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Solartechnische Demonstrationsanlagen Katholische Kirchenstiftung St. Brigitta, Unterhaching

Gebäudecharakteristik und Konzeption der Anlagentechnik: Photovoltaik (PV)-Anlage: Kirche in Betonbauweise, Flachdach, Baujahr 1970, 580 m2 Bruttogeschossfläche zzgl. Sakristei und Kapelle im Anbau, Verwendung als Katholische Kirche. Solarthermie (ST)-Anlage: Wohnhaus mit Pfarrbüros in Betonbauweise, Flachdach, Baujahr 1970, 400 qm BGF, Verwendung als Pfarrhaus. Generator (PV-Module): Die Module werden aufgeständert auf dem Flachdach der Kirche montiert. Die Ständerkonstruktion trägt 2 Modulreihen, wird aus Edelstahl gefertigt und zur Optimierung der Sonneneinstrahlung an der Flachdachbrüstung der Nordseite montiert. Die Neigung beträgt 30 Grad. Die Ausrichtung ist Südost - 10 Grad. Es wurden 2 Strangwechselrichter vom Typ SMA verwendet. Strang 1: Typ SMA 2500 mit 2500 W, 18 Module und Strang 2 mit Typ SMA 2000 mit 2000 W, 16 Modulen. Modul-Typ Isofoton I-159/12MC zu je 159 W und 1,294 m2. Die Generatornennleistung beträgt 5,4 kW. Solarthermische Anlage: Die Montage erfolgt aufgeständert mit ca. 40 Grad Neigung in Südausrichtung auf dem Flachdach des Pfarrhauses. Die Nettofläche beträgt 7.6 m2, vorhandener 400 l Speicher, externer Plattenwärmetauscher. Die Verrohrung erfolgt in 18 mm Kupferrohr, Kollektor: LB Kollektorbausatz der Firma Wagner, Regelung ebenfalls Fa. Wagner. Geplante Maßnahmen zur Verbreitung: Erstellung und Veröffentlichung einer Studie, Info dazu an die örtlichen Presse (Süddeutsche Zeitung). Mitteilungen an die Bürger der politischen Gemeinde auf Bürgerversammlungen durch den Bürgermeister. Darstellung anlässlich des großen Zukunftsfestes in Unterhaching im Oktober 99. Begleitung des Projektes in der örtlichen und kirchlichen Presse. Infoständer an mehreren Sonntagen zur Darstellung des Projektes und zur Gewinnung von Spenden. Gemeinsame Aktionen/Veröffentlichungen mit den ISAR-Amperwerken (Netz-Einspeisung). Erstellung von Prospekten (Beschreibung des Projektes, Darstellung der Realisierung und der Förderung, der Eigenbeteiligung, technische Daten etc.) PR-Maßnahmen in Zusammenarbeit mit der Clearingstelle Kirche und Umwelt und dem Umweltbeauftragten der Diözese. Schautafeln vor der Kirche mit Anzeige der gewonnen Solarenergie. Vorträge und Führungen. Ausstellungen im Foyer des Rathauses. Fazit: Das Projekt kann als gelungen bezeichnet werden, es wurde von sehr vielen Gemeindemitgliedern, Bürgern und der Presse entsprechend gewürdigt. Aus unserer Sicht ist die Bundesförderung Ihren Zielvorstellungen durch Ihre Unterstützung der Solarmaßnahmen ein Stück näher gekommen.

Baustoffkreislauf im Massivbau (BiM), Erstellung eines Bauwerks unter Verwendung von Beton mit Sekundärzuschlägen

Die Anwendung von Beton mit Recyclingbaustoffen setzt neben der technischen Gleichwertigkeit zu Beton nach DIN 1045 auch eine Akzeptanz beim Nutzer des Bauwerks voraus. Mit dem Demonstrationsvorhaben soll gezeigt werden, dass die Gleichwertigkeit vorliegt. Es sind bei der Planung solcher Bauvorhaben Besonderheiten gegenüber einem Bauwerk aus Primärzuschlägen herauszuarbeiten. Die Ausführung des Rohbaus mit Beton aus Sekundärzuschlägen setzt eine Zustimmung im Einzelfall voraus. Es sind hierfür die Versuchsergebnisse zusammenzustellen und für den Antrag aufzuarbeiten. Dazu gehören die Bewertung des Zuschlags und die Ergebnisse der Eignungsprüfung.

