Für Textilbeton als Verstärkungssystem wurde im Rahmen einer vergleichenden Ökobilanzierung eine traditionelle, 8cm dicke Spritzbetonverstärkung einer nur 1,5cm dicken Textilbetonverstärkungsschicht mit gleichem Verstärkungsgrad gegenübergestellt. Als Systemgrenze wurde dabei die gesamte Wertschöpfungskette Textilbeton betrachtet und Im2 Verstärkungsfläche als funktionale Einheit festgelegt. In der Auswertung zeigen sich die positiven Auswirkungen des geringeren Materialbedarfs und Transportgewichts. Im Indikator des kumulierten Energieaufwands sind beide Systeme in der Beispielkonfiguration jedoch nur nahezu gleichwertig. Das kann auf den Energiebedarf, zwar meist aus emeuerbaren Quellen, der Carbonfaserproduktion sowie auf eine sehr konservative Tragfähigkeitsausnutzung zurückgeführt werden. Im Textilbetonverstärkungssystem ist also noch Optimierungspotential für eine energieeffizientere Carbonfaserherstellung sowie eine höhere Ausnutzung der Tragfähigkeit.
Die Bildung von molekularem Wasserstoff durch Hydrolyse an Fe(II)-Oxid Komponenten in ultramafischen Gesteinen führt zu sehr stark reduzierenden Bedingungen bei Wasser-Gesteins Reaktionen. Ausserdem werden bei Peridotit-Wasser Reaktionen Sekundärphasen gebildet, welche bei der abiotischen Bildung organischer Verbindungen als Oberflächenkatalysatoren wirken können. Mit diesem Antrag möchte ich um Mittel bitten, die es mir erlauben, über detailierte phasenpetrologische Untersuchungen und daran gekoppelte geochemische Modellrechungen die Bedingungen (Temperatur, pH, Wasserstoff- und Schwefelfugazitäten, Wasserfluss) der Peridotit-Wasser Reaktionen abzuschätzen. Damit soll eine Grundlage für bessere theoretische Vorhersagen zur abiotischen Organosynthese zu schaffen, die in einem verwandten Projekt verfolgt werden. An Proben vom Mittelatlantischen Rücken 15ºN (Logatchev Feld und ODP Leg 209 Bohrkernen) sollen mit elektronenmikroskopischen Verfahren Vergesellschaftungen von Fe-Ni Oxiden, Sulfiden und metallischen Phasen sowie von Serpentin-Bruzit charakterisiert werden. Darüber hinaus sollen bereits durchgeführte thermodynamische Berechungnen im System Fe-Ni-O-S durch solche in den Systemen MgO-FeO-Fe2O3-SiO2-H2-O2 sowie Cu-Fe-S-O-H-Na-Cl unser Verständnis von Serpentinisierungs-reaktionen und damit verbundene Massentransfers vertieft werden. Diese Studie soll bereits geförderte geologische und Fluid-geochemische Arbeiten ergänzen und versuchen, über theoretisch-geochemische Ansätze eine Brücke zwischen Petrologie und Biologie schlagen.
Der Transfer wissenschaftlicher Erkenntnisse in die Praxis und die Zusammenführung interdisziplinärer Ergebnisse zur Entscheidungsunterstützung in der Landnutzungsplanung stellt nach wie vor ein großes Problem dar. In Nordamerika ist die Entwicklung dieser Systeme weiter vorangeschritten, da eine größere Landfläche mit weniger Experten bewirtschaftet werden musste als in Europa. Das Ziel dieses Projektes ist es, zu analysieren inwieweit bereits existierende Entscheidungsunterstützungssysteme auch im europäiscen Kontext genutzt oder angepasst werden können, um wissenschaftliche Erkenntnisse für die Praxis aufzubereiten und interdisziplinäre Projektergebnisse zusammenzuführen. Hierfür wurden verschiedene Systeme untersucht: das Ecosystem Decision Support System (EMDS) entwickelt von Keith M. Reynolds et al. sowie NED, entwickelt von Mark Twery et al.. Es wird geprüft, in welcher Weise beide Systeme kombiniert werden können, um die strategische Analyse und Planung auf Landschaftsebene mit der konkreten Bestandesplanung zu verbinden. Beide Systeme werden in einer Fallstudie kombiniert. Im Gifford Pinchot National Forest (im Südwesten von Washington) wurde ein Schutzgebiet (Gotchen Late Successional Reserve) eingerichtet, um das Habitat der Northern Spotted Owl zu schützen. Das Managementziel ist es, waldbauliche Maßnahmen zu konzipieren, die auch unter der Annahme eines Klimawandels Habitat bieten, gleichzeitig die Feuergefahr zu reduzieren und das zu entnehmende Holz zur Kostendendeckung zu nutzen, ohne den ästhetischen Wert des beliebten Erholungsziel zu beeinträchtigen.
