620 Ingenieurwissenschaften
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Institut
Smart im Quartier
(2019)
Wenn die Energiebilanz eines Gebäudes über den Lebenszyklus betrachtet wird, ist neben einem energieeffizierenten Gebäudebetrieb die graue Energie der Baukonstruktion und die lange Lebensdauer der eingesetzten Baustoffe relevant. Von Bedeutung sind zudem die bauphysikalischen Eigenschaften des Materials, von denen abhängt, ob passive Maßnahmen zum Komfort ausreichen oder ob ein höherer technischer Aufwand erforderlich ist, der weitere Energieverbräuche in Herstellung und Nutzung nach sich zieht. In Forschungsprojekt "Variowohnen" wurden die Bauteile hinsichtlich ihrer technischen, ökologischen und ökonomischen Performance über den Lebenszyklus betrachtet und mit alternativen Ausführungsvarianten verglichen.
Alles im Blick?
(2020)
Oftmals bleiben Probleme oder Zielkonflikte bei der Umsetzung von Energiekonzepten in herkömmlichen Planungsprozessen unerkannt oder werden zu spät entdeckt. Fehlende Abstimmungen oder Missverständnisse unter den Planungsbeteiligten können die Qualität der Ausführung hinsichtlich der energetischen Ziele mindern und Kostensteigerungen sowie Bauzeitverzögerungen nach sich ziehen. Mit einer integralen Planung und Nachhaltigkeitszertifizierung lassen sich Widersprüche frühzeitig erkennen und die Prozesse optimieren. Im Forschungsprojekt "Variowohnungen" wurden unter anderem die Planungsprozesse in Bezug auf die Nachhaltigkeitsanforderungen untersucht.
Klimaschutz und Klimawandel
(2022)
Ein zentrales Qualitätsmerkmal neu gebauter Stadtquartiere sind quartierbezogene, gemeinsam genutzte Innen- und Außenräume sowie materielle Güter oder Serviceangebote zur Erweiterung wohnbezogener Nutzungen. Diese Möglichkeitsräume, in denen sich Bewohner treffen und austauschen können, Ressourcen gemeinsam nutzen und gemeinsam Verantwortung für die Gestaltung des Zusammenlebens übernehmen, sind Grundlage für eine gemeinwohlorientierte, nachhaltige und resiliente Quartiersentwicklung. Ihr Nutzen liegt vor allem in der Stärkung des nachbarschaftlichen Zusammenlebens, daher werden sie hier als „Infrastrukturen des Gemeinsamen“ bezeichnet.
Die Mehrwerte solcher Infrastrukturen, die gemeinsames und gemeinschaftliches Handeln fördern, sind vielfach anerkannt. Neben gemeinschaftsbasierten Wohnungsunternehmen wie Genossenschaften, in denen die Absicht, Wohnen und das Wohnumfeld gemeinsam zu gestalten, stärker ausgeprägt ist, engagieren sich zunehmend auch private und kommunale Unternehmen über die Kernaufgabe Wohnen hinaus, um Infrastrukturen des Gemeinsamen im Quartier zu entwickeln. Dieses Potential unternehmerischer Quartiersentwicklung wird jedoch nicht voll ausgeschöpft, da verschiedene Hemmnisse der Realisierung gegenüberstehen. Der Fokus dieser Untersuchung lag daher auf der Rolle privater Akteure in der Entwicklung neuer Stadtquartiere. Die zentrale Frage war, welche Infrastrukturen des Gemeinsamen können (sich) Wohnungsunternehmen leisten.
Am Beispiel von sechs Projekten unterschiedlicher Wohnungsunternehmen in verschiedenen deutschen Stadtquartieren wurde untersucht, welche Motive für die Entscheidung zur Bereitstellung von Infrastrukturen des Gemeinsamen ausschlaggebend waren, wie der Betrieb gewährleistet wird und wie Kosten und Nutzen bestimmt wurden. Es wurde eine Typologie von Infrastrukturen des Gemeinsamen entwickelt, in der die Funktionen, gestalterische Qualitäten, die Zielgruppen und Zugangsberechtigungen sowie weitere Merkmalsausprägungen dargestellt sind. Diese Typologie kann als Katalog zur Inspiration und für eine Bedarfsbestimmung bei der Entwicklung neuer Quartiere dienen, beispielsweise im Rahmen von Konzeptvergaben.
Die Ergebnisse der Untersuchung zeigen, dass die Sicherung des Betriebs ein wesentlicher Punkt für eine gelingende Bereitstellung von Infrastrukturen des Gemeinsamen darstellt. Daher wurde insbesondere die Vielfalt der Trägerschafts- und Finanzierungsmodelle untersucht, welche die Unternehmen einsetzen. In der Praxis sind häufig Mischformen anzutreffen und ein Trend geht zu einem räumlich übergreifenden Quartiersmanagement, das unterschiedliche Infrastrukturen des Gemeinsamen von verschiedenen Wohnungsunternehmen koordiniert, um Synergieeffekte zu erzielen und u.a. durch Quartierspauschalen finanziert wird.
