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Der Beitrag erläutert den Hintergrund, die Inhalte und die Bedeutung der sogenannten "Prioritätenliste" des DIBt und der Bundesländer zur Überarbeitung harmonisierter Normen nach BauPVO. Dabei wird der Schwerpunkt gelegt auf die Folgen für Personen, die am Planungsprozess von Bauwerken beteiligt sind oder die bei der Errichtung von Bauwerken Bauprodukte mit CE-Kennzeichnung nach BauPVO verwenden.
Der Artikel erläutert kurz das Grundprinzip der CE-Kennzeichnung von Bauprodukten und die daraus resultierenden Folgen für Personen, die Bauwerke planen und die Bauprodukte bei der Errichtung von Bauwerken verwenden. Speziell am Beispiel von Brettschichtholz wird aufgezeigt, woher die Anforderungen an die verschiedenen Wesentlichen Merkmale von Brettschichtholz kommen und wie diese im Planungsprozess sowie bei der Beschaffung von Bauprodukten berücksichtigt werden müssen.
Das Kapitel behandelt in komprimierter Form das Thema baulicher Brandschutz in Form von Anforderungen an das Brandverhalten von Baustoffen und Bauprodukten sowie an den Feuerwiderstand von Bauteilen. Der Schwerpunkt liegt auf den verschiedenen möglichen Angaben der Leistung des Brandverhaltens von Baustoffen durch Klassen nach nationalen oder europäischen Klassifzierungsnormen. Es werden Bauprodukte "allgemein" (d.h. außer Bodenbelägen, Kabeln und Bedachungen) sowie speziell Bodenbeläge, Kabel und Bedachungen behandelt. Dabei wird stets darauf eingegangen, wie die verschiedenen Klassen den verschiedenen Begriffen der bauaufsichtlichen Anforderungen zugeordnet sind (auf Basis von MVV TB 2021/1). Der Feuerwiderstand der Bauteile wird prinzipiell erläutert. Da er jedoch eine Eigenschaft eines Bauteils ist (z.B. einer Wand oder einer Decke), wird ausführlicher nur auf den Spezialfall von feuerwiderstandsfähigen Türen und Toren eingegangen, die zugleich "handelbare" Bauprodukte sind. Ein weiteres Kapitel behandelt sehr kurz die möglichen Nachweise für die Leistungen von Bauprodukten und Bauarten.
Es ist ein Experiment! In diesem Beitrag wird untersucht, wie das KI-gestützte textbasierte Dialogprogramm „ChatGPT“ im Rechnungswesen und Berichtswesen eingesetzt werden kann, um Routineaufgaben zu automatisieren, die Effizienz zu steigern und Finanzdaten besser zu verstehen. Die Erstellung des gesamten Beitrags selbst erfolgte mithilfe von ChatGPT, d.h., nicht nur die von der KI generierten Passagen, die als Screenshots gezeigt werden, sondern wesentliche Teile des vorliegenden Textes, wurden von der KI erstellt und anschließend inhaltlich und sprachlich durch den Autor redigiert und ergänzt. Damit soll einerseits das Potenzial der Anwendung in der Praxis gezeigt und verdeutlicht werden, dass der Umgang mit den Werkzeugen der KI in Zukunft unerlässlich sein wird, andererseits sollen aber auch die Risiken und Bedenken thematisiert werden. Denn nur allzu leicht werden in Zukunft die Grenzen einer Urheberschaft verschwimmen.
Die Ausführungen in diesem Arbeitspapier stützen sich auf die beiden Hauptpublikationen des Projekts LuPE (Lehr- und Praxismaterial für die Erzieherinnenausbildung), das am Deutschen Jugendinstitut (DJI), München, durchgeführt wurde:
1. BORN-RAUCHENECKER, EVA/DREXL, DORIS/WEBER, KATHARINA/WOLFSPERGER, JOANA (HRSG.) (2019): Frühe alltagsintegrierte naturwissenschaftliche Bildung. Handreichung für Lehrende. Mit DVD. Reihe: LuPE - Lehr- und Praxismaterial für die Erzieherinnenausbildung. Band 1. Seelze: Friedrich Verlag.
2. BORN-RAUCHENECKER, EVA/VOGTLÄNDER, ANNA/WEBER, KATHARINA (HRSG.) (2020): Frühe alltags-integrierte mathematische Bildung. Handreichung für Lehrende. Mit Download-Material. Reihe: LuPE - Lehr- und Praxismaterial für die Erzieherinnenausbildung. Band 2. Seelze: Friedrich Verlag.
Der Text stellt kurz die zentralen Merkmale von alltagsintegrierter Bildung einschließlich der Rolle der Fachkraft-Kind-Interaktion vor, wie sie am Deutschen Jugendinstitut, München, über viele Jahre entwickelt worden sind.
