Zement angreifende chemische Stoffe im Grundwasser wie z. B. Kohlensäure, Ammonium und Sulfat können die Grenztragfähigkeit von geotechnischen Bauteilen wie Verpressanker und Pfählen reduzieren. Dies soll anhand von Versuchen und numerischen Simulationen untersucht werden. Aufgabenstellung und Ziel Bei den laufenden Projekten und Baumaßnahmen der Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) ergeben sich immer wieder Schwierigkeiten, die Auswirkungen eines chemischen Angriffs auf den Mörtel bzw. Beton bei geotechnischen Elementen wie Verpressankern, Kleinverpresspfählen und Betonpfählen bezüglich der dauerhaften Tragfähigkeit realistisch zu bewerten und angemessene Anforderungen an Baustoffe und Bauweisen festzulegen. Die in der Literatur und teilweise auch im Regelwerk sowie in Zulassungen beschriebenen Lösungsansätze sind zumeist entweder nicht praxistauglich oder aufgrund der gewählten Randbedingungen bei den dokumentierten Modellversuchen nicht ausreichend realitätsnah. Im Rahmen eines in drei Teile gegliederten Gesamtvorhabens (1. Einwirkungen von chemischen Substanzen aus dem Grundwasser, 2. Widerstand des Mörtels bzw. Betons gegenüber dem chemischen Angriff, 3. Veränderung des Tragverhaltens aufgrund der Veränderung des Mörtels bzw. Betons) wird in diesem Teilprojekt 3 die Grenztragfähigkeit der geotechnischen Elemente unter der Einwirkung eines chemischen Angriffs untersucht. Ein Hauptaspekt des FuE-Vorhabens ist die Untersuchung des kalklösenden Kohlensäureangriffs auf Verpressanker. Zur Tragfähigkeit von Ankern und Verpresspfählen unter Einwirkung von kalklösender Kohlensäure sind bisher nur wenige Versuchsreihen (Manns und Lange 1993, Hof 2004, Triantafyllidis und Schreiner 2007) durchgeführt worden, welche aufgrund der differierenden Versuchsrandbedingungen nur schwer direkt vergleichbar sind. Unterschiede liegen zum Beispiel in der Größe der Ankerkörper und deren Herstellung. In allen Versuchsreihen zeigte sich in den ersten Monaten eine deutlich erkennbare Abnahme der Tragfähigkeit, die sich mit fortschreitender Dauer des chemischen Angriffs verlangsamte. Dabei variierte der Tragfähigkeitsverlust zwischen 20 und 70 Prozent. Diese divergierenden Ergebnisse für die Grenztragfähigkeit der Verpressanker sollen verifiziert und entsprechend der neuen Erkenntnisse angepasst werden. Bedeutung für die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) Verpressanker und Kleinverpresspfähle werden im Rahmen von Baumaßnahmen der WSV - beispielweise bei Auftriebssicherungen von Schleusen- und Wehrsohlen, bei Rückverankerungen von Ufereinfassungen, aber auch bei der temporären Sicherung von Baugruben - verwendet. In den Fällen mit einem erhöhten chemischen Angriff aus dem Grundwasser oder dem Boden auf den Mörtel bzw. Beton dieser geotechnischen Elemente müssen diese aufgrund nicht ausreichender praxistauglicher Erkenntnisse und Lösungsansätze über die Tragfähigkeitsverluste durch kostenintensivere Konstruktionen wie z. B. Stahlrammpfähle ersetzt werden. Die Konsequenzen sind deutliche Kostensteigerungen, höhere Lärmbelästigungen, größere Erschütterungen sowie insgesamt ein gestiegener Arbeitsaufwand in Verbindung mit einer längeren Bauzeit. Untersuchungsmethoden Im Rahmen dieses Forschungs- und Entwicklungsvorhabens wird zum einen ein umfangreiches Laborprogramm mit Modellankern, bei denen baupraktische Randbedingungen wie In-situ-Spannungszustände und der Verpressvorgang berücksichtigt werden können, durchgeführt. Zum anderen findet parallel die Untersuchung an Verpressankern hinsichtlich ihrer Grenztragfähigkeit bei betroffenen Bauvorhaben der WSV statt. In Verbindung mit der Ruhr-Universität Bochum und der Firma Schudy Sondermaschinenbau erfolgte die Entwicklung eines Versuchsstandes, der im Frühjahr 2019 in Betrieb genommen wurde. Der Versuchsstand besteht insgesamt aus sieben Versuchscontainern. (Text gekürzt)
