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Found 171 results.

Realitätsnahe Berechnung des Energiebedarfs

Das Kurzgutachten analysiert Ursachen für Abweichungen zwischen dem normativ rechnerisch ermittelten Energiebedarf und dem tatsächlich messbaren Energieverbrauch eines Gebäudes. Nach einer Beschreibung von Ursachen und Treibern dieser Abweichungen wird die verfügbare Literatur ausgewertet. Indikative Berechungen quantifizieren die Größenordnung dieser Abweichungen. Schließlich werden Empfehlungen für realitätsnähere Standard-Randbedingungen für die energetische Bilanzierung von Gebäuden gegeben. Quelle: www.umwletbundesamt.de

Teilvorhaben: Wärmeübergabeeinrichtungen für Heizen und Kühlen inkl. deren Leistungsregelung

Das Projekt "Teilvorhaben: Wärmeübergabeeinrichtungen für Heizen und Kühlen inkl. deren Leistungsregelung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Kermi GmbH durchgeführt. Für den deutschen Gebäudebestand bestehen zwei wesentliche Herausforderungen. Eine besteht darin, die CO2-Emissionen nach der Vorgabe der Bundesregierung bis zum Jahr 2050 soweit zu senken, bis ein nahezu klimaneutraler Gebäudebestand erreicht ist. Die Antragsteller gehen davon aus, dass die zweite Herausforderung darin besteht, die Gebäudenutzer aktuell und zukünftig, während sommerlicher Hitzeperioden besser vor zu hohen Raumtemperaturen zu schützen. Mit dem Forschungsvorhaben wird hierzu ein neuer Ansatz verfolgt. Dieser besteht darin, mit minimalem Aufwand eine kostengünstige Kühlmöglichkeit bereitzustellen, indem die ohnehin erforderliche oder bereits vorhandene Heizungsanlage zur sommerlichen Raumkühlung genutzt wird. Gegenwärtig sind solche Lösungen auf den Einsatz kostenintensiver Flächenheiz- und Kühlsysteme für spezielle Einsatzfälle beschränkt. Theoretische und praktische Untersuchungen der TU Dresden zeigen, dass eine deutliche Verbesserung der thermischen Behaglichkeit auch dann erreicht werden kann, wenn Räume über Freie Heizflächen gekühlt werden. Damit ergibt sich ein neuer Planungsansatz, bei dem unter Berücksichtigung ökonomischer und ökologischer Aspekte der Heiz- und Kühlbetrieb nicht jeweils für sich betrachtet wird, sondern einer Ganzjahresbetrachtung zu unterziehen ist. Die Antragsteller demonstrieren in mehreren Bestandswohngebäuden eine Systemlösung, mit der während der Sommerperiode die thermische Situation in Wohngebäuden wesentlich verbessert werden kann. Damit ist eine deutliche Aufwertung von Bestandsimmobilien verbunden, worüber ein wirksamer Anreiz zum Einsatz von Wärmepumpentechnologien gesetzt wird, da diese sowohl für die Wärme- als auch für die Kältebereitstellung genutzt werden können. Aus dem Austausch der Bereitstellungssysteme kann im Wohngebäudebestand ein erhebliches CO2-Minderungspotential erschlossen werden.

