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Die Werkstoffauswahl und der Korrosionsschutz zur Sicherstellung der Dauerhaftigkeit stellen für den Offshore Bereich noch immer eine Herausforderung dar. Erfahrungen und Regelwerke liegen insbesondere aus dem Bereich von Offshore Windenergieanlagen vor. Diese Regelwerke befinden sich in einem stetigen Prozess der Anpassung an aktuelle Erkenntnisse und Erfahrungen, da es sich noch um relativ neue Anwendungen handelt. Für Offshore-Prozessanlagen, wie diese im H2Mare-Projekt betrachtet werden, sind die Anforderungen wesentlich komplexer, da Anlagenkomponenten den Beanspruchungen aus den Prozessen im Inneren der Anlagen ebenso genügen müssen, wie den Beanspruchungen aus der maritimen Umgebung. Hier kommen im Vergleich zu Windkraftanlagen eine größere Palette von Werkstoffen insbesondere aus dem Bereich der rost- und säurebeständigen Stähle sowie höhere Prozesstemperaturen zum Tragen, die für Windkraftanlagen keine Relevanz haben.
Im Teilvorhaben „Untersuchung zu bauseitigen Fragestellungen der Korrosion und des Korrosionsschutzes mit Fokus auf die Außenkorrosion von Bau- und Anlagenteilen“ standen korrosionstechnische Untersuchungen zum Einfluss maritimer Exposition für großtechnische Offshore-Power-to-X-(PtX-) Anlagen im Mittelpunkt. Die Planung und der Betrieb solcher OffshoreProzessanlagen stellen aufgrund der vorherrschenden Umweltbedingungen hohe Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit der eingesetzten Materialien, wobei dem wirksamen Korrosionsschutz eine zentrale Rolle für einen wartungsarmen, langlebigen und umweltverträglichen Anlagenbetrieb zukommt.
Vor diesem Hintergrund wurde das Korrosionsverhalten metallischer Werkstoffe und Korrosionsschutzsysteme unter realen maritimen und Offshore-Bedingungen systematisch untersucht. Durch die Verknüpfung normativer und wissenschaftlicher Literaturrecherchen mit kontrollierten Laboruntersuchungen sowie mehrjährigen Expositionsversuchen an ausgewählten maritimen Standorten wurden grundlegende Zusammenhänge zwischen Umweltparametern, Werkstoffeigenschaften, konstruktiven Randbedingungen und Korrosionsmechanismen analysiert. Die gewonnenen Ergebnisse stellen eine repräsentative Datengrundlage zur Charakterisierung der Korrosivitätsbedingungen im maritimen Umfeld dar und bilden eine wissenschaftlich fundierte Basis für die Bewertung, Auslegung und Optimierung von Werkstoffen, Beschichtungen und Korrosionsschutzkonzepten für maritime und Offshore-Anwendungen.
