmechanischen Standardversuchen. In
den letzten Jahren wurden weitere Ansätze entwickelt, die auf den Überlegungen
von HERLE beruhen [...]. Mit dem Minimalistic Experimental Programme von MAŠÍN (2019) und dem Online-Kalibrierungs-Tool ExCalibre des SOILMODELS-Projekts stehen allen Anwender*innen des Stoffgesetzes zwei Methoden einer solchen vereinfachten Vorgehensweise zur Verfügung. Zudem entspricht die Kalibrierung der Stoffparameter durch Anpassung der Simulationskurven an Messkurven in Element-Test-Simulationen dem
Stand der Technik. Eine vergleichende Prüfung der genannten Methoden auf
Grundlage der gleichen Versuchsdaten erfolgte bisher nicht. Die unterschiedlichen
Parametrisierungsansätze werden in dieser Arbeit am gut dokumentierten
und vielfach verwendeten Karlsruhe-Sand getestet. Es werden insgesamt acht Parametersätze ermittelt und dessen Simulationsergebnisse miteinander verglichen.
Auf Grundlage dieser Ergebnisse wird ein Vorschlag einer standardisierten Vorgehensweise zur Parametrisierung der acht Stoffparameter des hypoplastischen
Grundmodells gemacht [...]. Über die Parametrisierung
der zusätzlichen fünf Stoffparameter der Erweiterung der intergranularen
Dehnungen wird ein aktueller Überblick erarbeitet, da die Durchführung
der speziellen erforderlichen bodenmechanischen Laborversuche im Rahmen der
Arbeit nicht möglich war.:1 EINFÜHRUNG
2 DAS HYPOPLASTISCHE STOFFGESETZ FÜR NICHTBINDIGE BÖDEN
2.1 MECHANISCHES VERHALTEN VON NICHTBINDIGEN BÖDEN
2.2 HYPOPLASTISCHE STOFFGESETZE
2.2.1 Allgemeine Formulierung des hypoplastischen Stoffgesetzes nach VON WOLFFERSDORFF
2.2.2 Small Strain Stiffness - Intergranulare Dehnungen nach NIEMUNIS UND HERLE
3 ZUR PARAMETRISIERUNG DER HYPOPLASTISCHEN STOFFPARAMETER MIT INTERGRANULAREN DEHNUNGEN
3.1 PARAMETERBESTIMMUNG ANHAND VON LABORVERSUCHEN
3.1.1 Versuche und Methoden zur Parametrisierung der Stoffparameter
3.1.2 Vorschlag eines Prüfprogramms zur Parametrisierung der hypoplastischen Stoffparameter
3.2 PARAMETERKALIBRIERUNG MIT EXCALIBRE
4 BESCHREIBUNG DES NICHTBINDIGEN BODENS UND LABORVERSUCHE
4.1 BESCHREIBUNG DES BODENMATERIALS
4.2 ERLÄUTERUNG DER ERFORDERLICHEN LABORVERSUCHE
4.2.1 Schüttkegelversuch
4.2.2 Ödometerversuch
4.2.3 Triaxialversuch
4.3 LABORVERSUCHE AM KARLSRUHE-SAND
4.3.1 Schüttkegelversuche
4.3.2 Ödometerversuche
4.3.3 Triaxialversuche
5 PARAMETRISIERUNG DER HYPOPLASTISCHEN STOFFPARAMETER
5.1 PARAMETRISIERUNG NACH HERLE
5.2 PARAMETRISIERUNG ANHAND VON ELEMENT-TEST-SIMULATIONEN
5.3 PARAMETRISIERUNG MIT EXCALIBRE
5.4 ZUSAMMENFASSUNG DER KALIBRIERTEN PARAMETERSÄTZE
6 VALIDIERUNG DER STOFFPARAMETER
6.1 REFERENZVERSUCHE ZUR VALIDIERUNG DER PARAMETERSÄTZE
6.2 SIMULATIONEN DER REFERENZVERSUCHE
6.3 AUSWERTUNG UND VERGLEICH DER SIMULATIONS- UND MESSKURVEN
6.4 ZUSAMMENFASSUNG DER VALIDIERUNGSERGEBNISSE
7 ENTWICKLUNG DER STANDARDISIERTEN VORGEHENSWEISE ZUR PARAMETRISIERUNG VON SANDIGEN BÖDEN FÜR DAS HYPOPLASTISCHE STOFFGESETZ
