Schalleintrag während der Rammarbeiten.
Leichtbau ist eine der wesentlichen Aufgaben im Entwurfsprozess. Das Ziel ist dabei die Reduktion der Bauteilmassen um Kosten, Energie oder andere Ressourcen bei der Herstellung oder im Betrieb zu sparen. Jedoch sind leichte Strukturen auch anfällig für unerwünschte Schwingungen. Diese Schwingungen müssen daher häufig reduziert werden, um sowohl die Struktur als auch ihre Umgebung vor Schäden zu schützen und die Lebensdauer der Struktur zu erhöhen. Eine Schwingungsreduktion kann durch passive, semi-aktive oder aktive Maßnahmen erreicht werden. Dabei meint passiv, dass keine Energie von außen zugeführt werden muss, während semi-aktive und aktive Maßnahmen äußere Energie benötigen, um entweder die Dissipation zu kontrollieren oder der Schwingungsbewegung direkt entgegen zu wirken. Da aktive Maßnahmen meist nicht auf Dissipation beruhen, fallen sie nicht in den Bereich des ausgeschriebenen Schwerpunktprogramms und werden daher hier auch nicht weiter betrachtet. Auf dem Gebiet der passiven und semi-aktiven Maßnahmen gibt es zwei grundsätzliche Möglichkeiten zur Schwingungsreduktion, nämlich zum einen Dämpfung, was die Dissipation kinetischer Energie in eine andere Energieform meint, und zum anderen Tilgung, was den Transfer kinetischer Energie aus einer kritischen Mode in eine unkritische Mode bezeichnet. Der hier vorgeschlagene Zugang kombiniert die Konzepte der Dämpfung und der Tilgung in neuartiger Weise, indem die Funktionalität eines gedämpften Tilgers in eine formadaptive Struktur integriert wird. Durch dynamische Adaption der Steifigkeit einer schlanken, balkenartigen Struktur durch Formadaption des Querschnitts soll kinetische Energie aus den kritischen, tieffrequenten Biegemoden in eine speziell entworfene, hochfrequente Tilgermode übertragen werden, um dort dann optimal gedämpft zu werden. Das optimale Design des formadaptiven Mechanismus und der Tilgermode soll im Rahmen nachgiebiger Festkörpermechanismen erfolgen, während die optimale Dissipation durch angepasste Reibdämpfer realisiert werden soll.
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Das Konzept für die Erweiterung des Wohnturms in der Leuschnerstraße nimmt die vorgegebenen, städtebaulichen Gegebenheiten auf. Es wird angestrebt, einen Ort der Begegnung zu schaffen. Auch die entstehende Bebauung und der vorgeschlagene Wohnungsmix aus temporären Wohnen, Reihenhäusern, und Sozialwohnungen sollen die soziale Durchmischung unterstützen. Ziel ist es öffentliche Plätze zu schaffen und die vorhandenen Spiel- und Freiflächen aufzuwerten. Die St. Gundekar Werk GmbH ist immer darauf bedacht Wohnraum für eine Vielzahl verschiedener Bewohner- und Haushaltsstrukturen anzubieten, mit preisgünstigen Mieten für Familien, Senioren und Studierende, Alleinerziehende und Personen mit Einschränkungen. Nachhaltiger Wohnungsbau orientiert sich neben der Energieeffizienz auch am sozialen Erfolg einer Baumaßnahme. Die Rücksicht auf das Sicherheitsempfinden der Nutzer, auf Nachbarschaftsbildung, auf Barrierefreiheit und Flexibilität in Anbetracht veränderlicher Nutzungen ist Folge zu leisten. Zudem ist der Einsatz qualitativ langlebiger Materialien sowie einer optimierte Tageslichtnutzung neben einem optimierten Primärenergieverbrauch wesentliche Faktoren, um den langanhaltenden Erfolg einer Wohnanlage zu gewährleisten. Das entstehende Parkhaus unterstützt diesen Gedanken, es soll eine Wohnstraße, eine Spielstraße, anstatt einer Autostraße entstehen. Um dies zu verwirkliche müssen die Autos aus dem öffentlichen Raum an einen definierten und architektonisch gestalteten Ort untergebracht werden. In der Planung ist derzeit ein viergeschossiges Parkhaus mit natürlicher Belüftung angedacht. Es gibt jedoch auch die Möglichkeit einen Teil der Stellplätze in einer Tiefgarage unterzubringen. Über das Parkhaus wird der Neubau mit dem Bestand verbunden, es entsteht eine neue, überdachte, barrierefreie und großzügige Eingangssituation. An der Leuschnerstraße, integriert in das Parkhaus, befindet sich das temporäre Wohnen. Es ist besonders für die Kurzzeitnutzung gedacht (Messe Nürnberg). Die Wohnungen werden direkt von der Straße oder über das Parkhaus erschlossen. Der Wohnturm wächst aus dem begrünten Parkhaus. Alle Wohnungen sind in zwei Richtungen orientiert, dadurch bieten sie eine optimale Belichtung und einen differenzierten Ausblick.
