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Modellierung von Vagheiten im Prozess der Oekobilanzierung

Ausgehend von der Analyse bestehender oekologischer Bewertungsverfahren und der Modellbildung mittels Fuzzy Logic wird ein fuzzybasiertes Modell zur Oekobilanzierung entwickelt. Durch die Nutzung fuzzybasierter Methoden koennen die in einer Datenlage vorhandenen Vagheiten beruecksichtigt und nur verbal verfuegbare Aussagen direkt in den Modellansatz integriert werden. Durch Auswertung der im Modell entwickelten Kennzahlen wird die Bewertung des Bilanzergebnisses und die Ermittlung der fuer die Bilanz wesentlichen Einflussgroessen ermoeglicht. Mittels theoretischer Ueberlegungen und exemplarischer Anwendungen fuer ausgewaehlte Prozesse der Gussteilfertigung wird gezeigt, dass die Erstellung von Oekobilanzen mit dem entwickelten Modell sinnvoll und gegenueber herkoemmlichen Methoden vorteilhaft ist. In den Modellrechnungen erfolgt ein Vergleich von Sandformverfahren in unterschiedlichen Umweltkategorien und fuer verschiedene Bilanzrahmen. Die erzielten Ergebnisse verdeutlichen, dass durch das fuzzybasierte Modell die oekologischen Aspekte der betrachteten Prozesse plausibel wiedergegeben werden und das Modell insbesondere eine bessere Interpretation und objektivere Bewertung des Bilanzergebnisses ermoeglicht.

Modellbildung und Regelung von Heizungsanlagen mit Brennwertkesseln

Theoretische Modellbildung eines Waermeuebertragers unter Beruecksichtigung der Kondensation; Modellbildung mit Hilfe von dynamischen neuronalen Netzen. Entwurf von verschiedenen Regelkonzepten zur Vorlauftemperatursollwertvorgabe und Vergleich mit herkoemmlichen Konzepten. Bewertung des Energieverbrauches.

Automatische Abgrenzung, Typisierung und statistische Beschreibung von Siedlungsstrukturen auf Grundlage von Geobasisdaten

Die Bestimmung der Ökoeffizient von Siedlungsstrukturen, aber auch viele Planungsaufgaben verlangen eine detaillierte räumliche Gliederung und Beschreibung von Siedlungsflächen. Eine derartige stadtstrukturelle Gliederung ist derzeit noch nicht automatisch möglich, wird aber für praktische Planungszwecke (z. B. Stadt- und Regionalplanung, Bundesverkehrswegeplanung) und die wissenschaftliche Grundlagenforschung dringend benötigt. Auf Grundlage von fortschreibungspflichtigen, deutschlandweit verfügbaren Geobasisdaten soll durch Anwendung von Methoden der digitalen Bildverarbeitung eine derartige räumliche Gliederung einschließlich einer Bestimmung des Baustrukturtyps automatisch erfolgen. Grundlage dazu ist das Amtliche Topographisch-Kartographische Informationssystem ATKIS und die DTK25-V. Nach Separierung aller Gebäudeflächen erfolgt eine statistische Auswertung der Gebäudestruktur innerhalb der ATKIS-Polygone. Die resultierenden Gebäudestrukturindikatoren werden mit Hilfe einer Fuzzy-Logik ausgewertet mit dem Ergebnis einer automatischen Baustrukturtypisierung. Weiterhin sollen durch die Anwendung und Weiterentwicklung von Verfahren der räumlichen Disaggregation statistische Gemeindezahlen oder auch teilstädtische statistische Daten (u. a. Bevölkerung, Bevölkerungsstruktur, Siedlungsdichte, Wohnungs-, Wirtschafts- und Verbrauchsdaten) räumlich auf die Bebauungsstrukturen herunter gebrochen und damit notwendige Planungs- und Analysedaten u. a. auch zur Bestimmung der Ökoeffizienz zur Verfügung gestellt werden.