7.1 BEURTEILUNG DER UNTERSUCHTEN PARAMETRISIERUNGSANSÄTZE
7.2 VORSCHLAG EINER STANDARDISIERTEN VORGEHENSWEISE ZUR PARAMETRISIERUNG
7.3 FEHLERQUELLEN UND WEITERE UNTERSUCHUNGEN ZUR VALIDIERUNG DES VORSCHLAGS
7.4 ZUSAMMENFASSUNG
8 FAZIT UND AUSBLICK
9 LITERATURVERZEICHNI
Entwicklung und Analyse von Modellen für energetische Gebäude- und Anlagensimulationen mit Geothermie auf Quartiersebene
No full textDas Ziel der Klimaneutralität Deutschlands bis zum Jahr 2045 stellt unter anderem den Gebäudesektor vor große Herausforderungen. In den letzten Jahren wurde zunehmend erkennbar, dass die Wärmewende einen wichtigen Beitrag zur Klimaneutralität leisten muss. Diese Masterarbeit leistet einen Beitrag zur Wärmewende, indem ein Modell zur thermischen Simulation von Quartieren, die geothermisch versorgt werden sollen, entwickelt und analysiert wird.
Neben der dynamischen Simulation von Quartieren wird besonderer Wert auf die Integration der Anlagentechnik in Form von Wärmepumpen, Förderpumen, Speichern und Heizsystemen gelegt, um die definierte Forschungslücke von einerseits sehr performanten und stark vereinfachten Modellen und andererseits sehr detaillierten Simulationen, die einzelne Gebäude betrachten, zu schließen. Des Weiteren sind innerhalb dieser Arbeit unterschiedliche Nutzungszusammensetzung und Standorte des Quartiers zu realisieren. Das Quartiersmodell wird mithilfe der Modelica-Bibliothek GreenCity in der Simulationsumgebung SimulationX erstellt, da diese eine große Auswahl an Elementen bereitstellt, um die genannte Zielstellung zu erreichen.
Umgesetzt werden diese Ziele, indem ein Quartiersmodell entwickelt wurde, dessen
Gebäude durch ein kaltes Nahwärmenetz verbunden sind. Jedem Gebäude kann eine von vier Nutzungsarten (Wohnen, Bildung, Büro, Einzelhandel) zugewiesen werden. Jedes Gebäude wird außerdem durch drei zusammenfassende Modelica-Elemente, in denen sich Untermodelle befinden, modelliert. Diese beschreiben den Netzanschluss, die Anlagentechnik und das Gebäude. Die Anlagentechnik beinhaltet eine Wärmepumpe, einen Heizpufferspeicher sowie die Möglichkeit der Kühlung des Gebäudes mittels Plattenwärmeübertrager. Das Gebäude selbst beinhaltet die Simulation einer Fußbodenheizung und wird durch eine Zone berechnet.:1 Einleitung
1.1 Hintergrund
1.2 Motivation und Präzisierung der Aufgabenstellung
2 Stand der Technik
2.1 Quartiersdefinitionen
2.2 Dynamische Gebäudesimulation auf Quartiersebene
3 Modellierung
3.1 Grundlegende Modellstruktur und Gebäudemodell
3.2 Erweiterung zum Quartiersmodell
3.3 Modellparameter
3.3.1 Umweltparameter
3.3.2 Gebäudeparameter
3.3.3 Anlagenparameter
3.3.4 Wärmenetzparameter
3.3.5 Simulationsparameter
4 Anwendung der Simulationsmodelle
4.1 Modell zur Verifikation
4.2 Modell zur Validierung
4.3 Angewendetes Quartiersmodell
5 Ergebnisse
5.1 Ergebnisse der Verifikation
5.2 Ergebnisse der Validierung
5.3 Ergebnisse des Quartiermodells
6 Diskussion
6.1 Quartiermodell
6.2 Verifikation und Validierung
