Grundidee der Forschungsarbeit ist es, die nachvollziehbaren und kontrollierbaren Luftstroemungen in einem Tunnel zu nutzen, um aus der Abgasbeladung der Luft die Emissionen von Fahrzeugkollektiven zu bestimmen. Hauptvorteil dieser Vorgehensweise ist, dass diese Schadstoffbilanzierung weitgehend frei von aeusseren Einfluessen (z. B. Windstaerke, Windrichtung, Sonneneinstrahlung, Schadstoffemissionen anderer Quellgruppen) unter kontrollierbaren Randbedingungen durchgefuehrt werden kann. Die Bilanzierung erfolgt fuer die Komponenten Kohlenmonoxid, Stickstoffoxide, Kohlenwasserstoffe und Partikel (Russ). Der entscheidende Vorteil dieser Messungen besteht darin, dass das Emissionsverhalten unter Bedingungen, wie sie in der Praxis (hier: staedtische Hauptverkehrsstrassen) auftreten, bestimmt wird und die reale Fahrzeugflotte zu Grunde liegt. Der ausgewaehlte 2,3 km lange Tunnel der B 14 in Stuttgart-Heslach diente damit quasi als Grosslabor. Zur Bestimmung des aktuellen Fahrzeugkollektivs und des jeweiligen Verkehrsablaufs wurden ebenfalls umfangreiche Messungen und Erhebungen durchgefuehrt (z. B. Verkehrsstaerke, Verkehrszusammensetzung, Geschwindigkeit, Antriebsart, Hubraum, Leistung, Alter des Kfz). Die so ermittelten spezifischen Abgas-Emissionsfaktoren fuer Kraftfahrzeugstroeme koennen bei Wirkungsanalysen (z. B. Nutzen-Kosten-Untersuchungen von Strassenbauprojekten), bei Emissionskatastern, zur Kalibrierung von Ausbreitungsmodellen, zur Ableitung typischer Tagesganglinien einzelner Schadstoffe und auch zur Anpassung von Tunnellueftungen verwendet werden.
Die Landeshauptstadt Stuttgart (Baden-Württemberg) plant, in der Nähe des Stuttgarter Zoos 'Wilhelma' eine Tunnelgeothermieanlage in den neu zu errichtenden Rosensteintunnel zu implementieren. Ziel des Vorhabens ist, die geothermische Wärme und die Abwärme des Straßenverkehrs zum Beheizen des benachbarten, neu zu errichtenden Gebäudes (z.B. Elefantenhaus), zur Wassertemperierung der Elefantenduschen und der Außenbecken im Zoo 'Wilhelma' zu nutzen sowie gleichzeitig die Tunnelbetriebstechnik zu kühlen. Übertragen wird die Wärme durch neuartige fluiddurchflossene Absorberleitungen, die in dem Teil des Tunnels zwischen dessen Innen- und der Außenschale verlegt werden. Die Wärmetauscherflüssigkeit nimmt die in der Erde und die in der Tunnelluft enthaltene Wärme auf und gibt diese über eine Wärmepumpe reguliert ab. Der jährliche Wärmebedarf für das Elefantenhaus wird mit 1.382 Megawattstunden und der jährliche Strombedarf für die Kühlung der Tunnelbetriebstechnik mit 219 Megawattstunden prognostiziert. Die zu erwartende CO2-Minderung durch die Versorgung des Elefantenhauses und die Eigenversorgung des Tunnels beträgt jährlich insgesamt 201 Tonnen CO2 bzw. 51 Prozent der Gesamtemissionen. Darüber hinaus werden weitere Luftschadstoffe, wie Staub, Kohlenmonoxid und flüchtige organische Kohlenwasserstoffe (VOC), vermieden.
