Das Projekt "Teilvorhaben 3: Fügetechnik HZH-Wand" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kassel, Institut für Produktionstechnik und Logistik, Fachgebiet Trennende und Fügende Fertigungsverfahren durchgeführt. Der Hausbau in Dtl. wird von 3 bis 10 stöckigen Gebäuden dominiert. Mit der Einführung der Gebäudeklasse (GK) 4 wurde der Einsatzbereich von Holzbauteilen über die bis dahin geltende Grenze von drei Vollgeschossen erweitert. Holzbauteile mit einer Feuerwiderstandsdauer von 60 Minuten und einer Brandschutzbekleidung können in dieser GK eingesetzt werden. Die Verklebung von zementgebundenem Sperrholz (CBPly) und Spanplatte (PB) zu einem modularen Hybridbauteil schafft die Möglichkeit ein schwerentflammbares Wandelement mit einem hohen Anteil nachwachsender Rohstoffe zu erzeugen. Zur Lastabtragung und Aussteifung werden alle Komponenten des Hybridbauteils zu unterschiedlichen Anteilen herangezogen. Neben dem Brandschutz übernimmt das CBPly den Hauptteil der statischen Anforderungen. Wärme- und Schallschutz werden in erster Linie von den im Wandinnern liegenden PB übernommen. Diese sollen nicht wie üblich mittels Heißpresstechnologie, sondern durch Hochfrequenzerwärmung hergestellt werden. Mit dieser Technologie ist eine Anpassung an die geforderten Materialkennwerte, wie Rohdichte und Dicke, einfacher realisierbar. Durch den Einsatz von Furnieren und Spänen aus Buchenstarkholz bzw. -schwachholz kommt es ferner zu einer Substitution von Nadelholz.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: HF-Spanplatten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Holztechnologie Dresden gemeinnützige GmbH durchgeführt. Der Hausbau in Dtl. wird von 3 bis 10 stöckigen Gebäuden dominiert. Mit der Einführung der Gebäudeklasse (GK) 4 wurde der Einsatzbereich von Holzbauteilen über die bis dahin geltende Grenze von drei Vollgeschossen erweitert. Holzbauteile mit einer Feuerwiderstandsdauer von 60 Minuten und einer Brandschutzbekleidung können in dieser GK eingesetzt werden. Die Verklebung von zementgebundenem Sperrholz (CBPly) und Spanplatte (PB) zu einem modularen Hybridbauteil schafft die Möglichkeit ein schwerentflammbares Wandelement mit einem hohen Anteil nachwachsender Rohstoffe zu erzeugen. Zur Lastabtragung und Aussteifung werden alle Komponenten des Hybridbauteils zu unterschiedlichen Anteilen herangezogen. Neben dem Brandschutz übernimmt das CBPly den Hauptteil der statischen Anforderungen. Wärme- und Schallschutz werden in erster Linie von den im Wandinnern liegenden PB übernommen. Diese sollen nicht wie üblich mittels Heißpresstechnologie, sondern durch Hochfrequenzerwärmung hergestellt werden. Mit dieser Technologie ist eine Anpassung an die geforderten Materialkennwerte, wie Rohdichte und Dicke, einfacher realisierbar. Durch den Einsatz von Furnieren und Spänen aus Buchenstarkholz bzw. -schwachholz kommt es ferner zu einer Substitution von Nadelholz.