Väter stellen in der Familienbildung und Präventionsarbeit eine wichtige Zielgruppe dar, die einerseits gern gesehen, andererseits mitunter sehr schwer ‚zu greifen‘ ist. Die Erfahrung lehrt, dass was allgemein und im besten Sinn an Familien und Eltern adressiert ist, Väter nur bedingt oder manchmal gar nicht erreicht. Der Workshop intendiert einerseits einen Einblick in die Väterforschung und Entwicklungsbedeutsamkeit von Vätern für Kinder zu vermitteln, andererseits der individuellen Vielfältigkeit von Vätern und gelebten Vaterschaften gerecht zu werden. Auf Basis eines triadisch-systemischen Verständnisses von früher Elternschaft sollen die praktischen Erfahrungen der Teilnehmenden in unterschiedlichen Handlungsfeldern aufgegriffen und mit den theoretischen Konzepten der Väterforschung (selbst)reflexiv in Verbindung gebracht werden, um mögliche Zugangswege zur Zusammenarbeit mit Vätern zu entdecken.
Dieser Beitrag untersucht anhand des DAX im Zeitraum Januar 2010 bis Juli 2022, ob Unternehmen mit hohen bzw. niedrigen ESG-Scores einen Performanceunterschied aufweisen. Die Ergebnisse zeigen für kein Portfolio eine signifikante Über- oder Unterperformance. Lediglich die besten ESG-Firmen tendieren in normalen Marktphasen zu einer Unterperformance. Investoren erleiden beim Berücksichtigen von ESG-Scores auf den DAX risikoadjustiert keinen Nachteil und können zugleich ihrem guten Gewissen Genüge tun.
Ein wesentliches Merkmal qualitativer Sozialforschung ist ihr interpretativer Zugang zur sozialen Welt. In verschiedenen Kontexten, in denen unterschiedliche Sprachen zur Anwendung kommen, werden nicht nur Probleme im Hinblick auf sprachliche Übersetzungsprozesse deutlich. Im Rahmen transnationaler Forschungen stehen qualitativ-empirische Zugänge überdies vor vielfältigen Herausforderungen der kulturellen Übersetzung: Da die große Mehrheit der qualitativen Forschung Sprache als Hauptbezugspunkt der Erhebung und Auswertung von Daten heranzieht, stellt das interpretative Verständnis von Bedeutung(en) und deren Herstellung eine grundlegende Übersetzungsherausforderung für alle Phasen des Forschungsprozesses dar. Der Beitrag wirft einen genaueren Blick auf sprachliche und kulturelle Übersetzungsprozesse in der qualitativen Forschung und diskutiert exemplarisch deren Herausforderungen anhand empirischer Daten zu Bildungsbiographien in der Volksrepublik China.
Solares und kreislaufgerechtes Bauen: Die deutschen Beiträge zum Solar Decathlon Europe 21/22
(2023)
Wie bauen wir in der Zukunft – angesichts des fortschreitenden Klimawandels, schwindender Ressourcen und weiterer vielseitiger gesellschaftlicher Herausforderungen? Und was bedeutet das für die europäische Stadt? Diese Fragen bildeten den Rahmen für den Solar Decathlon Europe 21 >> 22. Sieben deutsche Hochschulteams waren am Start und präsentieren mit diesem Buch ihre Lösungen für ein solares und kreislaufgerechtes Bauen – ergänzt durch Hintergrundinformationen zum Wettbewerb. Eine Inspiration für alle, die an kreativer Architektur sowie innovativen Energie- und Bautechnologien für den Wohnungsbau von morgen interessiert sind.
Einleitung:
Die Unternehmen BioNTech und Moderna haben mit den Covid-19-Impfstoffen zwischen 2020 und 2021 eine operative Gewinnmarge von 62% bzw. 72% erzielt, die somit weit über dem Industriedurchschnitt von ca. 25% liegt. Aus dieser hohen Gewinnmarge ergibt sich die Frage, welchen Einfluss die erfolgreiche Entwicklung von Covid-19-Arzneimitteln, d.h. Impfstoffen und/oder Therapeutika, auf Umsätze, Gewinne und Gewinnmargen innerhalb der pharmazeutischen Industrie insgesamt hat.
Methoden:
Datenbasis sind die Quartalsberichte der 30 weltweit umsatzstärksten pharmazeutischen Unternehmen sowie aller Unternehmen mit Zulassung eines Covid-19-Arzneimittels durch die Zulasssungsbehörden in den USA (FDA) oder in der EU (EMA) zwischen Q1/2018 und Q2/2022. Als operativer Gewinn wird der Umsatz abzüglich Herstell-, Forschung- und Entwicklungs- (F&E) sowie Marketing-, Vertriebs- und Verwaltungskosten (MVV) definiert. Die Analyse erfolgte mit einem Difference-in-Difference-Modell mit multiplen Perioden. Die „Interventionsgruppe“ ist durch die erfolgreiche Zulassung eines Covid-19-Arzneimittels definiert. BioNTech, Moderna und Novavax wurden aus der Stichprobe ausgeschlossen, da sie wegen fehlender Gewinne vor Einführung der Impfstoffe die Annahme paralleler Trends nicht erfüllen können. Boehringer-Ingelheim wurde ausgeschlossen, da die Firma die Finanzzahlen nicht geeignet veröffentlicht. Die Finanzzahlen der im Beobachtungszeitraum der aus den Firmen Pfizer und MSD ausgegliederten Tochterunternehmen wurden den Mutterkonzernen zugerechnet.
