TY - CONF A1 - von Werder, Julia T1 - Biorezeptiver Beton: Interdisziplinäre Forschung an der BAM N2 - Inhalt des Vortrags: Forschungsidee und Zielstellung, Forschungsstruktur, Veränderung, Wasserverfügbarkeit, Wasserrückhaltevermögen, pH-Wert, Speziesauswahl, Applikation, Monitoring von Bewuchs T2 - BDA Galerie, Ausstellung: wechselStoffwechsel, Galeriegespräch Nr. 3 CY - Berlin, Germany DA - 06.06.2023 KW - Biorezeptivität KW - Beton KW - Biofilm KW - Funktionalisierung KW - Fassade PY - 2023 UR - https://www.bda-berlin.de/events/wechsel-stoff-wechsel-gespraech-3/ AN - OPUS4-58961 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - von Werder, Julia T1 - Curtain Walls with Biofilms for Improving the City Climate N2 - Building envelopes & natural rock surfaces represent the frontier between solid material surfaces, biosphere and the atmospheric environment – and are subject to permanent change in structure and chemistry. These surfaces are a natural habitat of subaerial rock biofilms (SAB) that are an important stage of primary succession. As their metabolic processes have a great impact on the composition of the near-surface layers of the earth biofilms on natural and manmade hard substrates are a research focus of geomicrobiology. In technical systems immobilized algae biofilms are already used successfully for wastewater cleaning. Algae can eliminate bacteria from the water and at the same time increase the oxygen concentration and the pH value in the water through photosynthesis, which again allows phosphate elimination to take place. Nitrificants contained in the algae biofilm convert ammonium to nitrite and nitrate. Mineral claddings for building facades could be engineered to sustain either natural or previously established carefully selected algae-dominated biofilms and this way help to clean the air. For a targeted engineering of the mineral substrates and the biofilms attached to them basic knowledge is however missing. By systematic research in an interdisciplinary team of microbiologists and building material scientists the following questions shall be clarified • How can a curated biofilm be stabilized on the surface and designed to be durable without compromising the substrate • What exactly do the biofilms need in terms of moisture in their respective growth stages? Or how long water must be available in what form and quantity to enable growth. • What is the influence of the substrate on the availability and quality of the (rain) water (water quality, leaching of substances (alkalis) from the building materials, leaching of aerosol components, surface tension, suction tension, thickness of the water molecule layers adsorbed in the pore spaces....) There are several research groups working on bioreceptive building materials which emphasizes the general interest in the topic. The idea of speeding-up the process by the targeted establishment of biofilms on building façade panels is a unique approach that has so far only been researched at BAM. Architects are very interested in biofilm facades as a new co-designing method of humans and nature reflecting the changing awareness for the loss of biodiversity in cities. If the biofilms need irrigation the evaporative cooling would reduce the urban heat island effect. T2 - Preparatory Workshop SPP 2451: Engineered Living Materials with Adaptive Functions CY - Saarbrücken, Germany DA - 10.07.2023 KW - Engineered living materials KW - Adaptive functions KW - Bioreceptivity KW - Biofilm KW - Concrete PY - 2023 UR - https://spp2451.de/event/preparatory-workshop/ AN - OPUS4-58965 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Stohl, Leonie A1 - von Werder, Julia A1 - Manninger, T. T1 - Bioreceptive concrete: Greening facades on the microscale N2 - The accelerating climate crisis results in a rising demand for ecologically driven concepts. Regarding construction, this does not only include environmentally friendly materials but also the establishment of greenery in urban regions. This contribution presents the progress of two projects in which textured concrete slabs were designed to grow a stable biofilm of photosynthetic eukaryotic organisms. The greened panels represent an alternative to classic fa9ade greening with plants. Current literature suggests that the development of bioreceptive surface materials in the construction sector is difficult because there are no standardized methodological approaches for measuring said bioreceptivity. Therefore, the long-term. ahn is proposing a suitable measurement concept combining material Science and biology. Among other things, the intrinsic Substrate property pH value is expected to have a significant influence on biological colonization. In the current contribution the focus lies on the theoretical approach and design of experiment regarding this parameter. Available experimental data will be presented. T2 - 77th RILEM Annual Week and the 1st Interdisciplinary Symposium on Smart & Sustainable Infrastructures (ISSSI 2023) CY - Vancouver, Canada DA - 04.09.2023 KW - Bioreceptivity KW - Concrete KW - Surface pH measurement KW - Material characterization KW - Green Facade PY - 2023 UR - https://www.rilemweek2023.com/submissions/ SP - 