Für die hoch beanspruchten Zugglieder von Netzwerkbogenbrücken stellt der Einsatz von Carbonzuggliedern eine technisch innovative und vorteilhafte Lösung dar. Im Rahmen von ersten Pilotanwendungen konnte ein ausreichender Ermüdungswiderstand für den jeweiligen Einsatz nachgewiesen werden – der tatsächlich vorhandene Ermüdungswiderstand wurde bislang jedoch nicht erforscht. Die Aufgabenstellung des Verbundforschungsvorhabens umfasst die Gewinnung einer Datengrundlage für statistisch abgesicherte Bauteilkennlinien und Traglasten auf Grundlage von statischen Versuchen. Der Schwerpunkt liegt auf der Gewinnung einer Datengrundlage an realmaßstäblichen Bauteilversuchen unter Ermüdungsbelastung zur Bestimmung einer Ermüdungsversagensfunktion (S-N-Kurve), welche durch Kleinversuchsserien und faseroptische Messungen zur isolierten Betrachtung einzelner Einflussgrößen begleitet wurde. Direkt übertragbare Erkenntnisse zum Tragverhalten bei Brandbeanspruchung lagen ebenfalls nicht vor und sollten im Zuge von Bauteilversuchen unter Last und gleichzeitiger Brandbeanspruchung gewonnen werden zur Vergleichbarkeit des Verhaltens mit herkömmlichen Zuggliedern aus Stahl. Die Aufgabenstellung wurde in 9 Arbeitspaketen und insgesamt 29 Teilarbeitspaketen aufgegliedert. Diese beinhalten die Schaffung einer gemeinsamen Wissens- und Arbeitsbasis, die Erarbeitung von Versuchsparametern, die Planung und Herstellung der Versuchskörper und der Versuchsstände, statische Versuche, Ermüdungsversuche bis zum Bruch, Ermüdungsversuche mit Bestimmung der Resttragfähigkeit, Versuche zur Untersuchung des Tragverhaltens bei erhöhter Temperatur und Brandbeanspruchung bei simultaner mechanischer Zugbelastung, faseroptische Messungen und Kleinprobenversuche sowie die Zusammenführung und Auswertung der Ergebnisse.
In order to create sustainable lifestyles and societies in the long term, sustainability goals must be balanced in terms of the environment, the economy and society. However, these targets are sometimes in conflict with each other and cannot be balanced without compromise. Today, the sustainability debate focuses primarily on balancing environmental/climate and economic targets. Social aspects tend to play a marginal role in the debate. This is also the case in the construction industry, which contributes significantly to global energy consumption and high grey and operational CO2 emissions worldwide. For this reason, research and politics have focused intensively in recent decades on ways to reduce climate emissions while maintaining economic efficiency.
Historically, the focus in construction has been on structural safety. The classic credo in engineering was ‘more is more’. In the context of the climate debate, however, ‘less is more’ often applies, so that engineers and architects today face an economic conflict of objectives between the classic requirements for failure probability and the requirements for sustainable, resource-saving construction, which calls for completely new, much more holistic approaches to material development and structural design. The aim here is to build in a way that is both economical and climate-friendly without compromising structural safety, which is already a complex undertaking.
However, the influence of the use of materials, architecture and construction technology on social aspects is often given much less consideration in the sustainability debate, even though enormous population growth and urbanisation processes are expected in the future, particularly in developing economic areas. This inevitably requires a stronger focus on the socio-economic aspects of construction, especially since, in contrast to many current metropolises, many conurbations in these regions will emerge in areas that are not yet densely populated. This provides freedom for innovative concepts that avoid the mistakes of the past and can consider all aspects of sustainability as largely equal. This freedom enables construction methods and urban concepts that use renewable, circular, local materials to create adaptable, accessible and liveable structures that are equitable, inclusive and fair for society.
This position paper deals with the socio-economic footprint of materials and buildings. It was compiled by an interdisciplinary group of international experts and attempts to develop approaches for effective socio-economic life cycle analysis using similar concepts to those used in environmental life cycle analysis of products and buildings. In contrast to economic analyses or environmental life cycle assessments, which can work with reasonably available and clearly defined units to develop indicators, it is often impossible to determine units for socio-economic indicators, data is more difficult to obtain and there is a lack of benchmarks.
During the discussions, a number of relevant parameters were developed, which can provide clearly quantifiable indicators for socio economic effects. These are related to largely available economic and employment data and consider the distribution of project contracts during implementation and the employment figures associated with project implementation. Particularly in the implementation of large-scale projects involving international investors and financial institutions, ‘(green) compliance value extractivism’ effects can occur, whereby partners from the donor countries are given preference over local project partners. This fraction of the loan flow directly abroad and can no longer serve the local economy to grow. This results in economic follow-up costs, even with lower project costs, which can promote social injustices. The higher the proportion of local companies and employees at engineering levels, the more fairly the construction project serves the local economy.