Das Projekt Condition Monitoring 4.0 adressiert die Herausforderungen rund um die zunehmende Informationsvielfalt und -menge und dadurch wachsende Komplexität, sowie überproportional hohem manuellen Aufwand und somit aktuell sehr hohen Kosten im Condition Monitoring. Mit dem neuen Ansatz aus dem Bereich des Maschinellen Lernen wird eine genaue Erkennung und automatisierte Diagnose von Schäden ermöglicht, indem ein Metamodell die Ergebnisse vieler einzelner Modelle (Ensemble Learning) nutzt und Schäden klassifiziert. Im Vergleich zu vorhandenen Lösungsansätzen, wird sowohl die gesamte Anlage als auch die einzelnen Komponenten betrachtet und somit eine hohe Überwachungsbreite und - tiefe gewährleistet. Sogenanntes Active Learning und halbüberwachte Verfahren (aus dem Teilbereich Weak Supervision/Semi-Supervised Learning) nutzen zusätzlich die Muster aus noch nicht klassifizierten Schäden und punktuell das wertvolle Wissen der Fachexperten, um unbekannte Schadmuster zu klassifizieren. Dadurch wird das Condition Monitoring System kontinuierlich verbessert. Hierdurch entstehen folgende Mehrwerte: Die automatische und genaue Diagnose von Schäden, die Reduktion von Komplexität und Aufwand für den Experten, die Nutzung unbekannter Datenmuster und das Expertenwissen sowie eine hohe Überwachungsbreite und -tiefe. Dies ermöglicht eine echte Skalierung auf viele Anlagen. Stillstandzeiten und Kosten können somit deutlich reduziert werden. Darüber hinaus wird im Laufe des Projektes ein großer Referenzdatensatz veröffentlicht. Dies wird weitere Forschungen und Entwicklungen auf diesem Gebiet ermöglichen und somit insgesamt zu besseren Condition Monitoring Systemen führen und einen wertvollen Beitrag zur Energiewende leisten.
Ziel des Forschungsvorhabens ist es, typische Streubreiten norddeutscher bindiger Bodenarten und die Bedeutung einzelner Unsicherheitsquellen zu ermitteln. Eine detaillierte multivariate Analyse bestehender Daten soll die Grundlagen für eine erweiterte datengestützte Empfehlung von standortspezifischen Kennwerten liefern. Aufgabenstellung und Ziel Das Verformungsverhalten und das Scherfestigkeitsverhalten des Baugrunds werden anhand von Feld- und Laborversuchen beschrieben. Anschließend werden mit diesen Informationen von der Ingenieurin oder dem Ingenieur repräsentative Kennwerte für Standsicherheits- und Gebrauchstauglichkeitsbetrachtungen festgelegt. Allerdings weist Boden als natürliches Baumaterial eine inhärente räumliche Variabilität auf. Baugrundaufschlüsse liefern hingegen Informationen beschränkt auf den jeweiligen Beprobungsort. Zudem genügt die für einzelne Baumaßnahmen verfügbare Anzahl an Versuchen selten für eine detaillierte statistische Datenauswertung. Die übliche Zuordnung von homogenen Bodeneigenschaften in einer horizontalen Bodenschicht ist daher eine Vereinfachung einer oftmals viel komplexeren, räumlich heterogenen Bodenrealität (Phoon et al. 2022). Dementsprechend bestehen Unsicherheiten bei der Herleitung der repräsentativen Kennwerte, denen in der Praxis mit Erfahrungswissen, technischem Urteilsvermögen und lokalen Datenbeständen begegnet wird. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, die Variabilität typischer „deutscher“ Böden zu ermitteln. Eine detaillierte multivariate Analyse vorhandener Daten aus Feld- und Laborversuchen soll die Grundlage für eine erweiterte datenbasierte Empfehlung von standortspezifischen Bodeneigenschaften und deren Variabilität liefern. Um dieses Ziel zu erreichen, werden folgende Forschungsfragen definiert: - Wie groß ist die Variabilität der Kompressibilitäts- und Scherfestigkeitseigenschaften innerhalb einer pseudohomogenen Bodenschicht? - Welche Aussagen hinsichtlich Datenqualität und