Separation und Ansäuerung nach Fällung von Flüssigmist aus Rinderställen

Ausgehend von den Erkenntnissen des SAFT-Projektes, welches durch die Ansäuerung von Flüssigmist mit Schwefelsäure die Ammoniak- und Methanemissionen deutlich mindert, wird ein Verfahren entwickelt, das auch für die Rinderhaltung geeignet ist. Das Verfahren soll dahingehend optimiert werden, dass der Säureverbrauch deutlich gesenkt wird, was die Kosten- und Ressourceneffizienz erhöht. Durch Einsatz von Calcium-Additiven wird der Carbonatpuffer, der für den Großteil des Säurebedarfs während der Ansäuerung verantwortlich ist, vorab eliminiert und ausgefällt. Eine Separierung des Flüssigmistes in eine flüssige und eine feste Phase reduziert den Säurebedarf zusätzlich und führt zu einer Nährstoffentfrachtung der flüssigen Phase. Unter diesen Umständen wird nach Alternativen zur Schwefelsäure gesucht. Dadurch wird das Verfahren auch im ökologischen Landbau einsetzbar, die Gefahr einer Schwefelüberdüngung nach der Flüssigmistausbringung entfällt, das Problem der Betonkorrosion in Flüssigmistkanälen und Lagerbehältern wird minimiert und die Methangasausbeute beim Einsatz des Flüssigmistes in Biogasanlagen erhöht. In Laborversuchen wird zunächst der Einsatz von Ca-Additiven und der Separation des Flüssigmistes zur Ausfällung des Carbonatpuffers untersucht. Schließlich wird an dem so vorbereiteten Flüssigmist der Säurebedarf bestimmt und der Einsatz von Alternativen zur Schwefelsäure untersucht. An dem so angesäuerten Flüssigmist wird das Biogasbildungspotential bestimmt. Die bereits etablierte Ansäuerungstechnik wird um ein Modul der Carbonatfällung und eine Separationseinheit erweitert. Die Anlage erhält für den praktischen Einsatz eine neu zu entwickelnde volumetrische Carbonatgehaltsbestimmung. Diese soll die anfällige und wartungsintensive pH-Wert-Messung mittels pH-Sonden ersetzen. Am Ende erfolgt eine ökonomische Bewertung der Ansäuerungstechnik unter Berücksichtigung der Methan- und Ammoniakemissionsminderung, des Biogaspotentials und einer Düngebilanzierung.

Entwicklung einer Analysenmethode zur simultanen Bestimmung polarer und unpolarer flüchtiger Luftinhaltsstoffe (VOC) unter Verwendung zweidimensionaler Gaschromatographie

Aufbauend auf den Erfahrungen des Antragstellers auf dem Gebiet der mehrdimensionalen Gaschromatographie (GC) und der Luftanalytik wird eine Analysenmethode zur simultanen Bestimmung polarer und unpolarer flüchtiger Luftinhaltsstoffe (volatile organic compounds (VOC)) mittels zweidimensionaler GC entwickelt. Dazu werden Säulen unterschiedlicher Polarität für die Trennung der unpolaren und polaren Verbindungen getestet. Die aufgrund der ersten Untersuchungen ausgewählten Säulen werden seriell gekoppelt. Es wird eine GC-Methode entwickelt, mit deren Hilfe eine Ausschnittsdosierung der unpolaren Verbindungen auf die zweite Säule erfolgt. Weiterhin wird eine geeignete Strategie für die Probenahme entwickelt. Die Untersuchungen fokussieren sich dabei sowohl auf die adsorptive Anreicherung als auch auf die Probenahme mit Hilfe von Edelstahlkanistern. Es werden verschiedene Adsorbentien getestet und charakterisiert. Bei der Probenahme in Kanistern wird die Stabilität der polaren Verbindungen (Aldehyde, Ketone, Alkohole) im Kanister und der vollständige Probentransfer der Analyten in das Analysensystem untersucht. Zur Validierung der entwickelten gaschromatographischen Methode und zur Validierung der jeweiligen Probenahmestrategie werden Feldexperimente durchgeführt.