The major problems regarding biomass combustion are still the NOx and CO emissions, especially when the fuel becomes more diverse (high peaks during transients). The continuously changing fuel composition, the non-linearity of the process and the multi variability of the process makes it difficult to decrease the emissions further. Therefore classical control strategies are no longer effective. In order to improve the actual process control system, advanced control technologies based upon process models are needed. To achieve this goal static models have to be integrated with dynamic models. At present, no satisfying tools are available to describe the NOx formation in the fuel layer and the gas phase. Therefore, an extensive study on fuel layer and gas phase NOx formation mechanisms will be performed. The developed mechanisms will be integrated in a CFD combustion model and a static fuel layer model in order to be able to minimise the CO and NOx emission. Based upon experimental work and plant data, a new grate will be designed. A dynamic furnace model is developed for biomass combustion. Special measurements techniques will be used to gather actual plant data (2 plants, diverse fuels) to validate the models. The stochastic characteristics of the fuel will be revealed, which is used together with the dynamic model to investigate the disturbance rejection capacity of the plant. All information will be used to develop new control concepts and to design new combustion systems also from a dynamic point of view. These will be tested in an installation. The environmental survey of the influence of the proposed technology, a market analysis, information dissemination and exploitation strategies will be carried out.
Ziel des Projektes war die innovative Weiterentwicklung des 'Grundwasser-Proben-Shuttle' bis zur Anwendungsreife zu einem kombinierten Grundwassermonitoringsystem mit drei Funktionen: Grundwasserprobennahme, Messstellenschutz und Frühwarnfunktion über eine kontinuierliche, stationäre Überwachung. Mit Ende des Projektes steht ein unter Feldbedingungen einsatzfähiges innovatives kombiniertes Grundwasserprobenahme- und Monitoringsystem zur Verfügung. Das sogenannte Shuttle-Guard-System besteht aus zwei Teilgeräten. Die Grundwasser-Monitoring-Station (GWMon-Station) wird permanent im Filterbereich der Grundwassermessstelle eingebaut, kann zur Wartung aber auch problemlos ausbaugebaut werden. Sie ist mit einem Datenlogger und Sensorik zum Überwachen von Wasserspiegel, Temperatur, Leitfähigkeit, pH-Wert und Redoxpotenzial ausgestattet. Das mobile Grundwasser-Shuttle (GW-Shuttle) vermag an der GWMon-Station anzudocken, entnimmt eine Grundwasserprobe unter in-situ Druck (isobare Probenahme) und transportiert diese nach Übertage. Das innovative Shuttle-Guard-System unterbindet Verfälschungen der Messwerte, indem die GWMon-Station einen vom Grundwasser durchströmten, aber vom Standwasser abgegrenzten, Raum erzeugt und so den Stofftransport zwischen Aquifer und Standwasser verhindert. Auch wird die Messstelle so nachhaltig vor Schädigungen (z.B. Verockerungen) geschützt, die eine vorzeitige Alterung der Messstelle bewirken und deren aufwändige und kostenintensive Reinigung und Regenerierung erforderlich machen würden. Die Handhabung und Steuerung des neuen GW-Shuttles gestaltet sich komfortabel und kundenfreundlich. Das GW-Shuttle kann mithilfe der zugehörigen Kabeltrommel als autarkes System betrieben werden. Die Steuerung der Probenahme erfolgt kabellos über eine Bluetooth-Verbindung. Die autonom agierende stationäre GWMon-Station ist kompatibel zum GW-Shuttle, kann aber auch unabhängig in Messstellen eingesetzt werden. Sie ermöglicht eine konstante und unbeeinflusste Überwachung des Grundwassers, wie z.B. ein Langzeit-Monitoring zum Schadstoffabbau. Vergleichende Probennahmen zeigten, dass mit dem Shuttle-Guard-System unbeeinflusste Proben gewonnen werden, die gegenüber der konventionellen Pumpprobenahme und auch gegenüber der speziellen druckhaltenden Probenahme mit dem BAT®-System teufenrichtig zuordenbar ein breiteres Schadstoffspektrum und höhere Schadstoffkonzentrationen im Grundwasserleiter ausweisen. Die Probe des Shuttle-Guard-Systems zeigte im Rahmen des Vergleichs dabei als einzige an, dass im Grundwasser Schadstoffkonzentrationen über dem Grenzwert der Trinkwasserverordnung vorliegen. Das Shuttle-Guard-System wurde auf zahlreichen Veranstaltungen gezeigt und in Vorträgen vorgestellt. Es hat seine Funktionstüchtigkeit unter Feldbedingungen über mehrere Monate unter Beweis gestellt. Die Verbesserung der Qualität der in Grundwassermessstellen gewonnenen Proben konnte im Labor nachgewiesen werden.
