In the Bavarian Forest National Park a brief, but intense storm event on 1 August 1983 created large windfall areas. The windfall ecosystems within the protection zone of the park were left develop without interference; outside this zone windfall areas were cleared of dead wood but not afforested. A set of permanent plots (transect design with 10 to 10 m plots) was established in 1988 in spruce forests of wet and cool valley bottoms in order to document vegetation development. Resampling shall take place every five years; up to now it was done in 1993 and 1998. On cleared areas an initial raspberry (Rubus idaeus) shrub community was followed by pioneer birch (Betula pubescens, B. pendula) woodland, a sequence well known from managed forest stands. In contrast to this, these two stages were restricted to root plates of fallen trees in uncleared windfalls; here shade-tolerant tree species of the terminal forest stages established rather quickly from saplings that had already been present in the preceeding forest stand. Soil surface disturbances are identified to be causal to the management pathway of forest development, wereas the untouched pathway is caused by relatively low disturbance levels. The simulation model FORSKA-M is used to analyse different options of further stand development with a simulation time period of one hundred years.
Der schnelle Fortschritt der elektronischen Geräte erhöht die Nachfrage nach verbesserten Li-Ionen Batterien. Kommerziell erhältliche Li-Zellen nutzen meist Lithiumkobaltoxid für die positive Elektrode. Doch gerade dieses Material ist ein Hindernis für eine weitere Optimierung, insbesondere für eine Kostensenkung. Vor allem für größere Anwendungen wie Hybrid- oder Elektrofahrzeuge müssen alternative Materialen erforscht werden, die billiger, sicherer und umweltverträglicher sind. Daher wird im ISEA derzeit ein neues Forschungsprojekt ins Leben gerufen und die dafür benötigte Infrastruktur geschaffen. Die Forschung wird sich auf die Untersuchung geeigneter Übergangsmetalloxide und Polyanionen konzentrieren, die besonders gut zur Einlagerung von Li-Ionen geeignet sind. Es werden neue Herstellungsverfahren unter Verwendung wässriger Precurser-Substanzen untersucht, die Verbindungen mit überlegenen Eigenschaften erzeugen und außerdem leicht an eine Massenproduktion angepasst werden können. Ziel der Arbeiten ist, preisgünstiges Elektrodenmaterial zu entwickeln, das eine spezifische Energie von über 200 Wh/kg und eine Leistungsdichte von 400 W/kg aufweist. Außerdem werden Arbeiten im Bereich der physikalisch-chemischen Charakterisierung der neuen Materialien stattfinden sowie elektrochemische Analysen der gesamten Zellen- und Batteriesysteme durchgeführt. Das elektrodynamische Verhalten der neuen Zellen wird u. a. mit Hilfe der elektrochemischen Impedanzspektroskopie analysiert, um präzise und zuverlässige Algorithmen für ein späteres Batteriemonitoring im realen Betrieb zu finden.
Entwicklungs-, Pflege- und Erschließungsmaßnahmen gem. § 13 LNatSchG NRW
Die Reduzierung von Bewirtschaftungskosten sowie die Steigerung von Energieeffizienz und Nutzerkomfort sind selbstverständliche Ziele im Planungsprozess von Bürogebäuden. Aus diesem Grundsatz heraus werden seit Mitte der neunziger Jahre in Deutschland immer mehr Bürogebäude mit Energiepfahl-, Erdwärmesonden- oder Fundamentabsorber-Anlagen zur Wärme- und Kälteversorgung realisiert. An das Erdreich gekoppelte Wärmepumpen entziehen dem Untergrund im Winter Wärme und stellen diese dem Gebäude zu Heizzwecken zur Verfügung. Das Erdreich kühlt sich ab und kann während des Sommerhalbjahres als Wärmesenke für die Gebäudekühlung genutzt werden. Die Entwicklung der Systemkonzepte erfolgt jeweils angepasst an die geologischen Verhältnisse, die Baukonstruktion sowie den Wärme- und Kältebedarf des Gebäudes. Bis heute kommt in der Planung hochkomplexe Simulationssoftware zum Einsatz. Einfache Planungsbausteine stehen für eine breite Nutzung derzeit nicht zur Verfügung. Hierzu fehlen systematische Untersuchungen von ausgeführten Anlagen. Das vom BMWi geförderte Forschungs- und Entwicklungsprojekt WKSP - Wärme- und Kältespeicherung im Gründungsbereich energieeffizienter Bürogebäude versucht diese Lücke mit Hilfe eines großen Feldversuchs zu schließen. Erste Ergebnisse der wissenschaftlichen Analyse des Betriebsverhaltens und der Energieeffizienz sowie Erkenntnisse und Erfahrungen von Planern, Bauherren und Betreibern