7 Zusammenfassung und Ausblic
Städte unter Wachstumsdruck: Stadtwohnen in Leipzig
No full textDie Bevölkerung in Deutschland wird bis zum Jahr 2035 auf mehr als 83,1 Mio. Menschen wachsen. Die Nachfrage nach preisgünstigem Wohnraum in den Innenstädten wächst schneller als das Angebot. Im Zuge dieser starken Nachfrage werden immer mehr Flächen für Nachverdichtungsprojekte in Anspruch genommen. Gleichzeitig ist die Nachfrage nach den eigenen vier Wänden im Grünen hoch. Das Einfamilienhaus ist nach wie vor eine sehr beliebte Wohnform und wird von einem erheblichen Teil der deutschen Bevölkerung noch immer bevorzugt, nicht zuletzt aus dem Grund, dass in den wachsenden Großstädten die Miet- und Bodenpreise steigen. Zudem werden auch in Leipzig die innerstädtischen Bauflächen knapp. Dies alles führt zu einer vermehrten Nachfrage an Siedlungsflächen am Stadtrand
Die evangelisch-lutherische Kirche St. Pankratius in Lucka: Bauzustandsanalyse, Tragwerksuntersuchung und Sanierungskonzepte für den Dachstuhl der Pfarrkirche
No full textDie evangelische St. Pankratius-Kirche in Lucka wird aktuell genutzt und dient wöchentlich zehn bis 20 Menschen als Ort der Messe. Die Kirche befindet sich zu Teilen in einem sanierungsbedürftigen Zustand, vor allem im Dachstuhl sind Schäden an der historischen Bausubstanz nicht zu übersehen. Zum Erhalt dieses Baudenkmals ist neben der Sanierung und konstruktiven Ertüchtigung auch ein Konzept zur erweiterten Nutzung geplant. In Anbetracht sinkender Mitgliederzahlen der Kirche ist eine Erweiterung des kulturellen Angebotes in diesem Gotteshaus notwendig, um die aktive Nutzung auch in den nächsten Jahrzehnten sicherzustellen. Diese Thesis soll als Vorarbeit und Grundlage für die Umsetzung von Sanierungsmaßnahmen dienen. Darin soll zum Einen die Tragkonstruktion des Daches vermessen und aus statischer Sicht betrachtet werden. Zum Anderen erfolgt eine Bauzustandsanalyse, welche Schadensuntersuchungen und Sanierungsempfehlungen beinhaltet.:1. Einleitung
1.1. Motivation
1.2. Aufbau der Arbeit
2. Vorstellung des Objektes
2.1. Geschichtliche Einordnung
2.2. Beschreibung der Kirche
3. Vermessung und Aufnahme des Dachstuhls
3.1. Messtechnik und Messablauf
3.2. Bestandsaufnahme
3.2.1. Bauteile
3.2.2. Tragwerk
3.2.3. Verbindungen
3.2.4. Bauteilquerschnitte
3.2.5. Visuelle Sortierung und Festigkeit
3.2.6. Verformungen
3.3. Überführung in ein 3D-Modell
4. Holz als Baustoff
4.1. Allgemein
4.2. Bemessung von Holz
4.3. Versagensmechanismen im Holzbau
4.4. Materialkennwerte von Holz
5. Lastannahme nach DIN EN 1991-1
5.1. Eigenlasten
5.2. Nutzlasten
5.3. Schneelasten
5.4. Windlasten
5.5. Zusammenfassung Lastfälle
6. Bildung des statischen Modells
6.1. Kraftfluss
6.2. Modellierung der Verbindungen
6.3. Tragverhalten
6.4. Statische Systeme
7. Statische Nachweise des Ist-Zustandes
7.1. Szenario 1 - System intakt
7.2. Szenario 2 - Ausfall Sparrenfußpunkt
8. Erfassen der Schadensbilder
8.1. Untersuchungen