Anhydrit-führende Tonsteine quellen bei Wasserzutritt. Das Quellen ist eine Gefährdung im Tunnelbau und bei Geothermiebohrungen. In Staufen wurden beispielsweise über 250 Häuser ernsthaft beschädigt, als es nach der Installation von Erdwärmesonden zu Hebungen der Erdoberfläche mit Raten von über 1 mm/Monat kam. Numerische Modelle zur Simulation der Quellerscheinungen erlauben Fachleuten, Gegenmaßnahmen zu testen und zu optimieren. Jedoch ist unser Wissen über die beim Quellen stattfindenden Prozesse beschränkt. Es gibt widersprüchliche Konzeptmodelle, und es fehlt an einem akzeptierten Quellgesetz zur Quantifizierung des Quellvorgangs. Obwohl verschiedene numerische Simulationsmodelle vorgeschlagen wurden, haben alle bestehenden Ansätze bisher Einschränkungen. Um diese zu umgehen, müssen numerische Modelle die Kopplung thermischer, hydraulischer mechanischer und chemischer (THMC) Prozesse berücksichtigen und gleichzeitig die Komplexität des geologischen Untergrunds und die Auswirkungen menschlicher Eingriffe (Bohrungen, Tunnelbau, Grundwasserentnahme) miteinschließen. Das geplante Forschungsvorhaben hat deshalb zwei übergeordnete Ziele: (1) unser derzeitiges Verständnis des Quellvorgangs und insbesondere der beteiligten THMC gekoppelten Prozesse zu vervollständigen, und (2) unsere Fähigkeit zur umfassenden Simulation der Quellprozesse zu verbessern. Die Projektziele sollen erreicht werden, indem verschiedene widersprüchliche konzeptionelle und mathematische Modelle in gekoppelte numerische Codes implementiert und anschließend an Feldbeobachtungen gemessen werden. Dazu bietet das Untersuchungsgebiet Staufen umfangreiche thermische, hydraulische, mechanische und chemische Daten. Die verschiedenen Modelle können durch die Beobachtungsdaten validiert oder verworfen, und durch eine Unsicherheitsanalyse überprüft werden. Im Projekt werden die Modelle schließlich für die Optimierung von Sanierungsmaßnahmen im Untersuchungsgebiet genutzt, um Ihre Anwendbarkeit zu zeigen. Ein weiteres Projektziel ist, die entwickelten Modellwerkzeuge allgemein zugänglich und nutzbar zu machen. Deshalb werden wir eine Open-Source-Software verwenden und die entwickelten Modellcodes öffentlich machen. Außerdem wollen wir eine Tagung mit Workshop durchführen, um Wissen und Erfahrung bei der Modellierung von Quellprozessen in Ton-Sulfat-Gesteinen auszutauschen. Das geplante Projekt knüpft an unsere bisherige Forschung an, indem mechanische Prozesse zu unserem bereits entwickelten hydraulisch-chemischen Ansatz hinzugefügt und gekoppelt werden. Dabei wollen wir die hydrogeologische und geochemische Komplexität des 3D geologischen und gebauten Untergrunds in unserem Ansatz erhalten. Das Projekt kann stark von unserem früheren Projekt profitieren, da ortsspezifische prozessierte Daten (3D Untergrundmodell, Zeitreihen von Beobachtungsdaten und Randbedingungen, hydraulische und geochemische Fluid- und Gesteinseigenschaften) bereits vorliegen.
Minimierung der Fahrstreifenbreite nicht-spurgefuehrter oeffentlicher Nahverkehrssysteme in Innenstadtbereichen. Welche Technologien koennen angewandt werden, um die Pendelbewegungen personengelenkter Fahrzeuge zu begrenzen, wie lassen sie sich integrieren in frei benutzbare Verkehrsflaechen, wie in speziell reservierte Fahrstreifen und wie in Tunnels und auf Bruecken? Mechanische und elektronische Systeme begrenzen die notwendige Breite auf 2,60 m bei Fahrzeugbreiten bis 2,50 m.
The horizontal expansion and increase in population that have characterised urban growth and development patterns of the last few decades have produced cities that are inconsistent with the principles of sustainable development. Due to the high rate of global urbanisation, the consequences of problems such as greater traffic congestion, higher levels of air pollution, lack of green space, and insufficient water supplies not only affect the cities in which they occur, but extend around the world. Cities that maximise the use of the third dimension are seen as a possible path to sustainable urban form.The urban underground possesses a large untapped potential that, if properly managed and exploited, would contribute significantly to the sustainable development of cities. The use of its four principle resources (space, water, geothermal energy and geomaterials) can be optimised to help create environmentally, socially and economically desirable urban settings. For instance: space can be used for concentrating urban infrastructure and facilities, as well as housing parking facilities and transportation tunnels, energy from geothermal sources and thermal energy stored in the underground can be used for heating and cooling buildings, thereby reducing CO2 emissions,groundwater can be used for drinking water supply, and geomaterials from urban excavation can be used within the city to minimise long-distance conveyance.Traditionally, planning of underground works is done on a single-project basis with little consideration of other potential uses of the same space. This approach often produces interference between uses (e.g. road tunnels interfering with geothermal structures), causes negative environmental impacts (e.g. groundwater contamination), and restricts innovative opportunities for sustainable development (e.g. using waste heat from metro lines for heating buildings).The present research will create a methodology that will help planners consider and integrate the full potential of the urban underground within the larger context of city planning. Since the way in which the use of the urban underground varies in accordance with a cityies specific natural, social and economic circumstances, this research will be trans-disciplinary, incorporating both the physical and social sciences. The development of the methodology will be based on the results of key research activities. Constraints and opportunities for underground use will be identified by establishing the complex linkages between existing underground development and the variables that shape it in cities worldwide. Space, water, energy and geomaterials resources will be studied in terms of their interaction and combined use, to optimise their benefits under various geological, legal, economic, environmental and social conditions. This methodology will be tested on and refined during a case study on the city of Geneva. usw.
The emission behaviour of the European vehicle fleet is influenced by a lot of parameters like emission standard, vehicle technology, vehicle weight and of course the driving behaviour. Hence, a large number of vehicle tests are necessary to get statistically reliable data. Above this, it is necessary to use alternative methods to validate the emission data from vehicle and engine tests, and adjust them to real world on-road conditions. The use of street tunnels, which are in fact big laboratories etc.
Es wurde eine Methode entwickelt, um den Luftdurchsatz in Strassentunneln zu messen. Diese Methode kann im Gegensatz zu konventionellen Methoden auch bei fliessendem Verkehr angewendet werden. Als Tracer wurde das inerte Gas SF 6 verwendet. Die Methode wurde an mehreren Tunneln in Oesterreich mit Erfolg erprobt.
Lärmschutzwände oder -wälle stellen wirkungsvolle Abschirm-Maßnahmen dar. Deren Grenzen sind jedoch aus geometrischen Gegebenheiten bei breiten Verkehrswegen oder / und hoher Nachbarbebauung bald erreicht. Der Autobahnknoten Bindermichel in Linz liegt in relativ dicht bebautem Gebiet und war schalltechnisch zu 'sanieren'. Dazu wurde im Rahmen eines Ideenwettbewerbes ein Konzept erarbeitet, bei dem der großflächige Knoten selbst mit einer Zeltkonstruktion überdacht wurde, sodass trotz der notwendigen Öffnungen für Lüftung und Brandschutz eine ausreichende Schallpegelreduktion in den besiedelten Gebieten erzielt werden konnte. Die anschließenden, mehrspurigen, jedoch nicht verzweigten Straßenabschnitte wurden konventionell überbaut, wobei die Dachflächen in das städtebauliche Konzept integriert wurden, um voneinander getrennte Stadtteile wieder zu verbinden. Zum selben Anwendungsbereich derartiger schalltechnischer Simulationsberechnungen zählen z.B. auch Lärmemissionen von Schienenwegen oder Haustechnikanlagen. Dazu wurden für einen großen Kinokomplex in unmittelbarer Nähe zu bestehenden Wohngebäuden in Klagenfurt die leistungsfähigen - damit aber auch lauten - Lüftungsgeräte gezielt positioniert und gegen die Wohnbebauung mit Lärmschutzwänden abgeschirmt.
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