Datenquantität lassen sich aus den Analysen ableiten? - Wie wirkt sich die Variabilität von Scherfestigkeit und Kompressibilität auf für WSV-Projekte typische Bemessungssituationen aus? Bedeutung für die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) Im Forschungsvorhaben wird die These verfolgt, dass eine zunehmend datengestützte Festlegung repräsentativer Bodeneigenschaften für die Planung und Instandhaltung geotechnischer Bauwerke zu einer nachhaltigeren Bemessung führen kann. Die im Forschungsvorhaben erzielten Ergebnisse sollen die WSV bei einem optimalen Einsatz ihrer Ressourcen unterstützen. Die Grenzen der Sicherheit oder eine Veränderung der Gefährdungslage stehen dabei nicht zur Disposition. Je besser die Kenntnis des Baugrundes und je größer das Wissen hinsichtlich der prägenden Baugrundeigenschaften, desto zutreffender sind Planung und Bemessung durchführbar. Die Konstruktion kann wirtschaftlich und nachhaltig ausgebildet werden. Durch die transparente Herleitung der Bodenkennwerte können Rechtstreitigkeiten reduziert werden. Wird der Baugrund hingegen unzutreffend beurteilt, steigt das Risiko für Kostensteigerungen und Verzögerungen durch die Wahl unvorteilhafter Bauverfahren oder Bauteile. Die Ergebnisse werden in zukünftige Baugrundgutachten und geotechnische Planungen sowie die Weiterentwicklung bestehender Normen, z. B. EAU oder DIN EN 1997-1, Nationaler Anhang, einfließen. Darüber hinaus können die Erkenntnisse auf weitere Boden- (und Fels-)arten übertragen werden.
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Die Messung von Abwassermengen wird bei steigenden Kosten der Aufbereitung und höheren Anforderungen an Leitungssysteme immer wichtiger. In dem von der DBU geförderten Projekt 05807/01-03 'Entwicklung eines Verfahrens zur Messung der Abwassermenge in teilgefüllten Gerinnen und Freispiegelleitungen' konnten nicht alle Auflagen erfüllt werden. Bedingt durch eine Geschäftsumorientierung nahm die Jüke Systemtechnik GmbH als rechtliche Nachfolgerin der ursprünglichen Antragstellerin Fa. meta GmbH in Altenberge Abstand davon, das Projekt fortzusetzen. Nach Diskussionen mit Fachleuten der Abwassertechnik stellte sich jedoch heraus, dass durchaus ein Interesse besteht, ein Gerät, das nach dem berührungslosen Laser-Korrelationsverfahren arbeitet, zu entwickeln. Zwischenzeitlich durchgeführte Versuche und Überlegungen führten zu einem deutlich verbesserten, leichter anwendbaren Konzept. Fazit: Es konnte gezeigt werden, dass das Korrelationsverfahren zur Messung der Abwassermenge grundsätzlich geeignet ist. Dies gilt sowohl für die Messung im Zulauf als auch im Auslauf. Dabei sind folgende positiven Eigenschaften hervorzuheben: - berührungslose Messung - großer Dynamikbereich - hohe Genauigkeit der Messung der Strömungsgeschwindigkeit und des Durchflusses - variabler Messquerschnitt. Die zu Beginn des Projektes genannte Zielvorstellung ' .. ohne größere bauliche Eingriffe' messen zu können, muss allerdings relativiert werden. Zur Messung ist auch beim Korrelationsverfahren eine halbwegs gleichgerichtete, zur Messanordnung parallele Strömung, frei von großvolumigen Wirbeln, erforderlich. Um dies zu erreichen, sollte das Gerinne über eine Strecke von etwa fünf- bis zehnfacher Gerinnebreite gerade und ohne Querschnittsveränderung ausgeführt sein. In einer für den Dauerbetrieb geeigneten Ausführung sollte anstelle des Schwimmers eine automatische Höhennachführung verwendet werden. Dabei steht dann auch die aktuelle Füllhöhe als Messwert zur Verfügung, so dass auch die jeweils aktuelle Strömungsquerschnittsfläche recht genau bestimmt werden kann. Das tatsächliche Strömungsprofil über den Querschnitt wird mit Hilfe eines Modells, in das die Gerinneabmessungen und die Beschaffenheit der Begrenzungsflächen eingeht, berechnet.
