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Steigerung der energetischen Qualität und Wirtschaftlichkeit von Gebäudehüllen durch effiziente Bereitstellung und Nutzung der Produktdaten in Planungssoftware, Teilvorhaben: Plattform Architektur, Messtechnische Daten und Methoden, IEA Task

EQWIN-P soll das Preis-Leistungs-Verhältnis von energieeffizienten Gebäuden verbessern, indem der Automatisierungsgrad der Verarbeitung von Gebäudehülldaten erhöht wird. Das Problem heutzutage ist zum einen, dass Gebäudehülldaten zwar innerhalb einer Softwareanwendung verarbeitet werden, aber zwischen verschiedenen Anwendungen in der Regel nicht kompatibel sind und manuell oder in gebrochenen digitalen Ketten übertragen werden müssen. Dies umfasst zahlreiche proprietäre Formate, die in Teilen auch nur in bestimmten Wissenskontexten interpretierbar sind. Des Weiteren erhalten viele hochkomplexe Messdaten erst durch Algorithmen einen planerischen Mehrwert, so dass es dringend erforderlich ist, relevante Methoden zur Bewertung von Gebäudehüllen dem breiten Markt möglichst einheitlich bereit zu stellen. Fraunhofer konzipiert und implementiert in EQWIN-P gemeinsam mit den Partnern eine Plattform, so dass am Ende des Projektes unter anderem hygrothermische Daten und 'Methoden als Service' für optische Daten online nutzbar sind. Fraunhofer entwickelt dafür auch Demonstratoren für praktische Anwendungsszenarien, z.B. zu Energieberatung, sommerlichem Wärmeschutz, Tageslichtnutzung, Hygrothermik. Fraunhofer stimmt die Arbeiten international über Beteiligung inkl. Leitung eines IEA-Projektes ab. Statt vielen manuellen Schritten können Planende durch das Vorhaben zukünftig einfacher und umfassender aktuelle und hochwertige Gebäudehülldaten nutzen. Anstelle ihre Produktdaten in vielen verschiedenen Formaten anzubieten und die Inhalte kostenintensiv aktuell zu halten, können Komponenten- und Softwarehersteller eine einheitliche Form des Datenaustauschs für zahlreiche Daten und Methodenbibliotheken verwenden, die von verschiedenen Anwendungen genutzt werden. Dies ermöglicht bessere Produktdifferenzierungen am Markt. Energieeffiziente, nachhaltige Gebäude können damit effizienter und preiswerter als bislang geplant werden.

Spatial heterogeneity and substrate availability as limiting factors for subsoil C-turnover

In subsoils, organic matter (SOM) concentrations and microbial densities are much lower than in topsoils and most likely highly heterogeneously distributed. We therefore hypothesize, that the spatial separation between consumers (microorganisms) and their substrates (SOM) is an important limiting factor for carbon turnover in subsoils. Further, we expect microbial activity to occur mainly in few hot spots, such as the rhizosphere or flow paths where fresh substrate inputs are rapidly mineralized. In a first step, the spatial distribution of enzyme and microbial activities in top- and subsoils will be determined in order to identify hot spots and relate this to apparent 14C age, SOM composition, microbial community composition and soil properties, as determined by the other projects within the research unit. In a further step it will be determined, if microbial activity and SOM turnover is limited by substrate availability in spatially distinct soil microsites. By relating this data to root distribution and preferential flow paths we will contribute to the understanding of stabilizing and destabilizing processes of subsoil organic matter. As it is unclear, at which spatial scale these differentiating processes are effective, the analysis of spatial variability will cover the dm to the mm scale. As spatial segregation between consumers and substrates will depend on the pore and aggregate architecture of the soil, the role of the physical integrity of these structures on SOM turnover will also be investigated in laboratory experiments.

Planungsunterstützung für die Solarisierung der Gebäudehülle in Neubau und Bestand, Teilvorhaben: Architektur

Architekt*innen, Planer*innen, Projektentwickler*innen und Komponentenhersteller*innen werden immer häufiger mit der Forderung nach einer ausgeglichenen CO2-Bilanz des Gebäudes durch die Integration von PV in Dach und Fassade konfrontiert. Hoher Planungsaufwand durch fehlendes Know-how und geringe Erfahrung verhindern jedoch oft die Umsetzung solcher Ziele. Schwierige Fragen sind oft: - Welche Flächen können und sollen mit PV belegt werden? - Welche Akteure sind wann im Bauprozess zu involvieren? - Ist der eingeschlagene Weg wirklich realisierbar? Gibt es (mehrere) Anbieter? - Wie soll die Energie genutzt werden (Eigenbedarf)? Werden Flächen für Speicher und Trassen benötigt? - Kostenermittlung und Erträge: Ist die Maßnahme wirtschaftlich? Konkret werden im Projekt Grundlösungen für die Verwendung von PV an Gebäuden erarbeitet. Die Einbindung von Herstellern sichert die Realisierbarkeit. Um den Handwerkermangel abzumildern, werden neben Handwerkern alle Solarfachkräfte adressiert. Digitale Modelle werden kurzfristig in einem neuen Industriestandard als VDI-Richtlinie zur Verfügung gestellt und über die Mitarbeit in diversen Normungsgremien veröffentlicht.