Teilvorhaben: Systemanalyse

Das Projekt "Teilvorhaben: Systemanalyse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Energietechnik, Professur für Gebäudeenergietechnik und Wärmeversorgung durchgeführt. Für den deutschen Gebäudebestand bestehen zwei wesentliche Herausforderungen. Eine besteht darin, die CO2-Emissionen nach der Vorgabe der Bundesregierung bis zum Jahr 2050 soweit zu senken, bis ein nahezu klimaneutraler Gebäudebestand erreicht ist. Die Antragsteller gehen davon aus, dass die zweite Herausforderung darin besteht, die Gebäudenutzer aktuell und zukünftig, während sommerlicher Hitzeperioden besser vor zu hohen Raumtemperaturen zu schützen. Mit dem Forschungsvorhaben wird hierzu ein neuer Ansatz verfolgt. Dieser besteht darin, mit minimalem Aufwand eine kostengünstige Kühlmöglichkeit bereitzustellen, indem die ohnehin erforderliche oder bereits vorhandene Heizungsanlage zur sommerlichen Raumkühlung genutzt wird. Gegenwärtig sind solche Lösungen auf den Einsatz kostenintensiver Flächenheiz- und Kühlsysteme für spezielle Einsatzfälle beschränkt. Theoretische und praktische Untersuchungen der TU Dresden zeigen, dass eine deutliche Verbesserung der thermischen Behaglichkeit auch dann erreicht werden kann, wenn Räume über Freie Heizflächen gekühlt werden. Damit ergibt sich ein neuer Planungsansatz, bei dem unter Berücksichtigung ökonomischer und ökologischer Aspekte der Heiz- und Kühlbetrieb nicht jeweils für sich betrachtet wird, sondern einer Ganzjahresbetrachtung zu unterziehen ist. Die Antragsteller demonstrieren in mehreren Bestandswohngebäuden eine Systemlösung, mit der während der Sommerperiode die thermische Situation in Wohngebäuden wesentlich verbessert werden kann. Damit ist eine deutliche Aufwertung von Bestandsimmobilien verbunden, worüber ein wirksamer Anreiz zum Einsatz von Wärmepumpentechnologien gesetzt wird, da diese sowohl für die Wärme- als auch für die Kältebereitstellung genutzt werden können. Aus dem Austausch der Bereitstellungssysteme kann im Wohngebäudebestand ein erhebliches CO2-Minderungspotential erschlossen werden.

Luftqualität und Energieeffizienz mit einfacher win-win Technik beispielhaft für den Musiksaal der Hochschule für Kirchenmusik Diözese Rottenburg

Das Projekt "Luftqualität und Energieeffizienz mit einfacher win-win Technik beispielhaft für den Musiksaal der Hochschule für Kirchenmusik Diözese Rottenburg" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bischöfliches Ordinariat Rottenburg, Hauptabteilung XV-Finanzen und Vermögen, Abteilung Grund- und Bauverwaltung durchgeführt.

Simulation und experimentelle Evaluierung thermoaktiver Raumtextilien für die energieeffiziente Heizung und Kühlung von Räumen

Das Projekt "Simulation und experimentelle Evaluierung thermoaktiver Raumtextilien für die energieeffiziente Heizung und Kühlung von Räumen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Energietechnik, Professur für Gebäudeenergietechnik und Wärmeversorgung durchgeführt. Die weitere Reduzierung des Primärenergieeinsatzes zur Heizung und Kühlung von Gebäuden erfordert neue, intelligente Lösungen für eine Raumkonditionierung mit hoher Flexibilität. Eine Möglichkeit ist die funktionale Kombination von Raumtextilien und Heiz-/Kühlflächen zu 'thermoaktiven Raumtextilien'. Es ist zu erwarten, dass derartige textile Konstruktionen gegenüber konventionellen Flächenheiz- und -kühlsystemen eine Reihe von Vorteilen aufweisen. Hier sind beispielsweise die hervorragende Eignung bei Altbausanierungen, sehr flexible Anordnungsmöglichkeiten im Raum sowie vorteilhafte Regel-, Schnellaufheiz- und -ankühlfähigkeiten mittels 'Faltung' bzw. 'Entfaltung' der Raumtextilien zu nennen. Zudem besteht bei geeigneter Konstruktion die Möglichkeit einer problemlosen Unterschreitung der Taupunkttemperatur im sommerlichen Kühlfall. Diese speziell ausgerüsteten Raumtextilien fungieren gleichzeitig als Wandbespannung und/oder als Vorhang vor den Fenstern und er-möglichen auf diese Weise nicht nur die Wärmezu- und -abfuhr sondern auch die Aufnahme, Speicherung und Abgabe von Wasserdampf und damit die Regulation der Raumluftfeuchte. Wesentliche Zielstellung dieses Projektes ist die grundlegende Untersuchung funktioneller, energetischer und wärmephysiologischer Aspekte bei der Anwendung von textilen Raumheiz- und -kühlflächen. Theoretische Betrachtungen sollen anhand ausgewählter repräsentativer Prototypen verifiziert werden

Tieftemperatur-Umwandlungen von komplexen festen Präkursoren in ionischen Flüssigkeiten: Neue Verbindungen und Einsichten in Reaktionsprinzipien