Der Sonderforschungsbereich 392 an der Technischen Universitaet Darmstadt erarbeitet in interdisziplinaerer Zusammenarbeit von acht Fachgebieten Methoden, Arbeitsmittel und Instrumente, die den Konstrukteur technischer Produkte bei der Entwicklung umweltgerechter Produkte unterstuetzen. Umweltbeeintraechtigungen entstehen im gesamten Lebenszyklus eines Produktes. Sie resultieren aus den Phasen Rohstoffgewinnung, Herstellung, Nutzung, Gebrauch, Recycling und Beseitigung. Da die Produktentwicklung zu einem grossen Teil die Produkteigenschaften im gesamten Produktlebenszyklus festlegt, kommt ihr eine grosse Verantwortung beim Schutz natuerlicher Ressourcen und der Erhaltung der Umwelt zu. Die Produktentwicklung soll sowohl konzeptionell als auch operational in die Lage versetzt werden, dieser Verantwortung gerecht zu werden. Zur Erfassung und Bewertung der von Produkten ausgehenden Umweltbeeintraechtigungen hat sich das Konzept der 'Oekobilanzen' weitgehend etabliert. Die in dem Teilprojekt B3 des SFB 392 zu entwickelnden Methoden haben das Ziel, dem Konstrukteur Schemata zur Wirkungsabschaetzung und Bewertung regional und lokal Umweltbeeintraechtigungen, z.B. im Bereich Human- und Oekotoxizitaet, zur Verfuegung zu stellen. Der Fokus ist hierbei auf die spezifischen Anforderungen und Restriktionen aus Sicht der Konstruktion gerichtet. Die im Rahmen der Oekobilanz bestehenden Konzepte werden auf ihre Eignung ueberprueft und weiterentwickelt. Der zur Datenerhebung notwendige Aufwand wird minimiert und die auftretenden Schadstoffe werden in einer Bewertungsmatrix so aggregiert, dass dem Konstrukteur eine einfache und eindeutige Bewertung verschiedener Konstruktionsalternativen ermoeglicht wird. Hierzu werden die aus der Sachbilanz hervorgehenden Daten verschiedenen Umweltauswirkungen zugeordnet und mittels Sensitivitaetsanalysen spezifische Leitindikatoren identifiziert. Im Rahmen des Teilprojektes A7 des SFB 392 werden die durch die Entsorgung verursachten Umweltbeeintraechtigungen in Form von gestaltspezifischen Abfallkenngroessen erfasst. Die Validierung der Methoden und Instrumente erfolgt in Kooperation mit Industriepartnern aus der Haushalts- und Gartengeraetebranche.
Anhand von Darstellungen einiger Werkstoff-Kreislaeufe sollen Umwelteinfluesse durch die Gewinnung, Verarbeitung, Anwendung und schliesslich Entsorgung aufgezeigt werden. Besonders soll dabei die Produktentwicklung und Konstruktion beobachtet werden, da hier die Grundlagen fuer einen umweltgerechten Einsatz von Werkstoffen liegen.
Bereitstellung von Recyclingwissen in der Konstruktions- und Entwicklungsphase fuer Kunststoffe. Zur Zeit fehlende Loesungen fuer diese Problematik. Unterstuetzung zur Herstellung von recyclinggerechten Kunststoffprodukten.
'- Entwickeln von Modellen zur Simulation des Recyclingverhaltens elektronischer und feinwerktechnischer Produkte - Weiterentwicklung vorhandener Bewertungsalgorithmen zur Entscheidung fuer einen Recyclingweg - Erarbeitung von Loesungen zur analysegerechten Konstruktion feinwerktechnischer Produkte - Erarbeitung von Loesungen zur modernisierungsgerechten Konstruktion feinwerktechnischer Produkte.
Durch den Einsatz von keramischen Faserdaemmstoffen und Feuerleichtsteinen in Waermoefen sind erhebliche Energieeinsparungen moeglich. Leider zeigen sich beim Einsatz dieser leichten Feuerfestzustellungen immer wieder Haltbarkeitsprobleme. Es wurden Anforderungskriterien fuer leichte Zustellungen mit verbesserter Haltbarkeit abgeleitet. Dazu wurden numerische und experimentelle Arbeiten zur Haltbarkeit von leichten Waermofenzustellungen durchgefuehrt. Aus den Ergebnissen wurden konkrete Vorschlaege fuer eine verbesserte Haltbarkeit abgeleitet, die zum grossen Teil direkt in die betriebliche Praxis umgesetzt werden koennen. Die Verbesserungsvorschlaege beziehen sich auf die Ofenbetriebsweise, die konstruktive Gestaltung der Zustellung, die Materialauswahl und die Methoden zur Ueberpruefung der Materialqualitaet.
Innerhalb des Projektes sollten Massnahmen und Moeglichkeiten erarbeitet werden, mit denen die Umweltvertraeglichkeit von Landmaschinen bereits in der Produktentwicklung und Konstruktionsphase verbessert werden kann. Am Beispiel der Entwicklung eines neuen Maehdreschers wurden Optimierungsmassnahmen entwickelt. Mit Hilfe von Analysen konnten oekologische Schwachstellen ermittelt werden, fuer die dann Loesungen entwickelt wurden. Die mit der Optimierungsaufgabe verbundene Komplexitaet erfordert den Einsatz spezieller Methoden, die sich z. Z. noch in der Entwicklung befinden. Weiterhin ist von grosser Bedeutung, dass die Unternehmen umweltorientierte Management-Strategien besitzen.