8.1.1. Visuelle Untersuchungen
8.1.2. Feuchtemessung
8.1.3. Nachweis Sulfat und Bor
8.1.4. Nachweis chlorierter Kohlenwasserstoffe
8.1.5. Bestimmung der Käfernagsel
8.2. Bestimmung der Holzarten
8.3. Fotodokumentation
9. Schadensursachen
9.1. Biologische Einflüsse
9.1.1. Pilzbefall
9.1.2. Insektenbefall 3
9.2. Mechanische Einflüsse
9.3. Bauphysikalische Einflüsse
10.Bauliche Maßnahmen
10.1. Konstruktiver Holzschutz
10.2. Chemischer Holzschutz
10.3. Instandsetzung und Ertüchtigung
11.Denkmalschutz
12.Wirtschaftlichkeitsanalyse
13.Sanierungskonzept
14.Statische Nachweise der Ertüchtigungen
15.ZusammenfassungThe protestant St. Pankratius church in Lucka is currently in use and serves ten to 20 people as a place of mass every week. Parts of the church require redevelopment, especially the roof truss showing damage to the historic structure. To preserve this architectural monument, in addition to the renovation and structural reinforcement, a concept for expanded use is foreseen. Given the church’s declining membership, expanding the cultural offerings in this house of worship is necessary to ensure its active use in the coming decades. This thesis aims to serve as preliminary work and a basis for implementing renovation measures. It consists of two parts: First, the roof’s supporting structure will be measured and examined from a structural point of view. Second, the condition of the building will be analysed, including an investigation of damages and recommendations for renovations.:1. Einleitung
1.1. Motivation
1.2. Aufbau der Arbeit
2. Vorstellung des Objektes
2.1. Geschichtliche Einordnung
2.2. Beschreibung der Kirche
3. Vermessung und Aufnahme des Dachstuhls
3.1. Messtechnik und Messablauf
3.2. Bestandsaufnahme
3.2.1. Bauteile
3.2.2. Tragwerk
3.2.3. Verbindungen
3.2.4. Bauteilquerschnitte
3.2.5. Visuelle Sortierung und Festigkeit
3.2.6. Verformungen
3.3. Überführung in ein 3D-Modell
4. Holz als Baustoff
4.1. Allgemein
4.2. Bemessung von Holz
4.3. Versagensmechanismen im Holzbau
4.4. Materialkennwerte von Holz
5. Lastannahme nach DIN EN 1991-1
5.1. Eigenlasten
5.2. Nutzlasten
5.3. Schneelasten
5.4. Windlasten
5.5. Zusammenfassung Lastfälle
6. Bildung des statischen Modells
6.1. Kraftfluss
6.2. Modellierung der Verbindungen
6.3. Tragverhalten
6.4. Statische Systeme
7. Statische Nachweise des Ist-Zustandes
7.1. Szenario 1 - System intakt
7.2. Szenario 2 - Ausfall Sparrenfußpunkt
8. Erfassen der Schadensbilder
8.1. Untersuchungen
8.1.1. Visuelle Untersuchungen
8.1.2. Feuchtemessung
8.1.3. Nachweis Sulfat und Bor
8.1.4. Nachweis chlorierter Kohlenwasserstoffe
8.1.5. Bestimmung der Käfernagsel
8.2. Bestimmung der Holzarten
8.3. Fotodokumentation
9. Schadensursachen
9.1. Biologische Einflüsse
9.1.1. Pilzbefall
9.1.2. Insektenbefall 3
9.2. Mechanische Einflüsse
9.3. Bauphysikalische Einflüsse
10.Bauliche Maßnahmen
10.1. Konstruktiver Holzschutz
10.2. Chemischer Holzschutz
10.3. Instandsetzung und Ertüchtigung
