Local thermal comfort plays a growing role in terms of occupant satisfaction and in the energy performance of a building. To improve thermal comfort of occupants, decentralized heating and cooling systems are getting more interest in the research community but also in the market. Some studies have also shown that they can reduce the heating and cooling demand of buildings. These systems can be for example, an office chair with heating and cooling function, a thermoelectric heating and cooling wall or even a table fan. Building simulation software is used to optimize the energy performance of buildings during the planning process, but just a few programs enable detailed comfort calculations. Programs which allow the usage of decentralized heating and cooling systems are totally missing. This dissertation presents a newly developed adaptive building controller for combined, central and decentralized systems inside the building simulation software ESP‐r. The building controller adapts the setpoint‐temperatures of the central heating and cooling system and regulates the usage of decentralized systems, based on the thermal sensation and comfort values of a virtual thermal manikin in the considered building zone. This work shall contribute to the application of detailed comfort values within building simulation, which is also necessary to consider decentralized heating and cooling systems like the thermoelectric movable partition or the office chair with heating and cooling function. The first step by the development of the adaptive controller, was the coupling of PhySCo, a "Physiology, Sensation and Comfort" model with the building simulation software Esp-r. The physiology model within PhySCo uses the values of room temperature, mean radiant temperature, air velocity, relative humidity, solar radiation as well as personal parameters such as clothing and activity level. The model calculates skin and core temperatures for 16 individual body parts under consideration of thermophysiological control mechanisms such as sweating, shivering, vasodilatation and vasoconstriction of the blood vessels. These values are used to calculate local and overall sensation and comfort values. Within the adaptive building controller, the local and overall sensation and comfort values are used to control the setpoint‐temperatures of the central heating and cooling system, as well as to regulate the decentralized heating and cooling systems. The adaptive building controller with a wide deadband, with setpoints of 18 to 26 °C was in simulation studies compared with a basic controller with a fixed and narrow setpoint range of 21 to 24 °C. The evaluation focused on the overall comfort values and on a possible reduction of the heating and cooling energy demand of the central system. The results showed, that the adaptive controller could keep the comfort values at the same level as the basic controller and reduced the heating demand at the same time noticeably. The cooling load could also be reduced compared to the basic controller, but the reduction was much smaller compared to the heating load.In the next step, the decentralized heating and cooling systems were added to the adaptive building controller. First the thermoelectric heating and cooling wall, followed by the office chair with heating and cooling function, then both systems were added to the adaptive controller and tested together. The results show clearly that by adding the decentralized heating and cooling systems, the comfort could get further improved and at the same time, the heating and cooling energy demand could get reduced. It was noticeable that during the summer simulation period, comfort was increased, though the increase was rather small. As an additional support, a fan was simulated, which increased the air velocity for the heat‐sensitive head. Thereby, the comfort could be further increased, thus the cooling of the central system was also reduced. In addition, an increase of the upper set point to 30 °C was possible without reducing the comfort level. The adaptive building controller enables a detailed comfort analysis within the building simulation software. It can also be used for the planning of decentralized heating and cooling systems and their effect on thermal comfort.