Das Projekt "Tieftemperatur-Umwandlungen von komplexen festen Präkursoren in ionischen Flüssigkeiten: Neue Verbindungen und Einsichten in Reaktionsprinzipien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Fachrichtung Chemie und Lebensmittelchemie, Professur für Anorganische Chemie 2 durchgeführt. Niedertemperatursynthesen anorganischer Materialien in ionischen Flüssigkeiten (ILs) führten in den letzten Jahren zu bemerkenswerten Ergebnissen. So konnten z. B. ein neues Germanium-Allotrop, ein supraleitendes Material auf der Basis von aromatischen Tellurringen sowie auch große Cluster und Heteropolykationen in ionischen Flüssigkeiten synthetisiert werden. Ein Projektziel ist die Suche nach neuen metastabilen bzw. Niedertemperaturverbindungen auf der Basis von Elementen der Gruppen 13 bis 16, von denen wir außergewöhnliche chemische und physikalische Eigenschaften erwarten. Um dieses zu erreichen, sollen komplex aufgebaute, heteropolare Vorläuferverbindungen unter milden Bedingungen in ionischen Flüssigkeiten so umgesetzt werden, dass Baugruppen als Ganzes herausgelöst werden, die dann in Lösung modifiziert und in neuen Verbindungen rekristallisiert werden können. Auf diese Weise können die typischen thermodynamischen und kinetischen Einschränkungen der Festkörperchemie überwunden werden. Alle Produkte sollen mit modernen Methoden vollständig charakterisiert werden. Da wenig über die Grundlagen dieser Chemie in ionischen Flüssigkeiten bekannt ist, werden wir auch verschiedene Parameter untersuchen, die Einfluss auf die Löslichkeit, Reaktivität und das Kristallisationsverhalten ausüben. Neben Temperatur, Konzentration und der Lewis-Säurestärke soll insbesondere der Einfluss der ionischen Flüssigkeit untersucht werden, indem gezielt synthetisierte ILs eingesetzt werden. Diese sollen es ermöglichen, die Synthesevorschriften zu optimieren und die Luft- und Feuchtigkeitsempfindlichkeit des Reaktionsmediums zu reduzieren. Mittels zeitaufgelöster NMR-Spektroskopie wird der Reaktionsfortschritt in der IL (Lösungs-NMR) ebenso wie der Beginn der Strukturbildung (Festkörper-NMR) verfolgt werden.

Teilvorhaben: Ableitung des Werkstoffverhaltens für Kugelgraphitguss bei vorliegenden Seigerungen

Das Projekt "Teilvorhaben: Ableitung des Werkstoffverhaltens für Kugelgraphitguss bei vorliegenden Seigerungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF, Standort Kranichstein durchgeführt. Das Gesamtziel von 'GJEis' ist die Entwicklung eines ganzheitlichen Ansatzes für die Beurteilung bzw. Bemessung von GJS-Bauteilen für Windenergieanlagen unter Berücksichtigung von Seigerungsprofilen und Karbiden sowie Einsatztemperaturen von Raumtemperatur bis hin zu ? = -50 Grad Celsius. Darauf aufbauend ist ein Lebensdauerbeurteilungskonzept zu entwickeln, mit dem der Einsatz von Bauteilen mit lokalen Seigerungen und Karbiden auch bei niedrigen Temperaturen möglich ist. Ein Rückgriff auf bestehende Normen und Richtlinien ist in beiden Fällen nicht möglich, da diese den relevanten Temperaturbereich sowie das Auftreten von Seigerungen und Karbiden nur teilweise oder gar nicht bewerten. Für diese Konzepte sind als Ziel im Teilvorhaben des Fraunhofer LBF die Einflüsse von Seigerungen und Karbiden auf die quasi-statische und zyklische Beanspruchbarkeit von dickwandigem Eisenguss für Windkraftanwendungen insbesondere für den Tieftemperatureinsatz zu experimentell zu beschreiben und hieraus Bemessungs- und Beurteilungskonzepte für die Praxis abzuleiten. Dabei ist das Werkstoffverhalten in diesen Fällen anhand von Zug- und Schwingproben in unterschiedlichsten Gefügekonfigurationen exakt zu beschreiben und über Korrelationen mit der Art und dem Anteil an Seigerungen und Karbiden zu verknüpfen. Parallele fraktographische Analysen erlauben die Bewertung von versprödenden Effekten auf die Werkstoffbeanspruchbarkeit. Aus den experimentellen Analysen wird anschließend ein Beurteilungskonzept für lokale vorliegende Seigerungen und Karbide sowie ein Bemessungskonzept für den Tieftemperatureinsatz von GJS-Komponenten erarbeitet und rechnerisch überprüft. Mit den Ergebnissen aus 'GJEis' kann dann sichergestellt werden, dass im Zuge der Bauteilbeurteilung das Auftreten von lokalen Seigerungen und Karbidbildungen sowie Tieftemperaturen im Hinblick auf deren Auswirkungen auf die Bauteillebensdauer berücksichtigt werden kann.