Experimentelle und theoretische Untersuchungen zur Wechselwirkung zwischen der Karbonatlösung und dem Durchlässigkeits- und Setzungsverhalten in mineralischen Deponiedichtungsmaterialien bei Sickerwassereinwirkung unter Auflast

Die mineralische Dichtung stellt eine unverzichtbare Komponente einer Kombinationsdichtung gemäß TA Siedlungsabfall oder gemäß der bauaufsichtlichen Zulassung des Deutschen Instituts für Bautechnik mit Asphaltbeton dar. Ihr Karbonatgehalt ist nach TA Siedlungsabfall auf 15 Prozent beschränkt. Dahinter steht die Befürchtung, dass saure Sickerwässer die Karbonate lösen und sich daraus unzulässige Setzungen und eine Beeinträchtigung der Dichtewirkung ergeben. Vorversuche zeigen, dass bei einer Auflast von 40 kN/m2 auch nach signifikanter Karbonatlösung und Setzungen über 20 Monate hinweg die Durchlässigkeit eines mineralischen Dichtungsmaterials mit ehemals ca. 35 Gewichtsprozent Karbonat im Bereich von 10 10m/s bleibt, was im Widerspruch zu anderen Vorversuchen ohne Auflast steht. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, dieses Phänomen unter Variation des Versuchsmaterials, der Auflast und des Perkolates sowohl unter geochemischen als auch unter bodenmechanischen Gesichtspunkten zu untersuchen, um die Berechtigung der Vorschrift in der TA Siedlungsabfall zu überprüfen und gegebenenfalls eine wissenschaftlich abgesicherte Änderung vorzuschlagen.

Schallemissionen von Schienenwegen

Der Grundwert-Emissionspegel wird in der Schall 03 fuer einen Normzug mit 51 dB(A) angegeben. Urspruenglich sollte er mit 48 dB(A) festgeschrieben werden. Aufgrund der Messserien kann der Wert 51 dB(A) als gesichert gelten, wenn Gleise mit UJC-60 Schienen, Betonschwellen und Schotterbett auf gutem Unterbau vorhanden sind. Ziel der Studie, die im Rahmen der Beratung zur Schall 03 zu umfangreichen Messungen gefuehrt hat, ist es, weitere Daten ueber ortsspezifische Laermabstrahlungen anderer Oberbauformen zu sammeln und die in 5,1 bis 5,5 genannten Einfluesse der Fahrzeugarten, Bremsbauarten, Zuglaengen, Geschwindigkeiten und Fahrbahnarten durch Messungen statistisch abzusichern oder fortzuschreiben.

Experimentelle Arbeiten zur Verwertung von mineralischen Altbaustoffen

Die Zielsetzung der Arbeit ist die Untersuchung des Einflusses von verfluessigenden Betonzusatzmitteln auf das Mobilisierungsverhalten von Stoffkomponenten aus frischen und erhaerteten Betonen. Dabei sollen sowohl die Eluierbarkeit von Betonzusatzmitteln selbst bzw. deren moegliche Abbauprodukte als auch die Freisetzung von weiteren Betoninhaltsstoffen, wie Schwermetalle, untersucht werden. Ferner sollen grundlegende Kenntnisse zur Komplexbildung von verfluessigenden Betonzusatzmitteln mit Schwermetallen erarbeitet werden. Die Arbeit soll einen Beitrag zur Abschaetzung der Umweltvetraeglichkeit waehrend der Bauphase und der Nutzungsphase von Bauteilen aus Beton, sowie insbesondere bei der Deponierung und Recyclierung von Altbeton liefern.