The subject of this thesis is the probabilistic reliability assessment of notched metallic components under periodic constant-amplitude loads with respect to the failure mode of high-cycle fatigue. The latter refers to the crack initiation within the considered component caused by a high number, typically millions, of load cycles characterized by their small magnitude in terms of the material's static strength. In order to estimate the probability of failure due to high-cycle fatigue for a specified component under given loads, a new empirical model based on weakest-link theory is developed which describes a probabilistic and component specific constant-life diagram with respect to the anticipated design life. A conventional, non-probabilistic constant-life diagram reflects a discrete design boundary in terms of mean stress and stress amplitude, typically based on test results with respect to unnotched coupons made from the material of interest. Its application to the design of a notched component is established by identifying the stress conditions at the component's hot spot with those acting in the smooth coupons during the tests, and comparing those hot-spot conditions with the design boundary described in the constant-life diagram. Disregarded influences, such as notch and statistical size effect have to be incorporated by respective correction factors. The proposed probabilistic model on the other hand describes a continuous field of failure probabilities in the design stress plane, taking into account not only the hot-spot stresses, but the entire cyclic stress field acting throughout the component. In this way, the methodology directly accounts for notch and statistical size effects. Responsible for providing this greater scope is the weakest-link concept, which represents a non-local stochastic approach for quantifying the failure probability of loaded solids. The four model parameters can be calibrated with fatigue test data sets containing entirely unrelated test results on arbitrary specimen geometries, obliterating the constraining need for test data following staircase or probit schemes. This work contains the formulation, analysis, validation and application of the proposed model. After its introduction and a comparison with existing methods, it is analyzed in terms of its numerical properties when applied to finite element models, its efficient calibration and the corresponding model uncertainty. The validation is split into two parts. In a first analysis, the model is fitted to test data, containing results on several types of notched specimens, reflecting predominantly elastic material behavior. In a second step, this restriction is lifted and the model is used in order to predict the failure behavior of notched test specimens experiencing notch root plasticity due to high mean stresses. In both validation studies, the derived model predictions are, for the most part, well in line with the experimentally observed failure behavior of the test specimens. Finally, the applicability of the proposed probabilistic methodology in a design context is demonstrated on the example of a gas turbine compressor blade and the corresponding compressor stage.

This paper presents a method for simultaneous classification and robust tracking of traffic participants based on the labeled random finite set (RFS) tracking framework. Specifically, a method to integrate the object class information into the tracking loop of the multiple model labeled multi-Bernoulli (MMLMB) filter, using Dempster-Shafer evidence theory is presented. The multi-object state is estimated using the detections from the sensors and by propagation of multi-object density in a Bayesian fashion. Parallelly, the object class information is also predicted and updated recursively. The underlying object class information required for this could typically be obtained from different types of sensor such as radar, lidar and camera, using classical perception or more recent deep learning methods. On one hand, this enables an unified classification and tracking of traffic participants. On the other hand, it also increases the robustness of multi-object tracking, as the parameters of the tracking algorithm could be adapted using the class information. Moreover, using the Dempster-Shafer method for fusing class information from different sensor sources improves the overall performance, especially when the sensors have contradicting classification.

Die Ermüdungsfestigkeit und Verschleißbeständigkeit eines Bauteils hängt maßgeblich von dessen Oberflächenmorphologie ab. Neben einer niedrigen Rauheit ist daher für eine Vielzahl technischer Anwendungen eine verfestigte Randschicht vorteilhaft. Metastabile austentische Stähle können hierzu nach der spanenden Bearbeitung durch mechanische Verfestigungsprozesse wie bspw. Kugelstrahlen nachbehandelt werden. Die Randschichtverfestigung resultiert dabei aus einer Überlagerung von Kaltverfestigungsmechanismen und verformungsinduzierter Martensitbildung. Kryogenes Drehen als Endbearbeitung kann, je nach Prozessauslegung und Anforderung an die Bauteiloberfläche, durch die integrierte Randschichtverfestigung einen nachgelagerten separaten Verfestigungsprozess obsolet machen. Umfangreich untersucht ist hierbei der Einfluss der Schnittparameter sowie der Kühlstrategie auf die Prozessgrößen und die Oberflächenmorphologie. Generell begünstigen niedrige thermische und hohe mechanische Lasten die verformungsinduzierte Martensitbildung und somit die Randschichtverfestigung. Im Rahmen dieser Arbeit wurde zunächst der Einfluss des Werkstoffs und der Werkzeugeigenschaften untersucht. Dabei zeigte sich, dass sich trotz chargenbedingten Unterschieden in der chemischen Zusammensetzung eine robuste Randschichtverfestigung realisieren lässt und sich die thermomechanische Last und die Oberflächenmorphologie in Abhängigkeit der Werkzeugeigenschaften gezielt einstellen und verbessern lassen. Weiterhin wurde der Martensitgehalt in Abhängigkeit der beim kryogenen Drehen vorherrschenden thermomechanischen Last modelliert. Abschließend wurde die Oberflächenmorphologie in einem neuartigen Ansatz durch zwei konsekutive Bearbeitungsschritte verbessert.