Ergebnisse:
Von 27 untersuchten Unternehmen haben 6 Therapeutika, 1 einen Impfstoff und 2 sowohl Therapeutika als auch Impfstoffe entwickelt. Diese Unternehmen gehören bis auf eine Ausnahme zu den umsatzstärkeren Unternehmen. Die erfolgreiche Zulassung eines Covid-19-Arzneimittels führte zu statistisch signifikant höheren Umsätzen je Quartal (+2,97 Mrd. US-$) und höheren operativen Gewinnen (0,72 Mrd. US-$). Produktions- und F&E-Kosten steigen im Gegensatz zu MVV-Kosten bei erfolgreicher Zulassung ebenfalls statistisch signifikant. Die Gewinnmarge fällt durch erfolgreiche Covid-19-Zulassungen leicht, aber nicht statistisch signifikant um 2,8% (p=0,299). Berücksichtigt man die Gruppen der Unternehmen mit erfolgreicher Zulassung eines Impfstoffes bzw. eines Therapeutikum getrennt, ändern sich die
Ergebnisse strukturell nicht.
Schlussfolgerung:
Umsatzstärkere Pharmaunternehmern waren erfolgreicher, Covid-19-Arzneimittel allein oder in Kooperation zu entwickeln. Wenngleich Umsätze und Gewinne in hohem Ausmaß durch die erfolgreiche Entwicklung von Covid-19-Arzneimitteln stiegen, zeigten sich keine überproportionalen Gewinnmargen.
Holz ist eine der wichtigsten erneuerbaren Ressourcen und kann recycelt werden, wobei derzeit nur unbehandeltes Holz in mehreren Lebenszyklen verwendet werden kann. Allerdings werden in Altholzsortieranlagen meist behandeltes und unbehandeltes Altholz gemischt angeliefert und es gibt keine automatische Klassifizierung zur sortenreinen Sortierung. Frühere Studien zeigen, dass behandelte und unbehandelte Holzproben mit Hilfe von bildgebender Fluoreszenzabklingzeit Mikroskopie unterschieden werden können. Um den Prozess der Klassifizierung von Altholz anhand von Fluoreszenzabklingzeitbildern zu automatisieren, werden zwei neuronale Netzwerke (NN) evaluiert. Das erste NN ist ein MLP (Multi Layer Perceptron), das das Altholz anhand von Erwartungswert und Standardabweichung eines Fluoreszenzabklingzeitbildes klassifiziert. Das zweite untersuchte NN ist ein CNN (Convolutional Neural Network), das das Holz direkt anhand der Fluoreszenzabklingzeitbilder klassifiziert. Beide Netzwerke sind in Python implementiert, um die spätere Verwendung in einem automatischen Klassifizierungs- und Sortierprozess zu erleichtern. Die Evaluation der NN zeigt vielversprechende Ergebnisse zur automatisierten Klassifikation von Altholz.
Nachhaltigkeit und Ressourceneinsparung sind die Themen der Stunde. Vor allem die Bauindustrie hat ein großes Potenzial, umweltfreundlicher zu agieren, da dieser Industriezweig einer der größten Kohlenstoffdioxid-Emitter ist. Durch die Verlängerung der Lebenszeit von Bauwerken und die Einsparung von Baumaterialien kann nachhaltiger und ressourcenschonender gearbeitet werden. Eine Möglichkeit, diese Ziele zu erreichen ist der Einsatz alternativer Beton-Bewehrungen.
Der Grundbaustoff Beton hat sehr gute Druckfestigkeiten, weist allerdings Defizite bei der Zugfestigkeit auf. Zur Verbesserung der Zugfestigkeit wird dem Beton ein Material mit hoher Zugfestigkeit beigemischt. Dieses wird „Bewehrung“ genannt. Stand der Technik in der Bauindustrie ist momentan die Bewehrung mit Stahlstäben und -matten. Der Stahl begrenzt allerdings die Lebenszeit von Bauwerken, da es durch das Eindringen von Chloriden, Sulfaten oder Kohlendioxid früher oder später zu Korrosion kommt. Um den Korrosionszeitpunkt hinauszuzögern, verwendet die Industrie eine dicke Betonschutzschicht, um den Stahl zu schützen. Die Verwendung einer korrosionsbeständigen alternativen Bewehrung würde die Lebensdauer (Dauerhaftigkeit) von Bauwerken steigern und gleichzeitig eine Verringerung der verwendeten Baumaterialien bewirken. Dies würde einen Beitrag zu einer nachhaltigeren Bauindustrie leisten.
Eine Substanz, die als Bewehrungsmaterial eingesetzt werden kann, ist Polypropylen (PP). Polypropylen ist ein sehr korrosionsbeständiges Polymer, das die gerade beschriebenen Effekte erzielen würde. Allerdings ist Polypropylen als Standardmaterial nicht für die Bewehrung von Beton geeignet. Seine mechanischen Eigenschaften sind nicht vergleichbar mit denen von Baustahl. Gleichzeitig ist die Adhäsion von Polypropylen zu Beton nicht ausreichend, um eine effiziente Verstärkung erzielen zu können.
Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, Lösungswege zu entwickeln, wie aus PP eine alternative Betonbewehrung hergestellt werden kann. Zuerst wurde sowohl das Problem der niedrigen mechanischen Eigenschaften von Polypropylen als auch die Schwierigkeit der geringen Adhäsion zu Beton getrennt untersucht. Im Anschluss wurden Methoden eruiert, mithilfe derer eine Kombination der mechanischen Eigenschaften mit der Adhäsion zu Beton bei gleichbleibenden Eigenschaften möglich ist. Hierfür wurde ein Reaktivextrusions- und ein Co-Extrusionsprozess untersucht.
Die Zugfestigkeit von Polypropylen kann durch eine starke Orientierung der Molekülketten signifikant erhöht werden. Der dafür nötige Verstreckungsprozess ist die Basis für die Verbesserung der mechanischen Eigenschaften. In einem ersten Schritt wurden verschiedene PP-Typen auf deren Verstreckbarkeit untersucht und in der Folge mit makroskopischen und nanoskaligen Füllstoffen ausgerüstet, um so die Zugfestigkeit und den Elastizitätsmodul zu steigern. Im zweiten Schritt wurde der Einfluss von mehreren aufeinander folgenden Verstreckungsstufen auf die mechanischen Eigenschaften untersucht.
Die hohe chemische Stabilität von PP verhindert eine gute Adhäsion zu Beton. Folglich wurde die natürliche Adhäsion von verschiedenen Polymeren zu Beton untersucht, um mögliche andere Polymere als Additive zur Adhäsionsverbesserung zu identifizieren. Der Unterschied in der Polarität zwischen Beton und PP ist sehr hoch, weshalb der Einfluss einer Hydrophilierung von PP auf die Adhäsion zu Beton durch Van der Waals Kräfte und Wasserstoffbrückenbindungen analysiert wurde. Dies berücksichtigend konnte ein Reaktivextrusionsprozess mit einem Vinylsilan entwickelt werden, der eine kovalente Bindung von PP zu Beton ermöglicht.
Um eine optimierte PP-Faser zur Bewährung von Beton zu erhalten, mussten die zuvor erlangten Erkenntnisse hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften und der Adhäsion zu Beton in einer Faser vereint werden. Diesbezüglich wurde einerseits die Reaktivextrusion mit Füllstoffen und einem angepassten Verstreckungsprozess optimiert. Andererseits wurden verschiedene Materialien in einem Co-Extrusionsprozess kombiniert. ,Eine wichtige Erkenntnis besteht darin, dass eine Faser mit einer Verbundaußenschicht aus silanisiertem PP und Holzfasern in Kombination mit einem optimierten Verstreckungsprozess, eine signifikante Verbesserung der mechanischen Eigenschaften und der Adhäsion zu Beton erzielt.
Zur differenzierten Beurteilung der Ergebnisse wurde ein spezieller Testaufbau basierend auf einem Einzelfaserauszugstest entwickelt, der die verschiedenen Adhäsionsmechanismen einer modifizierten PP-Faser zu Beton unterscheiden kann und dadurch wiederum eine Modifizierung der Faser speziell auf einzelne Adhäsionsmechanismen ermöglicht.
Zusammenfassend konnten mit dieser Arbeit mehrere Lösungsansätze aufgezeigt werden, wie eine alternative Bewehrungsfaser für Beton aus Polypropylen hergestellt werden kann.
Die Dynamiksteigerung des Stromregelkreises durch den Einsatz von Leistungshalbleitern großer Bandlückenenergie kann nicht in den Drehzahlregelkreis von Servoantrieben übertragen werden. Grund sind mechanische Eigenschwingungen des Servomotors. Basierend auf Messungen der strukturmechanischen Eigenschaften von Servomotoren wird ein allgemeingültiges Modell abgeleitet. Der Einfluss der Schwingungen auf die Bandbreite von Servoantrieben wird systematisch untersucht und durch Messungen verifiziert.
Gemeinsam anders: Wir sind vielfältig - was machen wir jetzt? Startklar Akademie, Freilassing
(2023)
Väter in den Frühen Hilfen – Konzeptuelle Überlegungen in einem interdisziplinären Handlungsfeld
(2023)
Moderne Prozesstechnologien als strategisches Element in der Transformation hin zur Bioökonomie
(2023)
Effiziente Prozesse, die die Dekarbonisierung und Defossilisierung vorantreiben, bilden die zentralen Herausforderungen auf dem Weg zur Transformation unserer Lebens- und Wirtschaftsweise. Das komplementäre Wirken beider Ansätze ist entscheidend für die Reduktion negativer Umweltwirkungen, Ressourcen- und Energieverbräuche. Daher ist eine integrative Betrachtung der verfahrenstechnischen Optimierung aus der Perspektive der Bioökonomie und der Kreislaufwirtschaft unerlässlich.