Das Projekt "Teilvorhaben: Uni Duisburg" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Duisburg-Essen, Abteilung Maschinenbau und Verfahrenstechnik, Lehrstuhl für Mechanische Verfahrenstechnik , Wassertechnik durchgeführt. Das Volumen der in der Öl, Gas und petrochemische Industrie anfallenden Abfälle und Abwässer (sog. produced und flowback water) hat sich in den letzten Jahren deutlich erhöht und damit einhergehend die Bemühungen die Abwässer wiederzuverwenden z.B. als Kühlwasser oder Speisewasser. Aufgrund der hohen Ausbeute an Frischwasser, der außerordentlich hohen Entfernungsleistung und der relativ einfachen Prozesstechnik gelten Membran-Trennverfahren als eine neue und vielversprechende Technologie zur Verbesserung der Öl-Entfernung aus den genannten Abwässern. In diesem Zusammenhang bietet die Ultrafiltration (UF) eine attraktive Methode zur Herstellung eines Abwasserstroms mit gleichbleibend guter Qualität. Jedoch haben sich die ölhaltigen Abwässer aufgrund ihrer aggressiven Fouling-Tendenzen als eine Herausforderung für UF-Membranen erwiesen. Als ein sehr vielversprechender Ansatz für die Durchsetzung von UF-Membranen in der Behandlung ölhaltiger Abwässer werden Oberflächenmodifikationen der Membran betrachtet und sind somit übergeordnete Ziel dieses Projektes. Diese Oberflächenmodifikationen umfassen zwei Trends: erstens eine Anpassung der Oberflächenladungen durch Beschichtung der UF-Membranen mit neuen Polymer-Werkstoffen; zweitens ein detaillierte Analyse über die Auswirkungen der topographische Merkmale einer UF-Membran auf ihre Leistung.
Das Projekt "Teilvorhaben: Analyse des Werkstoffverhaltens an Modellsystemen eines Ultra-Hochleistungsbetons für erhöhte Druck-/Temperaturbedingungen bis 200 °C/15 bar" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung durchgeführt. Die Speicherung von Wärmeenergie ist ein wichtiger Baustein für den Ausbau der erneuerbaren Energien. Die Verwendung von wassergefüllten Tanks aus Beton ist eine kosteneffiziente und einfach umzusetzende Technologie, aufgrund des Siedepunkts von Wasser ist die Energiedichte jedoch auf ca. 70 kWh/m3 begrenzt. Zur Effizienzsteigerung sollen zukünftig Druckwasserspeicher zur Anwendung kommen, die Wassertemperaturen bis 200 °C erlauben und somit einen Sättigungsdampfdruck von 15 bar aushalten müssen. Die für diesen Anwendungszweck erforderlichen Anforderungen an die Dichtigkeit und Festigkeit des Gefüges kann nur der Ultra-Hochleistungsbeton (UHPC) erfüllen. Im Vorhaben sollen durch systematische Versuchsreihen Grundlagen zur Phasenentwicklung bei zyklisch wechselnden Druck- und Temperaturbedingungen erarbeitet werden, aus denen sich Aussagen für das langfristige Werkstoffverhalten ableiten lassen und die eine gezielte Rezepturoptimierung erlaubt. Dabei sollen auch Versuche mit Geopolymeren (z.B. alkalisch aktivierte Hüttensande, Flugaschen und Metakaolin) durchgeführt werden, die calcium- und wasserärmer sind und mit denen noch höhere Temperaturen z.B. für die Speicherung von Anfahrdampf möglich sein könnten. Auf Grundlage der optimierten Rezepturen sollen im 2. Schritt Versuchstanks erstellt werden, die unter realen Bedingungen auf ihre physikalischen und mikrostrukturellen Eigenschaften untersucht werden. Abschließend soll durch den Bau eines Demonstrators die Funktionalität eines UHPC-Tanks nachgewiesen werden.