Baustoffkreislauf im Massivbau (BiM), Einfluss von Sekundärzuschlägen auf die bemessungsrelevanten Eigenschaften von Stahlbeton

Mit der Zugabe von Sekundärzuschlägen zum Beton werden Anteile mit veränderten Eigenschaften und Verteilungen dieser Eigenschaften gegenüber natürlichen Zuschlägen eingebracht. Diese Veränderungen sind einerseits durch den Mikrorisszustand in den Zuschlagskörnern, der von der Aufbereitungsart der Recycling-Materialien abhängig ist, andererseits durch das Verformungsverhalten der Sekundärzuschläge gekennzeichnet. Hiervon betroffen sind zunächst die Zugfestigkeit und die Oberflächenbeschaffenheit der Körner sowie der Verbund zwischen Zementstein und Korn. Im Rahmen des Teilprojektes wird der Frage nachgegangen, wie die bemessungsrelevanten Beton- und Stahlbetoneigenschaften durch die Sekundärzuschläge beeinflusst werden können. Schließlich wird überprüft, ob die vorhandenen Bemessungs- und Konstruktionsvorschriften (DIN 1045, Eurocode 2) nach dem Gesichtspunkt der Sicherheitstheorie auch für Beton aus Sekundärzuschlägen anwendbar sind.

Entwicklung und Erprobung hochtemperaturstabiler, katalytisch aktiver Tiefenfilter zur Emissionsminderung bei der Verwendung von Alternativkraftstoffen als Ersatz fuer Dieseloel

Bedingt durch die klimatischen Bedingungen im mitteleuropaeischen Raum nimmt der Raps als Lieferant des Alternativkraftstoffes Rapsoel eine herausragende Stellung ein. Der nahezu geschlossene CO2-Kreislauf und das gute Verbrennungsverhalten in verschiedenen Motoren praedestinieren Rapsoel als Substitut fuer herkoemmliche Dieselkraftstoffe. Einem breiteren Einsatz stehen bisher u. a. die verhaeltnismaessigen hohen Emissionswerte an Russpartikeln, Kohlenmonoxid und verschiedenen Kohlenwasserstoffen (Aldehyde, Ketone, PAH, Aromaten) entgegen, die zum Teil die Werte bei der Verwendung von handelsueblichem Dieselkraftstoff uebersteigen. Hier sind weitere Entwicklungen zur Emissionsminderung erforderlich, zumal die Potentiale durch motorische Massnahmen sowohl an Diesel- als auch an speziellen pflanzenoeltauglichen Motoren weitgehend ausgeschoepft sind. In dieser Abteilung wird derzeit ein von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt gefoerdertes Forschungsprojekt mit dem Ziel bearbeitet, hochtemperaturstabile, katalytisch aktive Tiefenfilter zur Emissionsminderung bei der Verwendung von Alternativkraftstoffen als Ersatz fuer Dieseloel zu entwickeln und zu erproben. Gemeinsam mit verschiedenen Kooperationspartnern aus Industrie und Hochschule sollen weitere Ergebnisse und Argumente erarbeitet werden, um die Foerderung der Anwendung und der Akzeptanz von Motor-Kraftstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen (Natur- und Biodiesel) durch Verbesserung des Emissionsverhaltens bei ihrer Verbrennung zu erhoehen. Die im Rahmen dieses Forschungsprojektes zu entwickelnden katalytisch aktiven Tiefenfilter sollen neben der Senkung der Emissionen der z. Zt. gesetzlich limitierten Schadstoffkomponenten auch weitere gasfoermige Kohlenwasserstoffe und insbesondere die Zuendtemperatur des Russes soweit reduzieren, dass ein kontinuierlicher, stationaerer Abbrand der im Filter angesammelten Schadstoffe erfolgt. Es werden verschiedene pflanzenoeltaugliche Motoren in Labor- und Feldversuchen getestet.