Ecofys unterstützte den CEFI, bei der Entwicklung und Ausarbeitung der Energie- und Kohlenstoff-Roadmap 2050 . Die Roadmap untersucht, welche Rolle die Chemieindustrie langfristig betrachtet in einem energieeffizienten und emissionsarmen Europa der Zukunft spielen kann. In vier versch. Szenarien werden die zukünftige Nachfrage nach und damit die Produktion von Produkten der chemischen Industrie bis 2050 sowie die Entwicklung und der Einsatz von Energieeffizienz- und kohlenstoffarmen Technologien bewertet. Die Szenarien unterscheiden sich dabei hinsichtlich ihrer Annahmen zum energie- und klimapol. Umfeld in Europa und dem Rest der Welt, zur Entwicklung von Energie- und Rohstoffpreisen sowie der Geschwindigkeit, mit welcher relevante Innovationen voranschreiten. Die Studie untersucht ebenfalls, welche Rolle der europäischen Chemieindustrie in der Bereitstellung von Energieeffizienz- und kohlenstoffarmen Lösungen für andere Wirtschaftsbranchen zukommen kann. Die Studie kommt zu dem Schluss, dass Produkte der chemischen Industrie in allen Wirtschaftsbereichen Verbesserungen in der Energieeffizienz und der Minderung von Treibhausgasemissionen ermöglichen, wobei sich diese Rolle der Chemieindustrie künftig noch verstärken dürfte. Weiterhin wird in der Studie deutlich, dass die Preisdifferenzen, welche für Energie und Rohstoffe im Vergleich zu den wichtigsten Wettbewerbsregionen bestehen, die globale Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Chemieindustrie gefährden. Eine auf Europa beschränkte und nicht global abgestimmte Energie- und Klimapolitik, welche zu höheren Kosten der europäischen Produktion führt, würde die Wettbewerbsfähigkeit weiter schwächen und zu einer geringeren Produktion in Europa und damit zu vermehrten Importen von chemischen Produkten nach Europa führen. Die Verbesserung der Energieeffizienz wird den größten Beitrag leisten, die zukünftigen Treibhausgasemissionen der europäischen Chemieindustrie zu reduzieren. Des Weiteren können alternative Brennstoffe zur Erzeugung von Prozesswärme sowie die Vermeidung von Lachgasemissionen sich positiv auf die Emissionsminderung auswirken. Darüber hinaus bergen die Dekarbonisierung des Stromsektors und nach 2030 auch die CCS-Technologie zusätzliche Emissionsminderungspotentiale. Wachstum und Innovation wird dabei in den kommenden Jahren bei der Erzielung realer Emissionsminderungen eine entscheidende Rolle zukommen. Angesichts dieser Ergebnisse appelliert die Studie an die politischen Entscheidungsträger, die energie- und klimapolitische Rahmenbedingungen derart zu gestalten, dass Anreize für ein nachhaltiges und effizientes Wachstum der chemischen Industrie geschaffen werden, um die Attraktivität für Investitionen zu steigern und weitere Innovationen zu fördern. Die Studie liefert wertvollen Input für die Diskussion zur europäischen Energieversorgung sowie der post 2020 Klima und Industriepolitik. Ecofys kam die Rolle der Projektkoordination zu und lieferte zudem unabhängige analyt. Beiträge.