Das Projekt "Vorhaben: Konstruktion und Erprobung der GEWS-Sonden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastrukturen und Geothermie IEG durchgeführt. Im Rahmen des Projektvorhabens soll eine Versuchsanlage eines Geologischen Eis-Wärme-Speichers (GEWS) erstellt und getestet werden, um tiefenspezifische Teile des geologischen Untergrunds und hier vornehmlich Grundwasserleiter und das darin enthaltene Wasser geotechnisch als Latentwärmespeicher zu nutzen. Wesentliche Zielsetzung ist dabei, eine Technologie für kostengünstige und in der Leistung sowie energetischen Kapazität einfach zu skalierende GEWS-Anlagen für Lockersedimente zu erproben, wobei insbesondere die Randbedingungen des urbanen untertägigen Raumes im Vordergrund stehen, da dort der größte Wärmeversorgungsbedarf zu Kühlzwecken besteht. Im Unterschied zu konventionellen und erprobten Eis-Wärme-Speichersystemen im Boden werden bei dem GEWS-Verfahren durch aktive thermische Isoliersysteme in Erdwärmesonden tiefenhorizontierte Vereisungs- und Auftauprozesse im geologischen Untergrund ermöglicht, so dass der oberflächennahe Bereich weitgehend thermisch unbeeinflusst und auf jeden Fall eisfrei bleibt.
Das Projekt "Teilvorhaben: Betonoptimierung mit Flugasche und Speicherintegration in den Kraftwerkspark" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von VGB PowerTech e.V. durchgeführt. Die Speicherung von elektrischem Strom ist wünschenswert, dürfte sich aufgrund einer ressourcenintensiven Umsetzung für das nächste Jahrzehnt in einem größeren Umfang jedoch noch schwierig gestalten. Die Speicherung von Wärmeenergie gilt hingegen als ein vielversprechender Ansatz. Wasser als Wärmespeicher ist zwar von den verwendbaren Materialien und der Umsetzung her eine relativ einfach umsetzbare Technologie, für saisonale Wärmespeicher ist die Energiedichte jedoch zu begrenzt. Um größere Energiemengen zu speichern, sind entsprechend große Wassermengen notwendig. Dazu müssen Wassertanks konstruiert werden, die zum einen große Mengen Wasser aufnehmen können, zum anderen über einen weiten Druck-Temperaturbereich stabil sind und einer dauerhaften zyklischen Beanspruchung standhalten. Gleichzeitig soll deren Herstellung preiswert und unkompliziert sein. Beton wurde bereits als preiswerter Baustoff solcher Tanks eingesetzt, jedoch konnten dabei lediglich Temperaturen des Wassers bis 95 °C realisiert werden, was die Menge an speicherbarer Energie stark limitiert. Das Vorhaben soll nun grundlegend die Auswirkungen der zyklischen Temperatur-Druck-Belastung auf Ultra-Hochleistungsbeton (UHPC) klären. Hierfür soll untersucht werden, wie die unterschiedlichen Mineralphasen auf die äußeren Bedingungen reagieren, und wie ggf. Modifikationen am Stoffsystem durchgeführt werden können, um die thermische Belastbarkeit des UHPC zu erhöhen. Die Machbarkeit soll anschließend an kleinen Testkörpern (ca. 10L Inhalt) geprüft werden, abschließend wird noch ein größerer Testtank (ca. 100 L Inhalt) erstellt. Um eine entsprechende Effizienzsteigerung beim Energiespeichervermögen zu erreichen sollen Temperaturen bis 200 °C bei einem Druck von 15 bar verwirklicht werden. Der Nachweis, dass der UHPC der zyklischen Belastung dauerhaft stand hält soll die Machbarkeit zur Entwicklung von Energiespeichertanks aus UHPC darlegen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Einfluss der Hüttensandqualität auf die Betonleistungsfähigkeit" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von FEhS, Institut für Baustoff-Forschung e.V. durchgeführt. Die Speicherung von elektrischem Strom ist wünschenswert, dürfte sich aufgrund einer ressourcenintensiven Umsetzung für das nächste Jahrzehnt in einem größeren Umfang jedoch noch schwierig gestalten. Die Speicherung von Wärmeenergie gilt hingegen als