Bahnstrecken sind den unterschiedlichsten Naturgefahren ausgesetzt: Lawinen, Hochwässer in Flüssen entlang der Strecke, Hochwässer und Muren in Wildbächen, die die Strecke queren, Hangrutschungen, Grundbruch in Dämmen, ... Im vorliegenden Projekt wird ein Naturgefahren-Management-System zum Schutz von Eisenbahnstrecken in interdisziplinärer Zusammenarbeit entwickelt: Hydrologen, Grundbau- und Bodenmechanik-Spezialisten und Experten für den Bahnbetrieb arbeiten mit dem Auftraggeber gemeinsam an einem praxistauglichen System zur Sicherung des Bahnbetriebes.
Hydrothermalkreisläufe an mittelozeanischen Rücken beeinflussen in besonderem Maße das marine Gesamtbudget von divalenten Kationen wie Ca, Sr und Mg. Das Ausmaß, zu welchen Anteilen hydrothermale Systeme an der Bilanzierung des marinen Ca beteiligt ist, insbesondere während der Ozeankrustenalteration, ist noch weitestgehend unbekannt und kaum erforscht. Um chemische Austauschprozesse bei der Wechselwirkung zwischen Gestein und zirkulierendem Meerwasser besser zu verstehen, wird im Rahmen des DFG Schwerpunkt Programms SPP1144 Vom Mantel zum Ozean: Energie-, Material- und Lebenszyklen an Spreizungsachsen die Rolle von hoch- und niedrigtemperierter Ozeankrustenalteration auf das marine Ca Budget untersucht. Das Programm startete mit einer Expedition zum Logatchev drothermalfeld auf dem Forschungsschiff Meteor Anfang 2004. Dieses Hydrothermalfeld befindet sich am Mittelatlantischen Rücken (14 Grad 45N) und zeichnet sich durch aktive Quellen eingebettet in ultramafischem Gestein aus. Die Serpentinisierung dieses Gesteins bietet eine gute Grundlage für diese Studie. Die Probennahme erfolgte über einen TV-Greifer und dem ROV Quest, welches mit einem speziellen System zur Fluidbeprobung ausgerüstet wurde. Die Fluidproben sind als Mischungen aus Meerwasser und hydrothermalen Anteilen anzusehen. Die Mischungsanteile können aus Analysen der Ca und Sr Isotope bestimmt werden. Erste Ergebnisse zeigen einen inversen Zusammenhang zwischen den 44Ca/40Ca Verhältnissen und den Anteilen an reinem Hydrothermalfluid, wobei Proben mit höherem Fluidanteil eine deutlich leichtere Ca Signatur im Vergleich zu Meerwasser aufweisen. Entsprechendes zeigen radiogene Sr Verhältnisse, was als Zwei-Komponenten-Mischung interpretiert werden kann. Diese ersten Ergebnisse bestätigen Modelle in welchen die Wechselwirkung zwischen Gestein und Meerwasser während hydrothermaler Prozesse die Massenbilanz und die Isotopie divalenter Kationen signifikant verändert. Weitere Untersuchungen sind notwendig für die genaue Bestimmung und Quantifizierung der reinen hydrothermalen Komponente.
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