Elias Kläy
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Anforderungsmatrix und Konzeption für einen adaptiven flexiblen Sonnenschutz
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- Titel
- Anforderungsmatrix und Konzeption für einen adaptiven flexiblen Sonnenschutz
- Autor/in
- Datierung
- 06.06.2019
- Beschreibung
- Ziel der vorliegenden Bachelorthesis ist es adaptive Sonnenschutzsysteme aus flexiblen Materialien auf konzeptueller Ebene zu erstellen. Im Zentrum der Arbeit steht dabei das methodische Vorgehen beim Entwickeln von lösungsorientierten innovativen Verschattungssystemen. Neben der Dokumen-tation des Entwicklungsprozesses ist die Weiterentwicklung eines oder mehreren Entwurfskonzepten Teil dieser Arbeit.
Das zentrale Anliegen der BAT ist das methodische Vorgehen. Dabei wird in einem ersten Schritt ein Arbeitsinstrument erstellt, welches den ganzen Entwicklungsprozess begleiten kann und sich auf die wesentlichen Anforderungen abstützt. Das Instrument heisst Anforderungsmatrix, kurz AM. Die AM enthält die Zielkriterien, die Randbedingungen, Eingangsparameter und Anwenderanforderungen. Diese werden aus den gewonnen Erkenntnissen einer Literaturstudie und der Analyse von Referen-zobjekten gewonnen. Mit der AM kann jederzeit eine Kontrolle des aktuellen Entwicklungsstandes er-folgen und eine zielgerichtete Lösungsstrategie verfolgt werden.
Das Erstellen von Entwürfen und Konzepten ist ein ungemein kreativer Prozess, welchen man stringent führen muss. Im eigentlichen Vorgehen wurde deshalb mit zwei sich unterscheidenden Grundhaltun-gen gearbeitet. Der kreativen Arbeitshaltung und der pragmatischen und konstruktiven Methode. Die Kreativität wird immer dann eingesetzt, wenn etwas aus den vorab erstellten Informationen kreiert werden muss. Die konstruktive pragmatische Arbeitshaltung wird immer dann eingesetzt, wenn grund-legende Entscheidungen anstehen und wenn ingenieurstechnische Ansätze verfolgt werden. Die bei-den Arbeitshaltlungen bilden in sich ein interdisziplinärer Prozess, welcher im Wechselspiel steht. Sie überprüfen sich gegenseitig, jeder Arbeitsschritt wird jeweils vom Gegenpart überwacht und kritisch hinterfragt.
Sind die Konzepte soweit ausgearbeitet und mit Handrechnungen plausibilisiert, kann mit dem Bau eines MockUps begonnen werden. Ideen auf dem Papier funktionieren schnell, jedoch ist zwischen dem Sprung von der Theorie zur Praxistauglichkeit ein aufwendiger Weg zu bestreiten. Aus dem Mo-dellbau können diverse neue Erkenntnisse gezogen werden und eine nähergehende Machbarkeitsstu-die durchgeführt werden.
Im Rahmen dieser Arbeit wurden insgesamt sechs Konzepte ausgearbeitet, welche alle auf grundle-gend anderer Basis funktionieren. Die Gemeinsamkeit liegt lediglich im Einsatz von flexiblen Materia-lien wie Textilien oder Kunststoffen. Im Umfang dieses Abstracts wird nur kurz auf drei Konzepte ein-gegangen. Im Konzept der Tuchlamellen wurden horizontale Tuchbänder eingesetzt, welche sich dem Sonnenstand anpassen können. Es handelt sich dabei um ein mechanisch komplexes System, dessen Lastabtrag zu grosse Kräfte hervorbringt als das es durch das System aufgenommen werden kann. Das Konzept Gespannt und Flach kann über die Dehnung des Textils den Lichttransmissionsgrad steuern. Der Entwurf Gespannt und Gebogen erstellt durch die bogenförmige Verbiegung der Tragelemente Öffnungen, die das Sonnenlicht passieren lassen. Überspannt ist die dreidimensionale Struktur von einem elastischen lichtundurchlässigen Textil. Weitere Beschreibungen, Darstellungen und Berech-nungen sind in der Arbeit bereitgestellt. Dem Umgang mit der Methodik sind mehrere Kapitel gewid-met. Dabei wurde das Vorgehen stets durch gewonnene Erkenntnissen bereichert und ergänzt.