Eine bioökonomische, kreislauforientierte Wirtschaftsweise beinhaltet die Abkehr von der Nutzung fossiler hin zur nachhaltigen Nutzung nachwachsender Rohstoffe. Das beinhaltet zugleich eine Transformation hin zur effizienten Verwendung von Primär- und Sekundärmaterialien. Ressourcenschonende Produktprogramme, der Einsatz nachwachsender und kreislauffähiger Materialien sind unabdingbar. Moderne Prozesstechnologien spielen dabei eine entscheidende Rolle. Die stetige Reduktion negativer Umweltwirkungen, des Energieeintrags sowie des Ressourcenverbrauchs erfordert ein konsequentes Monitoring der Prozessparameter in der Produktion. Dies ist die Basis für eine intelligente Beeinflussung der Produktionsparameter. Ziel ist es, mit Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI) Prozesse unter Berücksichtigung verschiedener Randbedingungen (Constraints) technisch und technologisch zu optimieren (Constraint-Statisfaction-Problem).
Durch die voranschreitende Digitalisierung in allen Bereichen der industriellen Produktion und den Einsatz moderner KI-Verfahren – auch im Bereich der Holzbe- und -verarbeitung - wird es möglich, verbesserungswürdige Prozessschritte zu identifizieren, an den Prozessen selbst intelligent zu lernen und schließlich produktspezifisch optimierte Prozesskenn- und Prozessregelgrößen zu generieren und bereitzustellen. Maßnahmen zur Verbesserung der Energie- und Ressourceneffizienz müssen dabei im Vordergrund stehen.
Biogene Rohstoffe sind zwar erneuerbar, aber in ihrer Verfügbarkeit, z. B. durch Wachstumsraten und Anbauflächen, begrenzt. Neue Prozesstechnologien bilden wesentliche Grundlagen, um erhebliche Potenziale zur effizienten Ressourcennutzung, zur gezielten Beeinflussung unvermeidbarer Umweltwirkungen und zur Kreislauffähigkeit biobasierter Produkte zu schließen. Der Vortrag gibt einen Überblick, inwieweit die Belange der Bioökonomie und Kreislaufwirtschaft in den aktuellen Prozesstechnologien der Holzindustrie bereits umgesetzt sind. Darauf aufbauend werden die notwendigen Schritte zur Entwicklung angepasster Prozesstechnologien als strategische Elemente der notwendigen Transformation hin zu einer bioökonomischen Wirtschaftsweise im Bereich der Holzindustrie abgeleitet.
Die holzbasierte Bioökonomie ist eine wichtige Säule der Bioökonomie, die sich mit der nachhaltigen Nutzung biologischer Ressourcen befasst. Holz ist auf das Volumen bezogen die wichtigste biobasierte Ressource, die eine vielfältige Verwendung hat. Die Themen, mit denen sich Forschungen zur holzbasierten Bioökonomie beschäftigen sind vielfältig und erfuhren über die letzten Jahre hinweg eine deutliche Veränderung. Ausgehend von der Betrachtung der Nutzung nachwachsender Rohstoffe zur Erzeugung von Bioenergie wurden in den darauffolgenden Jahren, die Themen vielfältiger. So gewannen zwischen 2013 mehr Themen wie Politik, Modellierung, Nanocelluose, Bioökonomie, Lignin, Cellulose, Bioraffinerie, Hemicellulose neben Bioenergie an Bedeutung.
Die Forschung in der holzbasierten Bioökonomie ist eine Notwendigkeit, um eine nachhaltige Rohstoffproduktion sicherzustellen, langfristig nutzbare Verfahren und Produkte zu entwickeln und damit die Transformation hin zu einer biobasierten Lebens- und Wirtschaftsweise zu beschleunigen. Forschung kann dazu beitragen, neue Technologien, Verfahren und Produkte zu entwickeln. Die Forschung in der holzbasierten Bioökonomie ist auch aus wirtschaftlicher Sicht von Bedeutung, da sie die Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen in der Forst- und Holzwirtschaft stärkt und neue Geschäftsmöglichkeiten eröffnet. Ebenso ist die Forschung zur erfolgreichen Umsetzung der holzbasierten Bioökonomie notwendig, um neues Wissen und Erkenntnisse zu erlangen. Dies gilt besonders für die Einbindung verschiedener Stakeholder und damit die Akzeptanz der holzbasierten Bioökonomie in unserer Gesellschaft zu erhöhen.
Alle unterschiedlichen Bereiche, Akteure und Produkte innerhalb der Wertschöpfungskette Forst und Holz sind in der holzbasierten Bioökonomie von großer Bedeutung. Sie sind eng miteinander verflochten und können sich gegenseitig beeinflussen und ergänzen. Die Forschung der holzbasierten Bioökonomie muss daher international und interdisziplinär sein sowie sich aus verschiedenen wissenschaftlichen und technischen Disziplinen zusammensetzen. Grundlegend dabei ist, Wertschöpfungsketten ganzheitlich im Kreislauf zu denken und dabei alle drei Dimensionen der Nachhaltigkeit (Ökonomie, Ökologie, Soziologie) gleichwertig und integrativ in der Gestaltung zu beachten. Insgesamt hat die Forschung in der holzbasierten Bioökonomie das Potenzial, die Forst- und Holzwirtschaft nachhaltiger
und produktiver zu gestalten, indem biobasierte Alternativen zu fossilen Rohstoffen entwickelt werden. Sie trägt zu einer nachhaltigeren und umweltfreundlicheren Nutzung von Holz als Ressource bei und leistet damit einen wichtigen Beitrag zur Erreichung der Nachhaltigkeitsziele der Vereinten Nationen.