Neuartige Prozessfuehrung durch hybride Fuzzy-Systeme fuer die Entwicklung eines anaeroben Hochleistungsreaktors zur biologischen Abwasserreinigung

Ziel des Vorhabens ist es, die biologischen Prozesse bei der anaeroben Abwasserreinigung durch situative Regelung so gut aufeinander abzustimmen, dass fuer die geschwindigkeitsbestimmenden Abbauschritte der Acetogenese und Methanisierung eine optimale Substrataufbereitung geschaffen wird, eine beginnende Ueberlastung fruehzeitig erkannt wird und entsprechende prozessgefuehrte Gegenmassnahmen eingeleitet werden koennen. Erreicht wird dies durch die Modellierung der biologischen Prozesse in einem adaequaten Regelstreckenmodell und der darauf aufbauenden Regelung und Optimierung der anaeroben Abwasserbehandlung auf der Basis eines hybriden Fuzzy-Systems. Diese Loesung ermoeglicht es, stark belastetes Abwasser mit geringstem Aufwand an Wartung effektiv zu reinigen, wie es sonst nur mit sehr erfahrenem Personal moeglich waere.

Teilvorhaben 2/8: Anaerobe Behandlung von Restmuell nach dem Schwarting-Uhde-Verfahren, Teilvorhaben 4/2: Bildung und Schadstoffbelastung der Abluft und Gase bei der biologisch-mechanischen Behandlung von Siedlungsabfaellen und deren anschl. Deponierung

Ziel des Vorhabens ist es, Massstaebe fuer die uneingeschraenkte Zulassung der umweltvertraeglichen Ablagerung von mechanisch-biologisch vorbehandelten Abfaellen hinsichtlich der Bildung und Schadstoffbelastung der Deponiegase zu benennen. Weiterhin ist es Ziel, moegliche Risiken durch Deponiegasemissionen aufzuzeigen und die Umweltgefaehrdungen von Vorbehandlung und Deponierung auf dem Gaspfad in ihrer Gesamtheit zu erfassen. Somit sollen im Rueckschluss Optimierungsziele und Beurteilungsmassstaebe fuer mechanisch-biologische und andere Vorbehandlungsverfahren gewonnen werden. Zum einen soll deshalb die Bildung und Schadstoffbelastung der Gase und Abluft ueber den gesamten Entsorgungsweg (Abfallinienanalyse) verfolgt werden, da die biologischen Abbauvorgaenge und Umwelteinwirkungen nur im Zusammenhang gesehen werden koennen. Zum anderen ist ein allgemeingueltiges Prognosemodell zu entwickeln, das Prognosen bei (auch zukuenftig) variierenden Vorbehandlungstechniken und Abfallzusammensetzungen erlaubt und das es ermoeglicht, den Einfluss massgeblicher Parameter und Randbedingungen der Gasbildung unter Deponiebedingungen zu simulieren. Prognosen mit herkoemmlichen Instrumentarien (naturwissenschaftliche und statistische Modelle) fuehren nur zu unzureichenden Ergebnissen. Verbesserungen ergeben sich durch den Einsatz neuer Methoden zur Informationsverarbeitung und Simulationsrechnung (Fuzzy Logik, neuronale Netzwerke, Kombinationen). Um die oben genannten primaeren Ziele zu verwirklichen, muessen eine Reihe von Arbeitszielen im Rahmen des Vorhabens erreicht werden: 1. Untersuchungen der Abbauwege und Parameterabhaengigkeiten waehrend der mechanisch-biologischen Vorbehandlung und der anschliessenden Deponierung: - Herstellung oder Beschaffung von konventionell mechanisch-biologisch vorbehandeltem Abfall und Bilanzierung einer Anlage - Prozesskinetische Untersuchungen der mechanisch-biologischen Vorbehandlung in Laborversuchen - Untersuchung des Ablagerungsverhaltens vorbehandelter Reststoffe - Ermittlung des Gefaehrdungspotentials mittelschwer und schwer abbaubarer organischer Substanzen unter Deponiebedingungen - Ermittlung des Gefaehrdungspotentials durch Austrag fluechtiger Schadstoffe im Deponiegas und in der Abluft der mechanisch-biologischen Behandlung. 2. Entwicklung eines Prognosemodells. 3. Kalibrierung bzw. Trainieren des Prognosemodells durch Anwendung und Rueckrechnung an Deponien, Grosslysimetern und Deponiefeldern. 4. Auswertung des Prognosemodells durch Simulationsrechnungen und Benennung von Massstaeben fuer die Ablagerung sowie von Optimierungszielen fuer mechanisch-biologische Vorbehandlungsverfahren.

Wachstumskern Potenzial: SONETT, Teilprojekt 5: Audio Mobile - Entwicklung innovativer Akustikanwendungen für Elektrofahrzeuge

Die Zielstellungen des Verbundvorhabens WK Potenzial 'SONETT' sind in der Gesamtvorhabensbeschreibung und dem Verbundkonzept detailliert beschrieben und bilden als Bestandteil diese Antrags den Rahmen für unser Teilvorhaben. Das Teilvorhaben der FusionSystems GmbH (AUDIO MOBILE) im Verbundprojekt 'SONETT' wird ein universelles Konzept zur Klangsteuerung von Elektrofahrzeugen mittels Fuzzy-Logik entwickeln. Im Fahrzeugbereich werden die Anforderungen an die Akustik in Zusammenhang mit dem Übergang zur Elektromobilität, dem notwendigen Leichtbau und neuen Fahrzeugkonzepten immer anspruchsvoller. Die Entwicklung eines universell anwendbaren Konzepts zur Klangsteuerung von Elektrofahrzeugen mittels Fuzzy-Logik sowie dessen soft- und hardwaretechnische Umsetzung in einem Forschungsprototypen wird es in Zukunft ermöglichen, durch eine aktive menschgemäße Schallgestaltung für die Verbesserung von Verkehrssicherheit, Fahrfreude, Komfort und Lebensqualität der Anwohner. Für unser Teilvorhaben (Bereich 'AUDIO MOBILE') umfassen die konkreten Arbeitsziele die Entwicklung innovativer Akustikanwendungen für elektrisch angetriebene Mobile. Die geplante Entwicklung des Fuzzy-Sound-Designers und des dazu gehörigen Fuzzy-Sound-Generators erfolgt in direkter Verknüpfung mit der Technologieplattform der Forschungsstelle GFaI e.V. in Berlin. Die Grundidee für das Fuzzy Sound Konzept besteht in der Umsetzung zweier Kernschnittstellen zur Wahrnehmung und zur Kreativwirtschaft.

GRANO: Bewertung pflanzenbaulicher Produktionsverfahren hinsichtlich ökologischer Zielsetzungen mittels Fuzzy-Logik unter Einbeziehung wirtschaftlicher und sozialer Einflussgrößen

Ziele und angestrebte Ergebnisse: Ziel der Arbeit ist es, einen Bewertungsansatzes zu entwickeln, mit dem pflanzenbauliche Produktionsverfahren verschiedener Produktionssysteme hinsichtlich ihre Umweltwirkungen modellhaft abgebildet und bewertet werden können. Anzustrebende Umweltzustände sollen dabei als Umweltqualitätsziele (UQZ) definiert und die Auswirkungen bei Anwendung verschiedener Produktionsverfahren auf die verschiedenen Ziele in Abhängigkeit von den Standorteinflüssen abgeschätzt werden. Mit Hilfe der vorgenommenen Bewertung sollen Aussagen darüber möglich sein, welche der modellierten kulturartspezifischen Anbauverfahren sich mehr oder weniger zur Erreichung der formulierten UQZ eignen (ausgedrückt in einem Zielerreichungsgrad). Wenn möglich soll ein Umweltqualitätsstandard festgesetzt werden, der Auskunft über die Qualität der Zielerreichung gibt. Der Bewertungsansatz sollte leicht nachvollziehbar und mit möglichst wenigen, leicht verfügbaren Daten durchführbar sein. Er sollte die Möglichkeit bieten, vorhandenes Expertenwissen einzubinden, Zielkonkurrenzen und -kongruenten abzubilden und eine relativ schnelle Anpassung an veränderte Bedingungen erlauben. Die mit Hilfe des Bewertungsansatzes ermittelten Zielerreichungsgrade sollen u.a. zur Klärung folgender Fragestellungen beitragen: Wie unterscheiden sich einzelne Kulturarten in ihrem Beitrag zur Erfüllung eines bestimmten Umweltqualitätszieles? In welcher Spannweite bewegen sich die Zielereichungsgrade verschiedener Alternativverfahren zum Anbau derselben Kultur? Welche Unterschiede bestehen dabei zwischen Verfahren des integrierten und des organischen Landbaus? Welchen Einfluss hat der Standort, auf dem die Kulturart angebaut werden soll? Welche Kulturen sollten auf bestimmten Standorten möglichst nicht angebaut werden, welche sind besonders gut für kritische Standorte geeignet? Welche Beziehung besteht zwischen den Zielerreichungsgraden eines Verfahrens für verschiedene UQZ? Neben den ökologische Zielsetzungen spielen im Sinne einer 'nachhaltigen' Landbewirtschaftung aber auch wirtschaftliche und soziale Zielsetzungen bei der Gestaltung der Anbaumaßnahmen eine Rolle. Anhand von Beispielen soll diskutiert werden, welche Umsetzungschancen die als ökologisch günstiger bewerteten Produktionsverfahren unter Berücksichtigung der wirtschaftlichen und sozialen Einflussgrößen in der Untersuchungsregion bieten.

FP5-EESD, European Integrated Daylighting Design Tool

Objective: The primary objective is to develop a day lighting design tool, which will assist in the early design of windows in buildings, and lead to better energy and environmental performance. Secondary objectives are i) to use descriptive and graphic inputs of a kind familiar to architects and to develop a diagnostic module, which by means of fuzzy logic rules provides feedback to the user on the success of the proposed design; ii) to integrate the visual, thermal and energetic functions of windows into one tool; iii) to produce a tool of value to both practice and education, which encourages learning by the user and thereby increases the level of knowledge of day lighting design; and iv) to develop a tool, which applies to all European climates, takes account of European standards and practices, and provides a database of case studies for comparison. Description of the work: The project is divided into five work packages, with participants working on areas relevant to their expertise. The work packages are: - Daylighting: extension of the existing LESO-DIAL software for European climates, incorporation of advanced day lighting systems and visual comfort criteria. - Artificial Lighting: implementation of simple algorithms to evaluate the artificial lighting strategy, control systems and integration with day lighting. - Heating/Cooling: embedding an integrated energy model and overheating predictor model. - Case Studies Database: extension of the existing database to include Europe-wide examples and production of simulated cases (using Adeline software) to allow architects a wide range of examples for comparison. - Final Tool: creation of an integrated day lighting design tool. Where possible the work will build upon previous work, to avoid wasteful repetition. For example, the integrated energy model will be based on the LT Method, an existing energy design tool. The overheating predictor will be based on the Free-floating Internal Temperature Model developed in the PASCOOL project. Other areas, such as the daylight value of sunny skies, will require more original research efforts. An important part of the methodology will be the exposure of the design tool to practitioners and students to get feedback on technical content and compatibility with the design process. The latter will be the key result in the research of value and significance beyond the DIAL-Europe tool itself. Expected results and exploitation plans: The DIAL-Europe design tool has the potential for far-reaching results, which include the completed tool itself, a commercial package downloadable from the DIAL website, and the research results generated within the project, which will be disseminated in journals and at conferences. Other results include increased savings in energy from better use of daylight in buildings and potential improvements in the health and well being of occupants... Prime Contractor: University of Cambridge, The Martin Centre for Architectural and Urban St

Sedimentkontakttests zur Ermittlung der Gentoxizität und der Bewertung der Befunde verschiedener Sedimentbiotests mit statistischen Methoden (Hasse-Diagramm Technik, Fuzzy Logic und multivariate Methoden)

Computergestütztes Beratungssystem zur Sickerwasserprognose COMBESICK, Teilprojekt 2

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