Extreme kurzfristige Meeresspiegeländerungen können schwerwiegendere Auswirkungen auf die Gesellschaft und Ökosysteme haben, als ein langsam ansteigender mittlerer Meeresspiegel. Wenn sich die Anzahl von Extremereignissen unter dem Einfluss anthropogener Klimaänderungen verändert, kann das grundlegende Konsequenzen auf die Abschätzung klimawandelbedingter Auswirkungen haben, und in der Folge auf geplante Anpassungsmaßnahmen. Südostasien ist eine der bevölkerungsreichsten Regionen der Welt, welche den Auswirkungen von Taifunen und extratropischen Zyklonen unterliegt. Gegenwärtig ist noch unklar, inwiefern externe Klimaantriebe die Häufigkeit und Intensität von extremen Ereignissen wie Sturmfluten und starken und/oder langanhaltenden Niederschlagsereignissen beeinflussen, und welche Rolle dabei die interne Variabilität der Klimaantriebe spielt. Im Projekt Asia-Floods werden atmosphärische Wettermuster identifiziert werden, welche zu küstennahen Überflutungen durch Sturmfluten und/oder durch extreme kontinentale Niederschläge in der Region Südostasien führen können. Dazu wird eine Reihe von vorhandenen globalen und regionalen Klimasimulationen unterschiedlicher räumlicher Auflösung untersucht werden, welche sowohl die letzten Dekaden als auch Simulationen über das letzte Jahrtausend und Zukunftsszenarien abdecken. Auf Basis dieser Simulationen wird ein statistischer Downscaling Ansatz angewendet werden, in welchem die großskaligen atmosphärischen Klimafaktoren in einen statistischen Zusammenhang zu (beobachteten) lokalen Klimafaktoren gebracht werden. Dazu werden Beobachtungsdatensätze von extremen Wasserständen und Niederschlagsereignissen verwendet werden. Nach der Kalibrierung dieser statistischen Modelle anhand gegitterter Beobachtungsdaten und meteorologischer Reanalysen, können diese auf vergangene und zukünftige globale und regionale Klimasimulationen angewendet werden, um Änderungen in der Anzahl von Extremereignissen abschätzen zu können. Die erzielten Ergebnisse auf Basis der Klimasimulationen der vergangenen Jahrhunderte werden u.a. mit anderen Projekten innerhalb dieses SPPs abgeglichen, um die Häufigkeit von Überflutungen in Proxydaten zu untersuchen. Im Falle der Szenario-Simulationen werden die Ergebnisse u.a. verwendet, um den Anstieg der durch küstennahe Überflutungen verursachten ökonomischen Kosten abzuschätzen.
Um die Diskrepanz zwischen der in den letzten Jahren deutlich gestiegenen Lebensdauer von PV-Modulen im Vergleich zu PV-Stromrichtern (SR) zu verringern und diese unabhängig von ihrem Einsatzgebiet robuster auszulegen, ist es das Ziel von PV4Life, ein allgemeingültiges Modell zu entwickeln, das die Alterung von Stromrichtersystemen bis auf Komponentenebene aus der Gesamtsystemsicht betrachtet. Das Vorhaben entwickelt neue Testverfahren zur beschleunigten Alterung von SR, erweitert die SR-Sensorik, verbessert SR-Komponenten und entwickelt einen digitalen Zwilling mit entsprechenden Alterungserscheinungen eines PV-SR mit integriertem KI-basierten Lebensdaueranalysator. In diesem Teilvorhaben wird an einer effektiven Nutzung von stromrichter-basierten Anlagen und ihrer kritischen Komponenten geforscht. Ziel ist es, mittels neuartiger disruptiver Sensoren, Verfahren der KI und digitaler Zwillingsmodelle, die Steigerung der Resilienz von Stromrichtersystemen, sowie deren Kosten einzusparen. Anhand von zyklischen Dauertests der passiven Komponenten von SUMIDA werden Datensätze generiert, die mittels KI-unterstützter Regelungen und digitaler Zwillinge zur Lebensdauer- und Ausnutzungsoptimierung individueller Stromrichter-Systeme beitragen werden. In dem beantragten Teilvorhaben werden auf Basis der generierten Messdaten die induktiven Bauelemente mit Sensoren ausgestattet und später im optimierten Betriebsmodus der Stromrichter eingesetzt.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 192 |
| Land | 23 |
| Zivilgesellschaft | 1 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 183 |
| Text | 22 |
| unbekannt | 10 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 31 |
| offen | 184 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 193 |
| Englisch | 44 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Dokument | 12 |
| Keine | 148 |
| Webseite | 58 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 129 |
| Lebewesen und Lebensräume | 131 |
| Luft | 121 |
| Mensch und Umwelt | 215 |
| Wasser | 98 |
| Weitere | 203 |