zeigen, dass die generelle Funktionsfähigkeit dieser Anlagen gegeben ist. Geringe Erfahrungen bei Planung, Ausführung und Betrieb führen in der Praxis jedoch häufig zu Problemen. Entscheidend für den erfolgreichen Betrieb ist in der Regel nicht die Anlage zur Wärme- und Kältespeicherung an sich, sondern die sinnvolle technische und betriebliche Einbindung der Anlage in das komplexe Gesamtsystem aus Untergrund, technischen Anlagen, Gebäude und Nutzer. Entsprechend der Temperaturen im Erdreich bietet sich die Kombination mit Flächensysteme als Niedertemperaturheiz- und Hochtemperaturkühlsysteme an. Betriebsfehler haben bei Erdwärmesystemen aufgrund der im Vergleich zu konventionellen Systemen recht kleinen Temperaturspanne der Erdwärmeanlagen und der thermischen Systemträgheit häufig erhebliche und langfristige Folgen. Grundvoraussetzung für eine ausgeglichene saisonale Energiebilanz im Erdreich und somit einen dauerhaften Betrieb der Anlagen ist eine messtechnische Dokumentation der tatsächlichen Funktion von Gebäude und Anlagen zur Wärme- und Kältespeicherung im Gründungsbereich. Nur so können Abweichungen zu Planungsannahmen sowie Fehler Schritt für Schritt aufgedeckt, der Betrieb optimiert und die Einregulierungsphase verkürzt werden. Ziel ist es, die Erfahrungen des Projekts WKSP für zukünftige Projekte zu bündeln, Planungswerkzeuge zu optimieren sowie Betriebsregeln zu entwickeln. Das Projekt ist Teil des Annex 20 Projektes der International Energy Agency (IEA).
Providing adequate sanitation facilities is a great challenge as urban centers expand rapidly in developing countries. Unfortunately, little is known how ecological alternatives in sanitation could be appropriate for improving community sanitation in both rural and peri-urban areas; and as a result little attention has been given to their development. This study will undertake bench and pilot scale trials to investigate the suitability of vermicomposting for the humification of human waste in flow-through reactors. This way, the basis could be formed for the development of a continuous on-site treatment and recovery technology that is linked with urban agriculture. In the long run, it is expected to develop a method by which the continuous system would be scaled-up in functional capacity to serve the needs of multiple neighboring households.
Im Rahmen dieses Projektes wurde die Situation von Reststoffen aus der Papierindustrie europaweit durch eine umfangreiche Datenaufnahme abgeschätzt. Hierbei zeigte sich, dass in Frankreich und Deutschland die größten Mengen an Papierreststoffen entstehen und die Entsorgungsvarainten am vielfältigsten sind. In den anderen europäischen Ländern fallen wesentlich weniger Reststoffe an, zu meist durch das Fehlen einer Abwasserreinigungsanlage oder durch eine niedrige Altpapiereinsatzquote. Die Reststoffe aus diesen Ländern werden überwiegend auf einer Deponie entsorgt. In einem weiteren Teil des Projektes wurde die stoffliche Verwertung durch Kompostierung von Papierreststoffen auf biochemische und mikrobiologische Parameter hin untersucht. Dabei wurde auch der potenzielle Abbau von chlorierten Phenolen betrachtet. Es zeigte sich, dass die chlorierten Phenole keine große Belastung für Papierreststoffe darstellen. Da im Gegensatz zu den chlorierten Phenolen die Menge an chlorierten organischen Substanzen (AOX) in Papierreststoffen sehr hoch ist, wurde das umweltchemische Verhalten von AOX-Substanzen durch Schüttelversuche in verschiedenen Lösungsmitteln und Lysimeterversuchen getestet. Die Ergebnisse zeigen, dass AOX-Substanzen sich nur in geringem Umfang durch eine Elution mit wässrigen Medien lösen lassen. Da die organischen Schadstoffe (gemessen als AOX) in Papierreststoffen besonders relevant sind, sollte versucht werden, mehr über die chemische Struktur (insbesondere das Molekulargewicht) dieser Substanzen herauszufinden. Dabei wurden die Methoden der Ultrafiltration und der Gelpermeationschromatographie eingesetzt. Die Ergebnisse zeigen eine hohen Anteil AOX-Substanzen im hochmolekularen Bereich, wobei die Struktur der Verbindungen stark vom anfallenden Reststofftyp abhängt. So konnte nachgeweisen werden, dass der Haupteil an AOX-Substanzen in den Deinkingreststoffen überwiegend aus chlorierten Druckfarben, insbesondere den gelben Pigmenten, besteht. Eine Substitution dieser Farbstoffe aus der Azofarbgruppe würde zu einer deutlichen Reduktion der AOX-Problematik führen.