Die Untersuchung zeigt auch, dass explizite Wirtschaftlichkeitsberechnungen für die beteiligten Wohnungsunternehmen keine oder nur eine untergeordnete Rolle für die Entscheidung zur Bereitstellung von Infrastrukturen des Gemeinsamen spielen. Jedes Wohnungsunternehmen muss zwar wirtschaftlich handeln, doch ist die Berechnung der Wirtschaftlichkeit solcher Infrastrukturen nicht entscheidend. Wichtig ist, wie Entscheidungs- und Planungsprozesse gestaltet sind, so dass eine verlässliche Trägerschaft gebildet werden kann, welche die Refinanzierung der Kosten und zugleich die Sicherung des erwarteten Nutzens gewährleistet. Ein unmittelbarer ökonomische Nutzen für die Unternehmen besteht vor allem darin, dass durch die Bildung von sozialen Netzwerken und die Steigerung der Identifikation von Bewohnerinnen und Bewohnern mit dem Quartier Instandhaltungsbedarfe und Vandalismus reduziert werden und eine geringere Mieterfluktuation den Aufwand für Neuvermietungen senkt.
Die Unternehmen treffen ihre Entscheidungen vor allem im Hinblick auf die Unternehmensziele, die bei den untersuchten Unternehmen auch eine Gemeinwohlorientierung beinhalten. Das Vorhandensein und der Aufbau von strategischen Ressourcen, wie Erfahrungswissen, Organisationsstrukturen, sozialer Zusammenhalt, Eigenverantwortung und Identifikation der Bewohnenden sowie Image des Quartiers, spielen für die Entscheidungsprozesse und den erfolgreichen Betrieb von Infrastrukturen des Gemeinsamen eine zentrale Rolle.
Structural Health Monitoring (SHM) of civil engineering structures is experiencing an increasing progress in the last decades. The present work focuses on the static behavior of a highway bridge due to environmental temperature effects. The goal of the present study was to test the applicability of the satellite-based synthetic aperture radar interferometry (InSAR) for deformation monitoring of a large, curved highway bridge and to compare the obtained results with alternative measurement techniques like classical geodesy surveying and with an advanced computer simulation. Such a comparison is quite rare and provides an important insight into the accuracy, efficiency and limitations of the InSAR technique in the context of SHM. Especially interesting was the question whether the InSAR technique is suitable for blind monitoring of a cluster of bridges in the region of interest. The present study shows that a pre-knowledge about each structure can be very important for a reliable interpretation of the InSAR measurement results. The second challenge of the study was to overcome several objective difficulties of combining and comparing quite different monitoring techniques that result from different sampling rates, measurement points and other specific features and sensitivities. Nevertheless, a suitable approach has been developed and implemented in the present study for the InSAR and total station measurements, providing new results and important knowledge about novel SHM techniques.
Die Kunst der Diagnose
(2023)
The study included six bitumens, one unmodified and five modified, and their corresponding asphalt mixtures. The first bitumen was the base bitumen and further five variants were made by the authors using the same base bitumen and different combinations of modifiers which included styrene-butadiene-styrene (SBS), Fischer–Tropsch wax (FTW), ethylene vinyl acetate (EVA), reactive elastomeric terpolymer (RET), and natural asphalt (NA). The influence on the fatigue life of bitumen and asphalt due to modification, bitumen rheology, preload, water storage, and aging was studied. A new temperature range was developed—the fatigue-relevant temperature range (FRTR) for specifying fatigue test temperatures for bitumen and asphalt. A new methodology that includes preload and water storage was also done to study the active adhesion behavior between bitumen and aggregates and its influence on fatigue life. Overall, modifications showed positive influence on the fatigue behavior of bitumen and asphalt. Variants E (SBS and RET) and F (SBS and NA) showed the greatest positive influence with an increase in the fatigue life by 500% and 210% for bitumen and 200% and 375% for asphalt respectively. With water storage, the fatigue life reduced by 500% for unmodified asphalt and in the range of 333–1350% for modified ones. Due to aging, the fatigue life reduced from 700% for unmodified and between 700% and 2500% for modified asphalt mixtures.
Aufgrund von starken Belastungen durch den Zugverkehr mussten auf einer Eisenbahnüberführung (EÜ) mit schwierigen betrieblichen und gleisgeometrischen Rahmenbedingungen Schienenstützpunkte (SSP) saniert werden. Die ursprünglich mit dem elastischen Schienenbefestigungssystem ECF (Elastic Clip Fastener) versehenen SSP, welche in den Überhöhungsbereichen mit einem Polymerbeton untergossen sind, wurden durch die Kombination eines von thyssenkrupp speziell entwickelten Präzisionsstahlhöckers (PSH) mit dem Schienenbefestigungssystem ECF ersetzt. In einem Pilotversuch konnten Erkenntnisse über die Wirksamkeit des neuen Systems ermittelt werden.