11.Denkmalschutz
12.Wirtschaftlichkeitsanalyse
13.Sanierungskonzept
14.Statische Nachweise der Ertüchtigungen
15.Zusammenfassun
Security als komplexe Anforderung an agile Softwareentwicklung: Erarbeitung eines Anwendungsmusters zur Betrachtung der IT-Security in agilen Entwickungszyklen anhand eines metadatengestützen Testing-Verfahrens
No full textAgile Softwareentwicklung steht mit seinen Prinzipien für offene Kollaboration, leichtgewichtige Rahmenwerke und schnelle Anpassung an Änderungen. Mit diesen Charakteristika konnte sich Problemen und Unzufriedenheit in der traditionellen Software-Entwicklung gewidmet werden. Auf der Seite der IT-Sicherheit haben sich allerdings vielfältige Herausforderungen offenbart. Mit Static Application Security Testing (SAST) und Dynamic Application Security Testing (DAST) wurden erste Lösungsansätze dafür geliefert. Eine zufriedenstellende Möglichkeit zur Integration von Security-Testing in agile Softwareentwicklung, insbesondere im Cloud-Kontext, stellen diese allerdings nicht dar.
Die vorliegende Arbeit soll unter folgender Fragestellung bearbeitet werden: Wie kann ein praktisches Konzept zur Betrachtung der Sicherheit von Anwendungs-Code, Container und Cluster innerhalb von agilen Entwicklungszyklen realisiert werden, wenn ein metadatenbasiertes Testverfahren verwendet werden soll? Das Ziel teilt sich damit in die Konzeption und Realisierung von zwei Aspekten: das metadatenbasierte Security-Testing von Code/Container/Cluster und den Entwicklungsablauf zur Anwendung des Testing-Verfahrens.
Ein Fallbeispiel der Webentwicklung wurde zur qualitativen Evaluation eines Prototypen herangezogen, welcher mittels Python und GitLab umgesetzt wurde. Nach Erläuterung der Rahmenbedingungen, konnten konkrete Szenarien eines Entwicklungsprozesses durchlaufen werden. Die qualitative Untersuchung zeigte eine erfolgreiche Erkennung von Schwachstellen unterschiedlicher Kategorien (z.B. Broken Access Control). Insgesamt konnte eine gute Einbettung in den beispielhaften Entwicklungsablauf beobachtet werden. Der Aufwand für die Pflege der Metadaten ist nicht zu vernachlässigen, jedoch sollte dieser aufgrund der Orientierung am etablierten OpenAPI Schema nicht zu stark gewichtet werden. Dies gilt insbesondere dann, wenn durch den Einfluss von Metadaten Mehrwerte (Durchführbarkeit, Schnelligkeit, Komfortabilität) generiert werden können.:1 Einleitung
1.1 Problembeschreibung
1.2 Zielstellung
1.3 Stand der Technik und Entwicklungsmethoden
1.4 Methodik
2 Theoretische und Technische Grundlagen
2.1 Grundlagen der agilen Software-Entwicklung
2.2 GitLab
2.3 Grundlagen zum metadatengestützten Security-Testing
3 Konzeption
3.1 Low-Level Modell (Testablauf)
3.2 Synthese der beispielhaften Testfälle
3.3 Beschreibungsdatei
3.4 High-Level Modell (Entwicklungsablauf)
4 Implementation
4.1 Testablauf
4.2 CI/CD Pipeline
4.3 Fallbeispiel der agilen Softwareentwicklung
5 Auswertung und Ausblic