ein vielversprechender Ansatz. Wasser als Wärmespeicher ist zwar von den verwendbaren Materialien und der Umsetzung her eine relativ einfach umsetzbare Technologie, für saisonale Wärmespeicher ist die Energiedichte jedoch zu begrenzt. Um größere Energiemengen zu speichern, sind entsprechend große Wassermengen notwendig. Dazu müssen Wassertanks konstruiert werden, die zum einen große Mengen Wasser aufnehmen können, zum anderen über einen weiten Druck-Temperaturbereich stabil sind und einer dauerhaften zyklischen Beanspruchung standhalten. Gleichzeitig soll deren Herstellung preiswert und unkompliziert sein. Beton wurde bereits als preiswerter Baustoff solcher Tanks eingesetzt, jedoch konnten dabei lediglich Temperaturen des Wassers bis 95 °C realisiert werden, was die Menge an speicherbarer Energie stark limitiert. Das Vorhaben soll nun grundlegend die Auswirkungen der zyklischen Temperatur-Druck-Belastung auf Ultra-Hochleistungsbeton (UHPC) klären. Hierfür soll untersucht werden, wie die unterschiedlichen Mineralphasen auf die äußeren Bedingungen reagieren, und wie ggf. Modifikationen am Stoffsystem durchgeführt werden können, um die thermische Belastbarkeit des UHPC zu erhöhen. Die Machbarkeit soll anschließend an kleinen Testkörpern (ca. 10L Inhalt) geprüft werden, abschließend wird noch ein größerer Testtank (ca. 100 L Inhalt) erstellt. Um eine entsprechende Effizienzsteigerung beim Energiespeichervermögen zu erreichen sollen Temperaturen bis 200 °C bei einem Druck von 15 bar verwirklicht werden. Der Nachweis, dass der UHPC der zyklischen Belastung dauerhaft stand hält soll die Machbarkeit zur Entwicklung von Energiespeichertanks aus UHPC darlegen.
Das Projekt "Teilprojekt Implementierung und Geländearbeit." wird vom Umweltbundesamt gefördert und von AGAPE e.V. Hilfe für Slumkinder durchgeführt. Im Jahr 2019 wiesen etwa 60 % der Haushaltsbrunnen in Bangladesch entweder mikrobielle Verunreinigungen (z.B. E. coli) oder hohe Arsenwerte auf, und 80 % der Haushalte hatten mikrobielle Belastungen im Trinkwasser. Verunreinigtes Trinkwasser ist ein weltweites Gesundheitsproblem, insbesondere in Regionen mit schlechter Infrastruktur oder in Ländern mit hoher geogener Grundwasserkontamination mit Arsen - wie in Bangladesch. Schlechte Hygiene aufgrund mangelnder Infrastruktur ist ebenfalls eine der Ursachen für Krankheiten. Um Lösungen für dieses Problem zu erproben, wird ein interdisziplinäres Team, bestehend aus einer Nichtregierungsorganisation (AGAPE e.V.) und Wissenschaftlern aus den Disziplinen Geowissenschaften und Global Health, im Rahmen des SWAPNO-Projekts (SWAPNO ist bengalisch und bedeutet Traum) untersuchen, wie unterschiedliche Grade der technischen Hygiene-Infrastruktur die Gesundheit des Einzelnen verbessern. Innovative Methoden zur Arsenentfernung werden mit kommerziell erhältlichen Systemen kombiniert, um nicht nur ein kosteneffizientes, sondern auch ein nachhaltiges System zu schaffen, bei dem die Ressourcen wiederaufbereitet und wiederverwendet werden können. Bei SWAPNO handelt es sich um eine randomisierte kontrollierte Studie, bei der 380 Familien schrittweise mit Filtern und Handwaschsystemen (einzeln oder kombiniert) sowie mit Informationen über die Bedeutung von Hygiene ausgestattet werden. Indem wir dokumentieren und messen, wie sich diese verbesserten Systeme sowohl auf die Wassernutzung als auch auf die Gesundheit auswirken, wollen wir einen zeit- und kosteneffizienten Weg finden, die Versorgung mit sauberem Wasser auf Haushaltsebene zu verbessern und damit die Gesundheit bei den teilnehmenden Haushalten. Unsere Technologie wird in einer randomisierten kontrollierten Studie mit zwei Gruppen getestet, wobei die Interventionsgruppe Wasserfilter und beide Gruppen ein einfaches Handwaschsystem erhalten werden.