Der weltweite Ressourcenverbrauch nimmt seit Jahren zu. Das Überschreiten der planetaren Grenzen hat gravierende Umweltauswirkungen zur Folge. Die Bioökonomie fordert daher einen Wandeln unserer Lebens- und Wirtschaftsweise ein. Ein ressourcensparendes Produktprogram, der Einsatz nachwachsender und kreislauffähiger Materialien ist unabdingbar. Der Prozesstechnologie kommt hier eine entscheidende Rolle zu. Die stete Reduzierung schädlicher Umweltwirkungen von Produkten erfordert ein konsequentes Monitoring der Prozessparameter. Dies ermöglicht verbesserungswürdige Prozessschritte zu identifizieren und zugleich produktspezifische Prozesskenngrößen bereitzustellen, die es zur Erstellung sogenannter Environmental Product Declarations (EPDs) bedarf. EPDs fassen produktspezifische Umweltwirkungen auf Basis von Ökobilanzen sowie funktionale und technische Charakteristika zusammen. So bilden EPDs eine wichtige Grundlage für die Nachhaltigkeitsbewertung von holzbasierten Produkten, wie Baustoffen.
Unter dem Titel „Gamification trifft Hybride Lehre“ wurde im Sommersemester 2023 ein Lehrprojekt im Fach Statistik des Studiengangs Wirtschaftsmathematik-Aktuarwissenschaften der Technischen Hochschule Rosenheim durchgeführt. Unterschiedliche hybrid-synchrone Lernsettings wurden in einem technisch entsprechend ausgestatteten Lehr-Experimentierraum mit den Studierenden erprobt. Als Ansatz zur Vor- und Nachbereitung der hybriden Lehre kam Gamification bzw. Gameful Motivation zum Einsatz.
Im Lehrprojektteam mit Stefanie Neumaier wurde die hybride Lehre mittels der sog. EMPAMOS-Methode vorbereitet und reflektiert. Dabei ging es nicht darum, den spielfremden Kontext (die hybride Lehre) in ein Spiel zu verwandeln, sondern Spielelemente zur Zielerreichung einzusetzen. Die Auseinandersetzung mit hybriden Formaten wird dabei für Studierende und Lehrende als ein Zukunftsthema gesehen, nicht zuletzt für den Erwerb von Future Skills in einer Arbeitswelt, in der sich hybride Kollaboration etabliert.
Im Rahmen des Wettbewerbs Solar Decathlon Europe 2021/22, der auf Gebäudelösungen für urbane Bestandsquartiere der Zukunft fokussierte, entwickelte das Team der TH Rosenheim anhand eines Mustergebäudes ein exzellentes Konzept für zukunftsfähige Bestandsgebäude, das zahlreiche energie- und ressourcenschonende TGA-Elemente einschließt.
Posterpräsentation am Tag der digitalen Lehre an der Universität Regensburg (26.09.2023 - 27.09.2023)
Im Bachelorstudium Wirtschaftsingenieurwesen an der Technischen Hochschule Rosenheim durchlaufen die Studierenden ab dem ersten Semester miteinander verzahnte und aufeinander aufbauende Inhalte, die sich an den Problemstellungen eines fiktiven Unternehmens orientieren. Dabei ziehen sich die praxisnahen Inhalte der „Rosenheimer Mobility Werke“ wie ein roter Faden durch das gesamte Studium.
Die Reinraumtechnik zielt darauf ab, mit gerichteten partikelfreien Luftströmungen die im Reinraum stattfindenden Prozesse vor Fremdeinflüssen zu schützen. Die Spritzgussproduktion stellt die Reinraumtechnik dabei vor besondere Herausforderungen. Im Bereich des Spritzgusswerkzeugs können aufgrund des relativ hohen Temperaturunterschieds zur Reinraumluft Kamineffekte auftreten, die der Reinraumströmung entgegen wirken. Im Folgenden wird deshalb der thermische Einfluss eines Spritzgusswerkzeugs exemplarisch bei unterschiedlichen Temperaturen untersucht. Dazu werden Strömungsvisualisierungen mittels Nebel und Schlierenfotografie sowie Strömungssimulationen genutzt. Bereits relativ
niedrige Werkzeugtemperaturen von 40 °C reichten aus, um einen Kamineffekt im
Werkzeugbereich entstehen zu lassen, der die Reinraumströmung ungünstig beeinflusst. Erst durch den Einsatz einer Filter-Fan-Unit über dem kritischen Werkzeugbereich konnte die Luftströmung auch bei höheren Werkzeugtemperaturen kontrolliert werden.
