Die Arbeit befasst sich mit einem Programm, das dreidimensional gekrümmte Glasscheiben untersucht und als Hilfsmittel für Planer und Architekten dienen soll. Dabei werden diese Scheiben auf ihre Machbarkeit beziehungsweise Zulässigkeit untersucht und in einem nächsten Schritt gegebenenfalls optimiert. Oftmals entwerfen Planer Fassaden mit doppelt gekrümmten Gläsern, die nicht der Machbarkeit entsprechen.
Hierbei werden zulässige Grenzwerte der einzelnen Komponenten wie Glasscheibe, Unterkonstruktion und Haupttragwerk nicht beachtet. Dieses fehlende Wissen kann in der weiteren Planung zu großen Problemen führen und damit die Fortführung des Projektes gefährden. Daher sollten diese Gläser zukünftig bereits in der Formfindungsphase auf ihre Machbarkeit und Geometrieabmessungen untersucht werden.
Damit bei zukünftigen Projekten das Verfahren auch praktische Anwendung findet, wird anschließend ein Tool programmiert, das bei verschiedenen geometrischen Größen die ausgewählten Glasflächen oder Fassaden untersucht, auswertet und optimiert. Dieses Tool soll als Grundlage für weitere Programme dienen.
Ziel dieser Arbeit ist zuerst das Aufzeigen der Gesamtproblematik von doppelt gekrümmten Gläsern an Fassaden. Hierbei wird die zentrale Frage geklärt, welche architektonischen Möglichkeiten mit welchen Glasprodukten geschaffen werden können. Um an diese Kenntnisse zu gelangen, werden zulässige Durchbiegungen, Toleranzen und Herstellungslimits recherchiert und deren Bedeutung für die Glasscheiben analysiert.
Später wird ein Verfahren aufgezeigt, das die Glas- bzw. Flächenparameter der einzelnen Glasscheiben an dreidimensional gekrümmten Fassaden vorerst auf ihre Machbarkeit überprüft und hinterher bei bestimmten Randbedingungen optimiert. Hierbei sollte dieses Programm als kleines Hilfsmittel für Planer und Architekten in den ersten Planungsphasen dienen und Grundlage für weitere Verfahren sein, an dem zukünftig angeknüpft werden kann. Damit das Verfahren auch künftig praktische Anwendung findet, wird zusätzlich eine Software entwickelt, mit der man Glasscheiben in einem 3D Programm überprüfen und optimieren kann.
Inhaltsverzeichnis
- Anlass
- Ziel
- Verfahren zur Überprüfung und Optimierung
- Vorgehensweise
- Doppelt gekrümmte Glasscheiben
- Anwendungsgebiet
- Glasverformung
- Kaltgebogene Gläser
- Warmgebogene Gläser
- Baurechtliche Regelwerke und Vorschriften
- Glasprodukte
- Scheibenaufbau
- Mechanische Eigenschaften
- Scheibenabmessungen
- Zulässige Durchbiegungen für einfach gebogene Scheiben
- Zulässige Durchbiegungen für doppelt gebogene Scheiben
- Flächengeometrie
- Glasbearbeitung
- Glaskanten
- Glasoberfläche
- Glaseinstand und Falzhöhe
- Verformung Unterkonstruktion und Haupttragwerk
- Überprüfungsalgorithmus
- Allgemeines Vorgehen
- Eingabe der Eingangsparameter
- Eingabefenster
- Auswahl der Gläser
- Unterscheidung einfach oder doppelt gekrümmt
- Gauß
- Visuelle Wahrnehmung der Krümmung
- Überprüfung Zulässigkeit
- Einfach gekrümmt
- Doppelt gekrümmt
- Fügemodel nach Fildhuth
- Anwendung
- Ergebnisse
- Flächeneinteilung
- Ausgabeprotokoll
- Lokaler Optimierungalgorithmus
- Allgemeines Vorgehen
- Methode der kleinsten Quadrate nach Gauß
- Downhill Simplex Method in Multidimensions
- Regelflächendefinition und Designvariablen
- Ebene
- Zylinder
- Torus
- Kugelfläche
- Surfacefitting
- Ergebnisse
- Fertigung
- Diskussion
- Angaben nach der Norm und der Hersteller
- Unterscheidung einfach und doppelt gekrümmt
- Abdeckung aller bekannten Parameter
- Statik
- Designfrage
- Toleranzbetrachtung
- Schlussfolgerung und Ausblick
- Danksagung
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Entwicklung eines Programms, das dreidimensional gekrümmte Glasscheiben auf ihre Machbarkeit und Zulässigkeit untersucht und bei Bedarf optimiert. Das Programm soll Planer und Architekten als Hilfsmittel dienen, um Probleme im Zusammenhang mit doppelt gekrümmten Fassaden zu vermeiden.
- Entwicklung eines Programms zur Überprüfung und Optimierung von doppelt gekrümmten Glasscheiben
- Definition von Zulässigkeitsparametern für Glasverformung, Scheibenaufbau und -abmessungen
- Implementierung eines Algorithmus zur automatischen Überprüfung der Machbarkeit von Glasscheiben
- Entwicklung eines lokalen Optimierungsalgorithmus zur Anpassung der Geometrie von Glasscheiben
- Anwendung des Programms in einem realen Bauprojekt
Zusammenfassung der Kapitel
Das erste Kapitel der Arbeit behandelt den Anlass und das Ziel des Projekts. Es wird erläutert, warum die Entwicklung eines Programms zur Überprüfung und Optimierung von doppelt gekrümmten Glasscheiben notwendig ist. Kapitel 2 beschäftigt sich mit den Verfahren zur Überprüfung und Optimierung der Glasscheiben. Die verschiedenen Arten der Glasverformung, baurechtliche Vorschriften, Glasprodukte, Glasbearbeitung sowie die Verformung der Unterkonstruktion und des Haupttragwerks werden behandelt. Kapitel 3 beschreibt den Überprüfungsalgorithmus, der im Programm verwendet wird. Kapitel 4 behandelt die Anwendung des Programms und Kapitel 5 die Ergebnisse. Kapitel 6 widmet sich dem lokalen Optimierungsalgorithmus, der es ermöglicht, die Geometrie der Glasscheiben anzupassen. Kapitel 7 beleuchtet die Fertigung der Glasscheiben und Kapitel 8 diskutiert die Ergebnisse der Arbeit. Kapitel 9 beinhaltet die Schlussfolgerung und den Ausblick auf zukünftige Forschung.
Schlüsselwörter
Doppelt gekrümmte Glasscheiben, Fassaden, Programmierung, Überprüfungsalgorithmus, Optimierung, Zulässigkeit, Baurecht, Glasverformung, Geometrie, Fertigung.
- Arbeit zitieren
- Simon Schuster (Autor:in), 2016, Programmierung eines Rhinotools zur Überprüfung und Optimierung von doppelt gekrümmten Fassaden, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1037802