The widespread use of azole compounds in various sectors has led to the emergence of azole-resistant Aspergillus fumigatus (ARAf), which poses a significant challenge for treating fungal infections, especially in immunocompromised patients.
Certain environmental conditions and practices, particularly in agricultural settings and the use of azoles as biocides, have been identified as hotspots for the selection and dispersal of azole-resistant strains of Aspergillus spp. Factors contributing to the selection of resistance include the use of azoles in crop protection, wood preservation and, to a much lesser extent, veterinary medicine.
For plant protection products (PPPs), a number of scenarios (green waste of indoor-grown vegetables, uses with the production of wet pomace used as fertiliser, maize or sugar beet silage, and field heaps including flower bulbs) are deemed high risk for hotspot development. Based on EU authorised use patterns, these scenarios are characterised by the hazard characteristics of the azole fungicides in terms of activity against the wild-type Aspergillus spp. compared to resistant strains, substrate characteristics and residue levels, and environmental conditions that promote the growth of the fungus.
For biocidal azole applications, products (biocidal product [BP]) for temporary preservation of freshly cut wood have been identified to have the potential for hotspot formation because freshly cut wood allows the growth of Aspergillus spp., and azole concentrations in treated wood are above the predicted no effect concentration (PNEC) for resistance selection (PNECres) and below the minimum inhibitory concentration (MIC) of ARAf for most analysed products on the EU market. Following identification of environmental hotspots, the report recommends measures to prevent the selection of azole-resistant strains in the environment, including controlled storage of organic waste, proper waste management, and responsible use and disposal of azole-treated products.
Azole use in veterinary medicinal products (VMPs) represents a very small percentage of total azole use and is unlikely to be a significant source of selection of resistance in the environment. As such, the focus for mitigating resistance should be on other uses of azoles. The report stresses the importance of ongoing surveillance to monitor the presence of ARAf in the environment and to inform risk assessments and management strategies.
As industrial chemicals, the azole substances are mostly used as intermediates (precursors) to manufacture yet a different substance, are formulated into a mixture or are reported to be manufactured as active substances in PPP, BP or VMP (therefore already covered above). There are only a few industrial azole substances with widespread use, and as for the moment, there is no evidence from the literature that industrial azoles would be a source of a possible hotspot; thus, the industrial chemicals were not further investigated.
There are several areas where further research is needed, including understanding the environmental conditions that support the growth of Aspergillus spp. in different agricultural matrices or on wood, assessing human exposure to resistant strains, regional waste practices and the impact of active substance combinations for azole resistance selection. There is also a need for more comprehensive data on the use and quantities of azole-containing products. Furthermore, industrial substances with widespread use and having antifungal effects, e.g. an antidandruff substance in cosmetics, could be further investigated.
Measures were identified that could be implemented with respect to the use of azole fungicides in PPPs as well as in BPs and with respect to the storage, processing and disposal of crop (waste) materials containing azole residues to prevent or minimise the selection of environmental resistance or to minimise the spread of resistant Aspergillus spp. to patients. Any measures that slow down or prevent growth in the presence of azoles, sporulation and dispersal of Aspergillus spp. should be encouraged.
A coordinated effort among various stakeholders, including farmers, manufacturers, industrial users, waste managers, regulatory bodies and scientists, is essential to effectively address the challenge of azole resistance in A. fumigatus.