Das Projekt "Teilprojekt Datenerhebung und Schulungsprogramm." wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung e.V. durchgeführt. Im Jahr 2019 wiesen etwa 60 % der Haushaltsbrunnen in Bangladesch entweder mikrobielle Verunreinigungen (z.B. E. coli) oder hohe Arsenwerte auf, und 80 % der Haushalte hatten mikrobielle Belastungen im Trinkwasser. Verunreinigtes Trinkwasser ist ein weltweites Gesundheitsproblem, insbesondere in Regionen mit schlechter Infrastruktur oder in Ländern mit hoher geogener Grundwasserkontamination mit Arsen - wie in Bangladesch. Schlechte Hygiene aufgrund mangelnder Infrastruktur ist ebenfalls eine der Ursachen für Krankheiten. Um Lösungen für dieses Problem zu erproben, wird ein interdisziplinäres Team, bestehend aus einer Nichtregierungsorganisation (AGAPE e.V.) und Wissenschaftlern aus den Disziplinen Geowissenschaften und Global Health, im Rahmen des SWAPNO-Projekts (SWAPNO ist bengalisch und bedeutet Traum) untersuchen, wie unterschiedliche Grade der technischen Hygiene-Infrastruktur die Gesundheit des Einzelnen verbessern. Innovative Methoden zur Arsenentfernung werden mit kommerziell erhältlichen Systemen kombiniert, um nicht nur ein kosteneffizientes, sondern auch ein nachhaltiges System zu schaffen, bei dem die Ressourcen wiederaufbereitet und wiederverwendet werden können. Bei SWAPNO handelt es sich um eine randomisierte kontrollierte Studie, bei der 380 Familien schrittweise mit Filtern und Handwaschsystemen (einzeln oder kombiniert) sowie mit Informationen über die Bedeutung von Hygiene ausgestattet werden. Indem wir dokumentieren und messen, wie sich diese verbesserten Systeme sowohl auf die Wassernutzung als auch auf die Gesundheit auswirken, wollen wir einen zeit- und kosteneffizienten Weg finden, die Versorgung mit sauberem Wasser auf Haushaltsebene zu verbessern und damit die Gesundheit bei den teilnehmenden Haushalten. Unsere Technologie wird in einer randomisierten kontrollierten Studie mit zwei Gruppen getestet, wobei die Interventionsgruppe Wasserfilter und beide Gruppen ein einfaches Handwaschsystem erhalten werden.
Das Projekt "Digital GreenTech - Kurzprojekt: BeeLoss - Bienenverluste als innovativer Umweltindikator zur Erkennung bestäubergefährdender Praktiken der Landnutzung im ländlichen und urbanen Raum durch den Einsatz von künstlicher Intelligenz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von apic.ai GmbH durchgeführt. Im Rahmen von BeeLoss soll untersucht werden, inwieweit die von apic.ai entwickelte visuelle Monitoringtechnologie für Bienenvölker geeignet ist, den Verlust von Sammelbienen präzise zu quantifizieren. Dadurch soll eine Technologie geschaffen werden, die automatisiert Verlustdaten erfasst und eine erhöhte Sterblichkeit von Sammelbienen detektieren kann. Die erhobenen Messwerte dienen der Erkennung von äußeren negativen Einflüssen auf Sammelbienen v.a. in der Kulturlandschaft und können helfen, die Risikobewertung zu erweitern und zu verbessern. Maß für die Zielerreichung ist die Bewertung auf Basis der gängigen Risikokategorien der EFSA. Gelänge dies, könnte eine bessere Alternative zu dem bestehenden Vorgehen entwickelt werden. Durch die einfache Skalierbarkeit der Auswertung kann die Technologie in verschiedenen Bereichen des Landmanagement zum Einsatz kommen, sowohl im ländlichen als auch im urbanen Raum.
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