Schwerpunktprogramm (SPP) 1708: Materialsynthese nahe Raumtemperatur

Das Projekt "Schwerpunktprogramm (SPP) 1708: Materialsynthese nahe Raumtemperatur" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Fachrichtung Chemie und Lebensmittelchemie, Professur für Anorganische Chemie 2 durchgeführt. Die synthetische Materialchemie steht vor enormen Herausforderungen: Die Energiewende erfordert völlig neue Materialien mit herausragenden Eigenschaften - effektive Fotokatalysatoren für die solargetriebene Wasserstoffentwicklung, effiziente Energiespeichermaterialien, Materialien für Energiekonversion und vieles mehr. Auf der anderen Seite besteht die zwingende Notwendigkeit des ressourcenschonenden Einsatzes von Rohstoffen und Energie durch effizientere Herstellung bekannter und bereits verwendeter Materialien. Hier müssen nachhaltige chemische Prozesse erdacht und entwickelt werden, die bei niedrigerer Temperatur ablaufen, höhere Reinheit und Ausbeute ermöglichen und weniger Abfall produzieren. Eine Erfolg versprechende Option hierfür ist die Nutzung von ionischen Flüssigkeiten (engl. Ionic Liquids, ILs) - organische Salze, die bereits unterhalb 100 Grad Celsius, oftmals sogar bei Raumtemperatur, als hoch polare Flüssigkeiten vorliegen. Die einzigartigen Eigenschaften dieser neuartigen 'Designer-Lösungsmittel' lassen sich durch vielfältige Variation ihrer chemischen Zusammensetzung an das jeweilige Synthesesystem adaptieren. Vielversprechende erste Forschungsergebnisse zeigen, dass unter Nutzung von ILs anorganische Materialien (Metalle, Legierungen, Halbleiter, Hartstoffe, Funktionswerkstoffe etc.) unter Umgebungsbedingungen hergestellt werden können. Dadurch lassen sich Energieeinsatz und technischer Aufwand im Vergleich zu den bisher notwendigen Hochtemperaturprozessen, wie Schmelzreaktionen, Solvothermalsynthesen oder Gasphasenabscheidungen, enorm reduzieren. Zugleich werden chemische Materialsynthesen besser steuerbar, was ebenfalls die Energie- und Rohstoffeffizienz erhöht. Unabhängig davon eröffnen Synthesen in ILs die Möglichkeit, auch völlig neue Niedertemperaturverbindungen mit noch unbekannten chemischen und physikalischen Eigenschaften erstmalig zugänglich zu machen. Tatsächlich lassen sich in diesem frühen Stadium der Forschung noch längst nicht alle wissenschaftlichen, ökonomischen und ökologischen Implikationen abschätzen. Somit sind die Ziele des Schwerpunktprogramms: (1) Etablierung IL-basierter ressourceneffizienter Synthesen für bekannte Funktionsmaterialien, (2) Entdeckung neuartiger, auch unorthodoxer Funktionsmaterialien, die nur durch die Synthesen nahe Raumtemperatur in ILs zugänglich sind, (3) Verständnis der Prinzipien von Auflösung, Reaktion und Abscheidung anorganischer Feststoffe in ILs.