Energieeffiziente Krankenhausräumlichkeiten: Mit minimalem Energieeinsatz ein gesundes Raumklima und hygienische Raumluftqualität schaffen, Teilvorhaben: Architektur und Bautechnik

Leichtbauten aus Carbonbeton in vollständig digitaler Wertschöpfungskette für Städte der Zukunft inkl. Planungswerkzeug, Teilvorhaben: Planungsmethodik

Entwicklung von Lithium-Schwefel-Bipolarbatterien, Teilvorhaben: Entwicklung von Elektroden für die Bipolar-Li-S-Batterie

Im Vorhaben ‚BiPoLiS‘ soll als neuartiger Ansatz die Technologie der Lithium-Schwefel-Batterien mit der Architektur der Bipolarbatterien zusammengeführt werden, um die Vorzüge beider Technologien zu kombinieren. Ziel ist es, die Machbarkeit des innovativen Ansatzes nachzuweisen, um damit künftig den Bau von Batteriespeichern mit höherer gravimetrischer Energiedichte zu sehr geringen Herstellungskosten zu ermöglichen. Inhaltlich werden dafür konzeptionell Randbedingungen und testbare Einheiten definiert. Darauf aufbauend werden die Technologien zur Herstellung dieses Typs elektrischer Energiespeicher erforscht und adaptiert. Parallel werden Anpassungen an den Komponenten (Elektrodensystem, Durchleiterfolien) vorgenommen, um die Langzeitstabilität sicherzustellen. Zum Nachweis der Machbarkeit werden anschließend Testmuster aufgebaut und charakterisiert.

UrbanPulse_Detmold - WohnraumMobilisierung & SolidarRAUM Detmold, Teilprojekt A: Projektkoordination, SolidarRATaufbau und Gebäudeplanung

Stadtentwicklung in Rußland

Stadtentwicklung der Sowjetunion: die blauen Städte Grundlagenforschung der Phänomene der Stadtentwicklung in der ehemaligen Sowjetunion nach dem Zweiten Weltkrieg als kooperatives Forschungsprojekt Zentraler Forschungsgegenstand ist die Stadtgestalt der 'blauen' Städte, und die Einordnung in die entwicklungsgeschichtlichen Planungsverfahren. D.h. der Stadtkörper in seiner Typologie, seiner architektonischen Ausprägung und gesellschaftlichen Bedeutung in seiner Entstehungszeit ist ebenso Betrachtungsgegenstand wie die damals planungsrelevanten Aspekte und Strategien. Neben der Entstehungsgeschichte, der Darstellung der Stadtgestalt und der Differenzierung seiner typologischen Strukturen sollen die zukünftige Lebenserwartung, die Projektionen der städtischen Perspektiven ermittelt werden.

Linking soil architecture formation with changing permafrost regime to carbon turnover in high latitude soils at multiple spatial scales

Most soils develop distinct soil architecture during pedogenesis and soil organic carbon (SOC) is sequestered within a hierarchical system of mineral-organic associations and aggregates. Permafrost soils store large amounts of carbon due to their permanently frozen subsoil and a lack of oxygen in the active layer, but they lack complex soil structure. With permafrost thaw more oxidative conditions and increasing soil temperature presumably enhance the build-up of more complex units of soil architecture and may counterbalance, at least partly, SOC mineralization. We aim to explore the development of mineral-organic associations and aggregates under different permafrost impact with respect to SOC stabilization. This information will be linked to environmental control factors relevant for SOC turnover at the pedon and stand scale to bridge processes occurring at the aggregate scale to larger spatial dimensions. We will combine in situ spectroscopic techniques with fractionation approaches and identify mechanisms relevant for SOC turnover at different scales by multivariate statistics and variogram analyses. From this we expect a deeper knowledge about soil architecture formation in the transition of permafrost soils to terrestrial soils and a scale-spanning mechanistic understanding of SOC cycling in permafrost regions.

Sonderforschungsbereich (SFB) 924: Molekulare Mechanismen der Ertragsbildung und Ertragssicherung bei Pflanzen; Molecular Mechanisms Regulating Yield and Yield Stability in Plants, Schwerpunktprogramm SFB 924: Molekulare Mechanismen der Ertragsbildung und Ertragssicherung bei Pflanzen - Teilprojekt A02: Analyse der Architektur reproduktiven Gewebes durch den Crosstalk zwischen Plasmodesmata und Rezeptorkinase-vermittelter Signaltransduktion

Ovulen sind von agronomischem Interesse, da sie die Vorläufer der Samen, der hauptsächlichen menschlichen Nahrungsquelle, darstellen. Ihre Gewebemorphogenese ist nicht verstanden, hängt in Arabidopsis aber von der interzellulären Signalübermittlung durch die Rezeptorkinase STRUBBELIG ab. Zwei weitere membrangebundene Komponenten dieser Signalkette wurden genetisch identifiziert. ZERZAUST ist eine vorhergesagte beta-1,3 Glukanase, während QUIRKY mehrere C2-Domänen besitzt. Die molekularen Funktionen von ZERZAUST und QUIRKY sollen analysiert, und die Interaktionen zwischen den drei Zelloberflächenproteinen untersucht werden.

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