Als abschliessendes Fazit und Empfehlung an zukünftige Entwickler lässt sich folgendes sagen. Der in-teraktive Prozess des Entwickelns eines Sonnenschutzsystemes sollte in einem interdisziplinären Team erfolgen. Speziell bei Verschattungssystemen, die ausserhalb der gängigen Normen liegen, ist ein viel-schichtiges Team aus Ingenieuren des Fassadenbaus und der Maschinentechnik sowie fähigen Archi-tekten ratsam. Im Rahmen dieser Bachelorthesis wurden die Konzepte nur aus einer Disziplin beleuch-tet. Der Mehrwert, den man im Team erschaffen hätte können, lässt sich nur erahnen.
This bachelor thesis is about creating an adaptive flexible solar shading device on a conceptual base. The main goal is to describe the methodical progressing program. To develop a solution orientated shading system. Next to the creating of innovative solar protecting systems this assignment includes the documentation of the inventing process and the further development of certain concepts.
The central issue is the methodical approach. The first step is to develop a working tool that is escorting the hole procedure. This tool must involve al the significant requirements. It supports the working procedure during the hole process. This tool is called requirements matrix (RM). It includes the goal criterias, the boundary conditions, the input parameters and the user requirements. The knowledge gained is driven by a literature study and the analysis of reference objects. With the help of the RM it is possible to monitor the process status and it could lead to a solution orientated strategy.
To develop a draft for a solar shading device requires a tremendous amount of creativity, which must be led by a clear strategy. The procedure consists of two different working modes. On one side is the creative working mode and on the other side is the pragmatic and constructive working mode. The creativity is always in charge when something must be invented. The constructive a pragmatic working mode dominates when fundamental decisions must be taken and when engineering approach is the main focus. These working modes build an interdisciplinary process.
After the concept development some basic calculations, aim to validate the plausibility, which is fol-lowed by building a mockup. The building of a mockup can function as a feasibility study and helps to gain new insights.
Within this bachelor thesis six concepts are developed, which operate differently but use the same materials such as textiles or plastics. The concept of the cloth slats, for example used horizontal textile slats that can orientate themselves to the solar position. It is a mechanical complex system that devel-ops heavy loads at wind impacts. The filigree construction cannot handle these loads. The concept for stretched and flat is about the density of a textile membrane, that can change its luminosity properties.
As a conclusion and recommendation for future planers, it can be said that: ”The interactive process of development of a solar shading device should be driven by a cross-disciplinary team.” Especially if con-cepts are not precisely consistent with some regular codes. Outstanding and innovative concepts are best to be planned by a team that consists of engineers of the structural and mechanical sector and architects that are open to work in a technical engineering area. The added value is much higher in interdisciplinary team.
- Ziel der vorliegenden Bachelorthesis ist es adaptive Sonnenschutzsysteme aus flexiblen Materialien auf konzeptueller Ebene zu erstellen. Im Zentrum der Arbeit steht dabei das methodische Vorgehen beim Entwickeln von lösungsorientierten innovativen Verschattungssystemen. Neben der Dokumen-tation des Entwicklungsprozesses ist die Weiterentwicklung eines oder mehreren Entwurfskonzepten Teil dieser Arbeit.
- Urheberrechtshinweis
- Kläy Elias, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
- Departement
- Studiengang
- Art der Arbeit
- Betreuer/Betreuerin
- Importiert am
- 12.11.2019
- Übergeordnete Sets
- 1