Transregio (TRR) 280: Konstruktionsstrategien für materialminimierte Carbonbetonstrukturen - Grundlagen für eine neue Art zu bauen; Transregio (TRR 280): Design Strategies for Material-Minimised Carbon Reinforced Concrete Structures - Principles of a New Approach to Construction, Transregio (TRR) 280: Konstruktionsstrategien für materialminimierte Carbonbetonstrukturen - Grundlagen für eine neue Art zu bauen

Neue Materialien ermöglichen neue Bauformen und Konstruktionsarten. Was so einfach klingt, ist in der Realität oft ein langer, mühsamer und nicht selten mit Irrtümern gepflasterter Weg. Im Bauwesen dauern Innovationsprozesse aufgrund hoher Anforderungen an Sicherheit und Dauerhaftigkeit und wegen aufwändiger Normungs- und Zulassungsverfahren besonders lange. Dies gilt auch und insbesondere für leistungsfähige Baustoffkombinationen wie Textil- und Carbonbeton, die einen Paradigmenwechsel oder gar eine Revolution im Bauen mit Beton, dem weltweit mengenmäßig wichtigsten Baustoff, mit sich bringen werden. Mit diesen Baustoffkombinationen können gleichzeitig der enorme Ressourcenverbrauch und der CO2-Ausstoß der Bauindustrie wesentlich verringert, aber auch zusätzliche Funktionen erschlossen werden. Erste Bauprojekte mit den neuen Materialien verdeutlichen aber zugleich, dass zunächst weiterhin nach traditionellen, dem Stahlbeton entlehnten Konstruktionsprinzipien gebaut wird, herkömmliche Materialien also lediglich substituiert werden. Erst in Verbindung mit intelligenten Konstruktionsstrategien wird das volle Potential des innovativen Werkstoffs Carbonbeton ausgenutzt. Baustoffgerechte Methoden für das Entwerfen, Modellieren und Konstruieren mit neuen Werkstoffen bedürfen einer tiefergehenden Grundlagenforschung. Um vorhandene traditionelle Entwurfsprinzipien zu hinterfragen, gegenseitige Abhängigkeiten von Materialien zu begreifen und darauf aufbauend eine neue Entwurfs- und Konstruktionsstrategie zu etablieren, ist ein umfassender und ganzheitlicher Ansatz nötig. Nur so können neue, dem innovativen Hochleistungswerkstoff Carbonbeton gerechte Leichtbauprinzipien erarbeitet werden. Zentrale Ideengeber für Bauelementgeometrien sind dabei sowohl die Biologie, hier vor allem Botanik, als auch weitere Fachbereiche wie etwa Mathematik und Kunst. Angestrebt werden Konstruktionsformen aus mineralischen Kompositen, die Kräfte überwiegend durch Normalspannungen abtragen und mit neuen, industriellen, maschinengestützten Fertigungsmethoden hergestellt werden. Die als zielführend erkannten Konstruktionsstrategien ermöglichen eine vollkommen andere Formensprache. Dabei ist die Entwicklung neuartiger Strukturen eng verknüpft mit Fragen der Herstellbarkeit unter Berücksichtigung einer begleitenden produktbezogenen Nachhaltigkeitsbewertung. Losgelöst von heutigen, etablierten Denkmustern sollen die Grundlagen für eine neue Form des Bauens mit Beton auf Basis tiefgreifender Erkenntnisse zum strukturmechanischen Verhalten neuartiger mineralisch basierter Strukturen geschaffen werden. Die neuen Konstruktionsstrategien und Werkstoffkombinationen reduzieren Ressourcen- und Energieverbrauch durch bisher unbekannte Leichtbauprinzipien bei gleichzeitig hoher Gebrauchstauglichkeit, Tragsicherheit und Dauerhaftigkeit und spiegeln sich auch in einer anspruchsvollen Ästhetik wider, die sich zu einer neuen ' Kunst des Bauens' entwickeln wird.

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