Das Förderprojekt CTSimU2 baute auf den Ergebnissen des Projektes CTSimU auf. Dieses Vorprojekt erarbeitete ein (Basis-)Qualifizierungsframework für Simulationssoftwares zur Anwendung bei der Röntgen-CT für dimensionelle Messungen. Dabei stand die ausreichende physikalische Korrektheit der Durchstrahlungssimulation im Vordergrund. Für die realitätsnahe Simulation einer CT-Anlage in einer Simulationssoftware (Digitales Modell) ist jedoch nicht nur die Korrektheit der Simulationssoftware selbst, sondern auch die Güte der Parametrisierung des realen CT-Systems in der Simulationssoftware entscheidend – dies stellte den Ausgangspunkt dar. Die Parametrisierung eines CT-Systems in einer Simulationssoftware lässt sich in vier Schritte unterteilen: nach der Datenaufnahme am realen CT-System folgt die Auswertung der aufgenommenen Daten für die Generierung allgemeiner Parameterangaben. Als letztes folgte die Übertragung der Parameter in die spezifischen Simulationssoftwares und die Validierung der resultierenden Simulationsparameter. Die Methodik der Datenaufnahme am CT und die Auswertung der Daten wurde in einem Werkzeugkasten allgemein beschrieben. Der dritte Schritt, die Umsetzung der Parameter, war softwarespezifisch und wurde beispielhaft mit den vorhandenen Simulationssoftwares durchgeführt. Die Validierung der Parameter war standardisierbar und konnte durch den entwickelten Test geleistet werden, auf dessen Basis die ausreichend korrekte Simulation einer realen Anlage beurteilt werden konnte. Endresultat des Projektes war ein Richtlinienentwurf (z. B. VDI/VDE 2630) zu diesem Test, der einen informativen Annex zum Stand der Technik bezüglich der Möglichkeiten zur Parameterbestimmung enthält. Mit einer Simulationssoftware, die die Basisqualifizierung aus CTSimU bestanden hat und einen Parameterdatensatz für ein reales CT-System enthält, der den Test aus CTSimU2 bestanden hat, können realistische Simulationen dieses CT-Systems möglich sein.
Das zentrale Ziel des Forschungsvorhabens CASPAR ist die Entwicklung einer technischen Lösung zur beweissicheren und rückführbaren Datenbasis von digitalen Informationen zur Bewertung von Bauwerken. Ein konsistentes, semantisches und maschinenlesbares Datenmodell wurde entwickelt, um Daten aus verschiedenen Quellen zu aggregieren und Schnittstellen für die Echtzeit-Kommunikation mit Sensoren zu schaffen. Ein besonderer Schwerpunkt lag auf der Einführung der Verwaltungsschale (Asset Administration Shell, AAS), einer Kerntechnologie der Industrie 4.0, als standardisierten digitalen Zwilling für Brückenbauwerke. Die Verwaltungsschale ermöglicht die strukturierte, interoperable und semantisch eindeutige Darstellung von Bauwerksdaten. Eine Blockchain-basierte Lösung wurde entwickelt, um die sichere und manipulationsresistente Datenübertragung und -ablage zu gewährleisten. Ein Demonstrator, basierend auf der Open Source Plattform Eclipse BaSyx, wurde entwickelt, um die Technologien zu veranschaulichen. Der Demonstrator wurde im November 2024 auf der Messe SPS in Nürnberg vorgestellt. Ein wesentlicher Bestandteil des Forschungsvorhabens war die Entwicklung eines konsistenten, semantischen und maschinenlesbaren Datenmodells für Brückenbauwerke. Dieses Modell ermöglicht die Aggregation von Informationen aus verschiedenen Quellen und die Entwicklung von Schnittstellen für die Echtzeit-Kommunikation mit Sensoren. Ein besonderer Schwerpunkt lag auf der Einführung der Verwaltungsschale (Asset Administration Shell, AAS), einer Kerntechnologie der Industrie 4.0, als standardisierten digitalen Zwilling für Brückenbauwerke. Die Verwaltungsschale ermöglicht die strukturierte, interoperable und semantisch eindeutige Darstellung von Bauwerksdaten. Eine Blockchain-basierte Lösung wurde entwickelt, um die sichere und manipulationsresistente Datenübertragung und -ablage zu gewährleisten. Ein Demonstrator, basierend auf der Open Source Plattform Eclipse BaSyx, wurde entwickelt, um die Technologien zu veranschaulichen.