Synthese anorganischer Materialien in ionischen Flüssigkeiten: Aufklärung der Reaktionsmechanismen vom Komplex zum Kristall

Das Projekt "Synthese anorganischer Materialien in ionischen Flüssigkeiten: Aufklärung der Reaktionsmechanismen vom Komplex zum Kristall" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bonn, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie - Mulliken Center for theoretical Chemistry durchgeführt. Unter Verwendung von ionischen Flüssigkeiten wurde in den vergangenen Jahren eine Vielfalt an neuartigen Synthesen von kristallinen und anorganischen Materialen entwickelt. Trotz vorteilhafter Eigenschaften und Synthese-Bedingungen gegenüber konventionellen Methoden mangelt es stark am mechanistischen Verständnis, besonders was die dirigierende Rolle der ionischen Flüssigkeiten angeht. Wir setzen uns hier zum Ziel, die Synthese von mehreren ungewöhnlichen Modifikationen des TiO2, nämlich der Bronze-Phase TiO2(B) und einem jüngst synthetisierten Titanoxyhydroxy-Fluorid, aufzuklären. Beide werden unter erstaunlich milden Bedingungen aus einer Mischung von einfachen ionischen Flüssigkeiten mit Wasser und TiCl4 erhalten. Unsere bisherigen Experimente zeigten bereits den prägenden Einfluss von ionischen Flüssigkeiten, welche Fluor-Atome im Anion enthalten, und von Mischungen zweier Kationen mit jeweils Seitenketten von unterschiedlicher Länge. Die wesentliche Aufgabenstellung unseres Projektes besteht nun darin, mechanistische Zusammenhänge zu klären, und zwar sowohl zwischen der molekularen Struktur der Reaktionslösung und der Bildung von Fluorohydroxotitan-Komplexen als auch der Bildung von Clustern. Darüber hinaus möchten wir die Entstehung von Primär- und Nanopartikeln verstehen. Unser Ansatz liegt in der Variation von ionischen Flüssigkeiten (z. B. Ersatz von (BF4)- durch (F)-) und in der Verwendung alternativer Ti-Verbindungen wie (NH4)(TiF6). Einerseits sollen in-situ-Methoden (Raman-Spektroskopie, Röntgenweit- und Kleinwinkelstreuung) dabei helfen, die relevanten Zwischenstufen auf molekularer Ebene und Nanometer-Skala zu identifizieren, andererseits stärkt die Berechnung der molekularen Bildungsmechanismen und des Wachstums von Clustern aus Komplexen das mechanistische Verständnis. Zu diesem Zweck werden neue Wechselwirkungspotentiale parametrisiert, aber auch solche Simulationen durchgeführt, die mit expliziter elektronischer Struktur-Berechnung arbeiten. Es werden dabei Computer-Experimente aufgesetzt, die dem Experiment nicht zugängliche Einsichten erlauben, zum Beispiel zum Einfluss von lokaler Polarität, spezifischen Wechselwirkungen oder gewissen Zwischenstufen.

Koordinationsfonds

Das Projekt "Koordinationsfonds" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Fachrichtung Chemie und Lebensmittelchemie, Professur für Anorganische Chemie 2 durchgeführt. Das Schwerpunktprogramm 1708 bündelt und koordiniert die Forschungsaktivitäten zur wissenschaftlichen und technologischen Entwicklung von Niedertemperatursynthesen anorganischer Materialien in Ionischen Flüssigkeiten (ILs). Das Schwerpunktprogramm hat drei Hauptziele: (A) Etablierung IL-basierter ressourceneffizienter Synthesen für bekannte Funktionsmaterialien. (B) Entdeckung neuer, möglicherweise unorthodoxer Materialien, die erst durch die besonderen, milden Synthesebedingungen in ILs zugänglich werden. (C) Verstehen der Prinzipien der Auflösung, Reaktion und Kristallisation von anorganischen Feststoffen in ILs. Das Koordinatorprojekt stellt die zentrale Plattform für Zusammenarbeit im SPP bereit. Dies umfasst die Organisation und Durchführung von Workshops und Arbeitstreffen, die Förderung von Nachwuchswissenschaftlern, die Betreuung von Mercator Fellows, Öffentlichkeitsarbeit und Gleichstellungsmaßnahmen.

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