Reinräume finden in der Spritzgießtechnik in immer mehr Anwendungen ihre Berechtigung. Dabei gibt es verschiedene Möglichkeiten, eine Spritzgießmaschine in einen Reinraum zu integrieren. Schon die bloße Anwesenheit der Spritzgießmaschine beeinflusst die Reinraumströmung signifikant. Dieser Effekt wird bei hohen Werkzeugtemperaturen durch einen Kamineffekt zusätzlich verstärkt. Abhilfe schaffen hier Filter-Fan-Units über dem Werkzeugbereich.
Mit steigender Nachfrage nach energieeffizienten Verkehrsmitteln hat sich die Nachfrage nach Leichtbaukomponenten stetig verstärkt. Faserverstärkte thermo-plastische Kunststoffe substituieren zunehmend metallische Komponenten. (sog. Organobleche) erfüllen nicht nur die steigenden Anforderungen an Leichtbau, sondern auch an die Wirtschaftlichkeit von Produktionsprozessen, sowie an die Designfreiheit einzelner Bauteile. Das Hybrid-Spritzguss-Verfahren in Verbindung mit Organoblechen hat sich daher in den vergangenen Jahren für die Herstellung von Funktionsbauteilen und Leichtbaustrukturen durchgesetzt.
Der Vortrag befasst sich mit der werkstofflichen Rezyklierbarkeit von endlosglasfa-serverstärkten thermoplastischen Kunststoffen (Organobleche). Sortenreine Indust-rieabfälle werden dabei in einem Closed-Loop-Recyclingprozess zum Anspritzen von Funktionselementen in einem Serienbauteils genutzt. Dabei wurden verschie-dene Zerkleinerungsverfahren für die Verschnitte und die direkte Verarbeitung des Mahlguts im Spritzguß untersucht. Anhand von mechanischen Untersuchungen wurden die Materialeigenschaften der Rezyklate mit denen der Neuware verglichen. Darüber hinaus werden der Faserlängenabbau durch den Spritzgussprozess und der Einfluss des Wasserstrahlschneidens auf die mechanischen Eigenschaften des Faserverbundes untersucht. Die Untersuchungen wurden mit einer Ökobilanz vervollständigt.
Bei der Planung von Produktionsumgebungen, insbesondere in der Reinraumtechnik, spielt die erwartete Kühllast eine entscheidende Rolle bei der Auslegung der Anlagen. Aufgrund unzureichender Datenbasis werden Klimaanlagen oft nur mit groben Schät-zungen dimensioniert. Um einen reibungslosen Betrieb zu gewährleisten, sind konser-vative Schätzungen und Sicherheitsfaktoren unerlässlich. Allerdings führen diese Maßnahmen oft zu überdimensionierten Anlagen, die weit außerhalb des energeti-schen Optimums operieren und somit den Energieverbrauch unnötig in die Höhe trei-ben. Im Folgenden soll deshalb eine Möglichkeit betrachtet werden, um die im Betrieb anfallende Abwärme von Spritzgussmaschinen quantifizieren zu können.
Es wird eine Massenstrombilanz der Spritzgussmaschine einschließlich Temperierung und Automatisierung erstellt. Darauf aufbauend wird eine detaillierte Energiebilanz ab-geleitet. Hierbei wird das Gesamtsystem in die Bestandteile Spritzgussmaschine (ein-schließlich Antriebe, Steuerung und Plastifiziereinheit), Spritzgusswerkzeug, Temperiergerät und Automatisierung geteilt. Da die Wärmeverluste nicht direkt gemes-sen werden können, werden diese bilanziell auf Basis der Energiebilanz bestimmt. Dazu werden die restlichen Bilanzgrößen durch detaillierte Messungen bestimmt. Da neben der Abwärme weitere Energieströme nicht durch Messungen erfasst werden können sind teilweise Näherungsrechnungen notwendig. Die Abwärme wird exempla-risch an einer hydraulischen und einer elektrischen Spritzgussmaschine bestimmt. Auf dieser Datenbasis werden Vereinfachungen abgeleitet, um die Abwärme ähnlicher Spritzgussmaschinen gezielter abschätzen zu können.
Cellulosefaserverstärktes Polypropylen – Eigenschaftsbeeinflussung durch die Schmelzeaufbereitung
(2023)
Verarbeitungstemperaturen, Verweilzeit und Scherkräfte sind entscheidend, um die strukturelle Integrität von cellulosebasierten Fasern zu gewährleisten.
In dieser Studie wurden die Einflüsse durch die Schmelzeaufbereitung eines cellulosefaserverstärkten Polypropylens auf die Faser und den Faserverbund untersucht. Die Schmelze wurde in einem Plastographen mit verschiedenen Rotordrehzahlen, Schmelzetemperaturen und Verweilzeiten aufbereitet. Um die Auswirkung der Einspeisungsmethode auf den Faserabbau zu analysieren, wurden die Fasern entweder direkt der thermoplastischen Schmelze oder zusammen mit dem Kunststoffgranulat dem Plastographen zugeführt. Die Zugabe der Fasern in die Schmelze geht mit einer erhöhten thermischen und verminderten mechanischen Belastung der Fasern einher.
