Optimierung der Gebäudehülle eines Einraumhauses nach : dem Prinzip der Minimalflächen

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Optimierung der Gebäudehüllen von Einraumhäusern durch das Prinzip der Minimalflächen. Ziel dieser Arbeit ist es, eine Gebäudehülle nach dem Prinzip der Minimalflächen durch die Software „Rhinoceros 3D“ und das Plug-In „Grasshopper“ zu schaffen und anschließend die Forschungsfrage, welche Vorteile diese Konstruktion hat, zu beantworten. Um einen Überblick zu schaffen, werden im ersten Teil dieser Arbeit Minimalflächen mathematisch definiert und einige bekannte Beispiele aus der Baukunst, wie etwa die Olympiadächer in München oder die Überdachung des Urban-Loritz-Platzes in Wien, erläutert. Anschließend erklärt der zweite Teil das Konzept des Einraumhauses, welches darauf beruht, dass sowohl Wohn-, Nutz- und Sanitärräume in einem einzigen Raum vereint sind. Nachfolgend wird die Installation der erforderlichen Dateien Schritt für Schritt erklärt. Darauf folgt das Beispiel einer selbst entwickelten Minimalfläche, welche als Gebäudehülle eines Einraumhauses verwendet werden soll. Dabei wird die Benützung der Software durch Erklärungen und Screenshots erläutert. Abschließend werden einige Vorteile dieser Konstruktion diskutiert, wie beispielsweise die Annäherung an die Stützlinie und die damit verbundene Reduktion der Materialen bei gleichzeitig sehr hoher Belastbarkeit, aber auch verminderter Heizwärmebedarf durch Vermeidung von Wärmebrücken und Strahlungsenergieverlusten durch eine geringe Oberfläche.This thesis deals with optimizing building envelopes of one-room houses following the principle of minimal surfaces. The aim of this work is to create a building envelope following the principle of minimal surfaces with the software "Rhinoceros 3D" and the plug-in "Grasshopper". Consequently, the research question which is focusing on the advantages of such constructions will be answered. To provide an overview, the first part of this work defines mathematically minimal surfaces and explains some well-known examples of architecture such as the Olympic roofs in Munich or the roofing of Urban-Loritz-Platz in Vienna. Subsequently, the second part explains the concept of the one-room house, which is based on the fact that living room, working space and sanitary rooms are united in a single room. This is followed by the explanation of the download of the required installation files, where the process of installing the software is explained step by step. Afterwards, an example of a self-developed minimal surface whose aim is to be used as a building envelope of a one-room house is presented. The procedure in the software is explained by explanations and screenshots. Finally, some advantages of this construction are discussed, such as the approach to the supporting line and the associated reduction of the materials with at the same time very high load-bearing capacity but also reduced heating requirements by avoiding thermal bridges and radiation energy losses due to small surfaces