Bewertung der Freisetzung von Mikroplastik aus Sportböden auf Kunststoffbasis - Abschlussbericht
(2025)
Die Europäische Kommission hat 2023 ein Verbot zum bewussten Austrag von Mikroplastik (MP) in die Umwelt beschlossen, das auch für die Verwendung von synthetischen Gummi-Granulaten (v. a. EPDM) in Sportböden gilt. In Deutschland gibt es laut DFB ca. 5100 Kunstrasenplätze. In der EU beläuft sich die Anzahl laut ECHA auf 13,000 Kunstrasen- und 47,000 Bolzplätze, Tendenz steigend. Das Hauptziel des Projektes war es daher, eine Massenbilanz für die Freisetzung von MP zu erstellen, um so eine Schätzung des MP-Austrags pro Kunstrasenplatz und Jahr zu ermöglichen. Dafür werden die MP-Emissionen von drei Kunstrasenszenarien in verschiedenen Zuständen (ungealtert, künstlich gealtert und in Echtzeit gealtert) verglichen: die Vergangenheit (Kunstrasen: fossilbasiert, EPDM-Füllung), die Gegenwart (der in Europa am häufigsten installierte Rasen) und die Zukunft (Rasen mit recycelten Grasfasern, keine synthetische Füllung sondern z.B. Quarzsand oder Korkschrott). Dazu werden fabrikneue Kunststoffrasen und EPDM-Granulat unter Laborbedingungen beschleunigt gealtert, um die Freiland-Beanspruchung eines Kunststoffrasens in circa 15 Jahren abzubilden. Die Verwendung spezieller Mikrofiltertiegel in Lysimeter-Experimenten ermöglicht die Abschätzung der Partikelgrößen des emittierten MP, was eine Grundbedingung für die Bewertung einer potenziellen Gesundheitsgefährdung für Menschen ist. Ergänzend wurden weitere umweltrelevante Schadstoffausträge aus den Kunststoffrasen quantifiziert.
Vor dem Hintergrund zunehmender Digitalisierung der Wirtschaft und weiterer Lebensbereiche ergeben sich große Potentiale für neue digitale Lösungen in der Qualitätsinfrastruktur (QI), sowohl auf technischer als auch prozessualer Ebene zwischen Akteuren. Diese betreffen Unternehmen (Hersteller/Inverkehrbringer/Betreiber) genauso wie Behörden/öffentliche Verwaltung (Genehmiger, Marktüberwacher, u.a.), privatwirtschaftliche Konformitätsbewerter und andere Stakeholder.
Der bestehende Rechtsrahmen - von europäischen Richtlinien im Rahmen des New Legislative Frameworks, über bundesdeutsche Gesetzgebung, technische Regeln bis hin zu kommunalen Verordnungen – kann dabei jedoch mitunter so gestaltet sein, dass dieser die Einführung und Nutzung neuer, digitaler Lösungen behindert. Dies kann diverse Anwendungsbereiche betreffen – von Produktsicherheit, über Umwelt- und Verbraucherschutz, hin zu Handelsrecht.
Die Studie untersucht systematisch die Eignung des bestehenden Rechtsrahmens für eine digitalisierte QI, insbesondere mit Hinblick auf mögliche Hürden und Anpassungsbedarfen. Zudem wird die Anwendbarkeit von Reallaboren als Testräumen für Innovation und Regulierung auf Fragestellungen der digitalen QI untersucht.
The “Metrology for Advanced Hydrogen Storage Solutions” (MefHySto) project is a European initiative addressing the need for large-scale energy storage solutions, that is crucial for the successful transition to renewable energy sources. The main objective of this project was to develop and provide metrological standards and validated techniques for the storage and utilization of hydrogen. Hydrogen is increasingly recognized as an important component in the future energy system due to its ability to store and supply energy during peak demand periods when renewable sources, such as solar and wind, are not generating power.