1 EP - 6 AN - OPUS4-58304 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Stohl, Leonie A1 - Manninger, Tanja A1 - von Werder, Julia A1 - Dehn, F. A1 - Gorbushina, Anna A1 - Meng, Birgit T1 - Bioreceptivity of concrete - A review N2 - Materials that support natural biodiversity on their surfaces can compensate for human activities that have a negative impact on nature and thus contribute to a carbon-neutral and nature-positive world. Specifically designing bioreceptive materials which favor the growth of biofilms on their surface is an approach complementing conventional, macroscopic green façades. But what exactly characterizes a bioreceptive substrate and how do biofilm and substrate interact? How and why does a spontaneous colonization and the formation of biofilms take place? What are biofilms and how can they be established in a laboratory setting? How can this existing knowledge be transferred to the artificial stone concrete so that this material can be tuned to increase (or decrease) its bioreceptivity? This review paper aims at summarizing the existing state of knowledge on bioreceptive concrete and pointing out inconsistencies and contradictions which can only be removed by more interdisciplinary research in the field. KW - Bioreceptivity KW - Biofilm KW - Green facades KW - Developing building materials KW - Surface interactions KW - Concrete PY - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-581685 SN - 2352-7102 VL - 76 SP - 1 EP - 17 PB - Elsevier AN - OPUS4-58168 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Stohl, Leonie A1 - Manninger, T. A1 - von Werder, Julia T1 - Biofilmfassaden; Begrünung von Beton auf der Mikroskala N2 - Die Klimakrise führt zu einer steigenden Nachfrage nach ökologisch orientierten Konzepten. Dazu gehören im Baubereich nicht nur umweltfreundliche Materialien, sondern auch die Begrünung städtischer Gebiete. Vor diesem Hintergrund wird ein Projekt vorgestellt, dass eine Fassadenbegrünung mithilfe von mikrobiellen Organismen wie Algen statt höheren Pflanzen realisieren will. Die Entwicklung von sogenannten biorezeptiven Materialien ist eine Herausforderung, weil es aktuell noch keine standardisierten Methoden zur Bestimmung der Biorezeptivität gibt. Um ein grundlegendes Verständnis für die Prozesse und Interaktionen zwischen Organismen und Substrat zu gewinnen, werden Betonplatten unterschiedlich strukturiert und ihre Oberflächencharakteristiken dokumentiert. Anschließend werden die Platten unter verschiedensten Bedingungen bewittert und auf ihre Biorezeptivität untersucht. Von besonderem Interesse sind hierbei Einfluss der materialintrinsischen Oberflächenparameter sowie der Umwelt. Langfristig wird geplant ein geeignetes Messkonzept vorzuschlagen, das Materialwissenschaft und Biologie verbindet und verlässliche Vorhersagen zur Biorezeptivität eines Materials treffen kann. In der vorliegenden Arbeit liegt der Schwerpunkt auf dem theoretischen Ansatz und der Versuchsplanung. T2 - Internationale Baustofftagung (ibausil) CY - Weimar, Germany DA - 13.09.2023 KW - Biorezeptivität KW - Beton KW - Fassadenbegrünung KW - pH-Messungen KW - Rauheit KW - Benetzungsverhalten KW - Materialdesign PY - 2023 UR - https://www.uni-weimar.de/de/bauingenieurwesen/institute/fib/ibausil/ SP - 1 EP - 8 PB - Sonderausgabe des Online-Journals ce/papers von Wiley AN - OPUS4-58303 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Manninger, T. A1 - von Werder, Julia A1 - Rübner, Katrin T1 - Lehmstabilisierung mittels eines Biomasseasche basierten Alkali-Aktivators und kalziniertem Ton N2 - Lehm sowie Lehmziegel sind jahrtausendealte Baustoffe, die sich durch lokale Verfügbarkeit, Umweltverträglichkeit und geringe COa-Belastung auszeichnen. Diese Eigenschaften machen sie zu Baustoffen der Zukunft. Wasserbeständigkeit ist ein wichtiger Aspekt, der beim Einsatz beachtet werden muss. Es gibt verschiedene Ansätze zur Stabilisierung, Idealerwelse sollen dabei die positiven Aspekte des Lehms, wie beispielsweise die Luftfeuchteregullerung, bewahrt werden. Zement ist hierfür nur bedingt geeignet. Als Alternative zur Stabilisierung mit Zement wurden in einer Versuchsreihe Mischungen mit calclnierten Tonen untersucht. Diese bei 600 °C auf CO2 sparende Welse erzeugten, lokal verfügbaren Rohstoffe, können mittels Alkall-Aktivierung zu einem festen „Geopolymer" vernetzt werden. Zur Aktivierung wurde eine lokal verfügbare Biomasseasche aus Hackschnitzelholz, sowie Industriell hergestelltes KOH genutzt, da das in beiden enthaltene Kalium das umweltverträglichste Alkallion Ist. In einer Versuchsreihe wurde das Verhalten des reinen Lehms mit dem stabilisierten Material verglichen. Es wurden Festigkeitswerte, Wasserlagerungsbeständigkeit und Wasserdampfdiffusionswiderstand geprüft. T2 - Internationale Baustofftagung (ibausil) CY - Weimar, Germany DA - 13.09.2023 KW - Lehmstabilisierung KW - Alkali aktivierte Bindemittel KW - Wasserbeständigkeit KW - Putz KW - Erdbau KW - Kalzinierter Ton PY - 2023 UR - https://www.uni-weimar.de/de/bauingenieurwesen/institute/fib/ibausil/ VL - 2023 SP - 1 EP - 6 PB - Sonderausgabe des Online-Journals ce/papers von Wiley AN - OPUS4-58316 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -