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Bachelor Basic FS 2021 Hochschule Luzern Technik & Architektur . Prof. Wolfgang Rossbauer, Architektur (Modulverantwortung)

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GIF Projekttyp

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Typologische Axonometrie Projekttyp

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Funktion der Wassergewinnungsanlage im h,x- Diagramm

Selbstversuch Wassergewinnung im Kühlschrank

Funktion der Wassergewinnungsanlage, Kühlung durch Mischen und der Energiegewinnung inklusiv Speicherung im Schnitt erklärt

Funktion der Kühlung durch Mischen im h,x- Diagramm

Luftaustausch im Raum

Einflüsse auf die Temperaturverläufe

Als Rahmentragwerk ausgebildet treten Druck (blau),- sowie Zugkräfte (pink) und Biegemomente (rot)  auf. Mittels Holzbalken und Stützen leiten diese in die Fundation weiter

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Analysetyp

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Typologische Axonometrie 

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Darstellung des Wasserreservoirs 

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Wie verhält sich der Wind in der Zukunft?

In der Zukunft verändert sich der Wind drastisch. Bis ins Jahr 2100 werden die Windgeschwindigkeiten bis zu 30% abnehmen und die Temperaturen steigen. Die Angaben konnten mittels dem Programm Meteonorm 8 ausgewertet werden. Die Windrichtung am Morgen wird in den nächsten Jahren von Westen nach Südwesten ausgerichtet und am Abend wird es ähnlich bleiben. In unserer Projektphase sind die Auswertungen berücksichtigt worden.

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Wie funktioniert die Kühlung des Wassers bisher?

Beim bestehenden Gebäude funktioniert die Kühlung des Wassers wie folgt. Auf der einen Seite des Windturms wird der Wind (warme, trockene Luft) eingefangen und in das Innere des Gebäudes geleitet. An der Wasseroberfläche findet ein adiabatischer Prozess statt wodurch dort die Temperatur sinkt. Dadurch kühlt sich das Wasser ab. Die nun kalte feuchte Luft wird dann durch Unterdruck auf der anderen Seite des Wind Turmes wieder rausgezogen. Dieser Prozess funktioniert sehr gut, doch er ist Windabhängig und kann mittels Modernisierung verbessert werden.

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Von wo kommt das Wasser für das Reservoir?

1.Yakhtchal (Eishaus) Kaltes Trinkwasser aus den Bergen fliesst durch Kilometer lange Tunnel ins Eishaus.

Qualität: Trinkwasser / Temperatur: 10°C - 13.5°C

2.Qanath (Wasserrinnen)

Qualität: Trinkwasser / Temperatur: 10°C - 13.5°C

3.Abanbar (Wasserreservoir) Mittels Kühltürmen wird das Wasser kühl gehalten.

Qualität: Trinkwasser / Temperatur: 25°C - 28°C

4.Hammam (Badehaus) Einmal in der Woche können sich die Bewohner im Badehaus sauber waschen gebrauchtes Trinkwasser wird auch zum Waschen von Kleidung verwendet.

Qualität: Badewasser / Temperatur: unterschiedlich

5.Asiab (Mühle) Zur Herstellung von Getreide oder sonstiger Industrie, welche Wasser benötigt.

Qualität: gebrauchtes Badewasser / Temperatur: unterschiedlich

6.Hoz, Fields (Landwirtschaft) Damit 100% des Wassers verwendet werden kann, wird der Rest in der Landwirtschaft gebraucht.

Qualität: Trinkwasser / Temperatur: 25°C - 28°C

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Wie funktioniert die Statik der Kuppel?

Die kuppelförmige Überdachung des Reservoirs, schützt das gespeicherte Wasser von äusseren Einflüssen (Wind / Regen / Umweltverschmutzung / etc.).

Die konstruktive Lösung einer Kuppel, ermöglicht es eine grosse Spannweite zu überdecken ohne vertikale Stützen zu verbauen. Zudem werden gleichmässig verteilte Lasten (Eigengewicht / Wind) durch innere Druck- / Zugkräfte in das Fundament abgetragen. Dadurch werden nur die vertikalen Kräfte über die dicken Backsteinwände übernommen.

Die dadurch entstehenden Zugkräfte werden durch die sechs symmetrisch anliegenden Fundamente der Windtürme aufgenommen.

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Aus welchem Material besteht das Wasserreservoir?

Mit bis zu 2m dicken Backsteinwänden und einer 3cm dicken wasserundurchlässigen Mörtelschicht, verfügt das vernakuläre Bauwerk über ein ausgezeichnetes Grundfundament.

Der verwendete Mörtel (Sarooj), wird aus einem, je nach geografischer und klimatischer Lage der Stadt, unterschiedlichem Gemisch aus Sand, Kalk, Eiweiß, Lehm, Ziegenhaar und Asche gebildet.

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Wie ist das Klima vor Ort?

In Yazd herrscht während dem ganzen Jahr Trockenheit. Einzig im Juni gibt es vereinzelt schwache Niederschläge. Deshalb ist es wichtig, dass das Reservoir ständig funktioniert. Auch die Aussentemperaturen sind ständig hoch. Im Sommer fällt die Temperatur in der Nacht nicht unter 25°C im Winter ist durch den Tag immer noch mit Temperaturen von bis zu 15°C zu rechnen. Einzig der Wind, welcher seine Hauptrichtung nach Nordwesten hat, bringt vereinzelt kühle Luft.

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Was ist es für ein Gebäude?

Das zu behandelnde Gebäude nennt sich "Ab Anbar" was so viel heisst, wie Wasserreservoir. Durch ein ausgeklügeltes Belüftungssystem mit Kühltürmen (Bagdir) wird das Wasser kühl gehalten. Durch unterirdische Kanäle (Qanath) fliesst 13°C kaltes Trinkwasser in das Becken des Reservoirs (Kazine).

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Wo befinden wir uns? 

Das Projekt nimmt uns mit in den Kontinent Asien. Genauer gesagt in die Stadt Yazd im Iran. Rund um die Stadt herum befindet sich Wüstenlandschaft. Vereinzelt findet man Salzseen vor, welche für unser Projekt von grosser Wichtigkeit sind. Trinkwasser entspringt aus den umliegenden Bergen und wird mittels langer Kanäle in die Stadt geleitet.

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Analyse der Statik

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Beispieldarstellung des Analyseobjekts

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Situationsplan Papua