Der moderne Schulbau verlangt nach neuen Wegen, um veränderte pädagogische und architektonische Anfor-derungen mit den präskriptiven Vorgaben bisheriger Bauweisen in Einklang zu bringen. Im Zyklus der ständigen Anpassung geltender Bauvorschriften an die Veränderungen der Gesellschaft und den Stand der Technik, gilt es, den Wunsch nach neuen Schulbauformen aufzugreifen und ingenieurmäßig und baurechtlich fortzuentwickeln. Basierend auf den Leitlinien neuer Schulbauformen und den darauf aufbauenden, mit ingenieurmäßiger Argumentation entwickelten Geometrien, werden diese, mittels rechnerischer Verfahren des Brandschutzingenieurwesens, konkretisiert. Um die These der Gleichwertigkeit des Sicherheitsniveaus von konventionellen und neuen pädagogischen Schulbauformen zu verifizieren, werden konventionelle Schulen als Grenzwertmodelle nach Maßgabe präskriptiver Vorgaben entwickelt und mithilfe eines Handrechenverfahrens werden die Grund-lagen von Personenströmen in Gebäuden ermittelt. Die Anwendung des Handrechenverfahrens auf konventionelle Schulmodelle liefert Erkenntnisse über die Leistungsfähigkeit der einzelnen Rettungswegelemente. Zusätzlich wird deutlich, dass das Verfahren sehr aufwändig ist und insbesondere bei paralleler graphischer Er-mittlung, es einer intensiven Auseinandersetzung mit dem Rechenverfahren bedarf. Für das Verständnis inge-nieurmäßiger Räumungsnachweise, stellt das Handrechenverfahren eine wichtige und notwendige Voraussetzung dar, um Computer unterstützte Individualmodelle korrekt anzuwenden und deren Ergebnisse sinnvoll interpretieren zu können. Es wird auch deutlich, dass das Handrechenverfahren aufgrund des hohen Aufwandes nicht dazu geeignet ist, um umfangreiche Parameterstudien durchzuführen. Auf der Grundlage pädagogischer und architektonischer Leitlinien erfolgen Modellentwicklungen unterschiedlicher Raumformen. Das hierfür entwickelte Rettungswegsystem wird, unter Zuhilfenahme eines Computer unterstützen Individualmodells, mittels Parameterstudien zur Verifizierung ungünstigster Randbedingungen untersucht. Die ungünstigste Raumgeometrie bildet die Grundlage zur Fortentwicklung ganzer Gebäudegrundrisse und die Entwicklung unterschiedlich großer Schulgebäudekörper. Die Ergebnisse der Parameterstudien alter und neuer Schulbauformen, aus mehr als 8000 Simulationsdurchläufen, werden als bewertender Vergleich der Risikosituation, zu unterschiedlichen Schulmodellen herangezogen. Als wesentliche Vergleichsgröße dient die Anzahl der Agenten (Personen), welche bei der Gegenüberstellung konventioneller und neuer Schulbauformen, jeweils gleich ist. Aus den Ergebnissen der Untersuchungen werden die Kapazitätsgrenzen konventioneller Schulbauformen nach Maßgabe präskriptiver Vorgaben verdeutlicht. Insbesondere die Bestimmung des ungünstigsten Szenarios unter Beachtung temporärer Zustände und die Berücksichtigung von Ausfallszenarien baulicher Rettungswege, verdeutlichen die Relevanz einer ingenieurmäßigen Betrachtung des Themas. Zusätzlich zu den Vergleichsbetrachtungen zwischen konventionellen und neuen Schulbauformen wird ein Instrument entwickelt, welches die Qualität der Rettungswege hinsichtlich gegenläufiger Ströme berücksichtigt. Es erfolgt eine Betrachtung, die unter Berücksichtigung des zeitlichen Verlaufs die gegenläufige Bewegung von Flüchtenden Personen und den Kräften des abwehrenden Brandschutzes betrachtet. Die Instrumente zur Bestimmung der Qualität der Rettungswege sind dazu geeignet, allgemeingültig auf Gebäude besonderer Art und Nutzung zu übertragen.