Bei der Prüfung der mechanischen Eigenschaften der verschieden aufbereiteten Compounds zeigten sich signifikante Unterschiede. Wurden die Fasern direkt der Schmelze hinzugefügt, so führte dies zu einer deutlich reduzierten Zugfestigkeit. Optische Unterschiede in den Schliffbildern der spritzgegossenen Prüfstäbe sowie in den Faserlängen nach Compoundierung konnten nicht festgestellt werden. Die verminderte Festigkeit wird folglich auf die unterschiedliche thermische Belastung der Faser während der Verarbeitung zurückgeführt.
Die Gesundheitswirtschaft ist im hohen Maße von Technisierung und Digitalisierung betroffen, welche neue Kompetenzen bei den verantwortlichen Akteur:innen erfordert. Die Fähigkeiten, die für den professionellen Umgang mit diesen Entwicklungspro zessen relevant sind, werden in der Literatur mit verschiedenen Begriffen umschrieben: Inhalte wie Technik, Digitalität, Medien, Informatik, Computer oder Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) werden mit Fähigkeiten und Fertigkeiten re präsentierenden Begriffen wie Kompetenzen, Literacy oder Skills verknüpft. Deutlich wird bisher jedoch nicht, welche spezifi schen Fähigkeiten die im Diskurs geforderten Konstrukte jeweils adressieren, worin sie sich unterscheiden und welchen Beitrag sie zum Ziel beruflicher Handlungskompetenz leisten.
Gebäuden haben einen Anteil von 40% am deutschen Gesamtenergiebedarf und sind damit eine entscheidende Stellschraube beim Erreichen der Klimaziele. Der Energiebedarf von Gebäuden wird von der Gebäudehülle und der Gebäudetechnik bestimmt. Ein Großteil der Gebäudetechnik wird nicht in optimaler Weise betrieben. So können durch die Analyse des Gebäudes im Rahmen eines technischen Monitorings und anschließender Optimierung, Energieeinsparungen im Bereich von 5% bis 30% erzielt werden. Mit der Optimierung der Gebäudetechnik kann der Energiebedarf von Gebäuden ohne zusätzlichen Ressourcenaufwand reduziert werden. Jedoch ist die Implementierung eines technischen Monitorings in Gebäuden aufwändig und wird daher, trotz des möglichen Einsparpotentials, in nur wenigen Gebäuden umgesetzt.
Um die Verbreitung von technischem Monitoring, und damit die Analysemöglichkeiten von Gebäuden, voranzutreiben, wurde im Projekt EnOB: InSitu Nachweisverfahren erforscht, wie mit geringem Aufwand Rückschlüsse auf den Zustand von Gebäude getroffen werden können. Hierfür wurde untersucht welche Parameter gemessen werden müssen um aus einem einfachen Basismonitoring, das üblicherweise in situ stattfindet, Aussagen zur Gebäudequalität, Anlagenqualität und Nutzerverhalten treffen zu können. Der Schwerpunkt der Untersuchungen im Projekt wurde zum einen auf Untersuchungen zur Detektierung der Anwesenheit von Personen in Räumen gelegt, als auch auf die automatische Fehlererkennung von Anlagenfehlern. Dabei war ein maßgeblicher Arbeitsaufwand die Entwicklung geeigneter Versuchsreihen und die Aufbereitung der Daten. Für die Umsetzung wurden Messungen in einer Forschungswohnung, als auch im Labor für intelligente Gebäudetechnik, kurz LiGT, erzeugt. Im Rahmen des Projekts wurde das LiGT umgebaut und mit entsprechender Mess- und Gebäudetechnik ausgestattet. Für die Analysen der Daten wurden Methoden des Maschinellen Lernens und der Statistik, wie zum Beispiel Random Forest und LASSO, eingesetzt. Für die Erkennung der Anwesenheit sind drei Messreihen durchgeführt worden. Darunter ein Versuch mit zwei realen Personen, ein Versuch mit fünf künstlichen Nutzern und ein weiterer Versuch mit der Kombination von Simulations- und Messdaten. Um das Ziel der kostengünstigen Analyse zu erreichen, sollten ohnehin in Gebäuden verfügbare Raumklimasensoren verwendet werden. Die Analyse erfolgte daher auf Raumebene. Unter der Verwendung von CO2-, Temperatur-, Feuchtesensoren in den Innenräumen und Solarstrahlungs- und Temperatursensoren im Außenbereich konnte die Personenanzahl im Raum mit hoher Genauigkeit bestimmt werden. Für die Anwesenheit von bis zu fünf Personen wurde eine Trefferquote von 86,5% und für den Versuch mittels Simulationen eine Sensitivität von mindestens 83% und eine Spezifität von mindestens 97% erzielt.
Für die automatische Fehlererkennung wurden zwei unterschiedliche Ansätze untersucht. Beim ersten Ansatz, welcher auch im Rahmen des Annex 71 vorgeschlagen wurde, wurde ein statistisches Modell mit Messdaten aus einem fehlerfreien Zeitraum trainiert. Mithilfe diesem Modells werden Abweichungen vom fehlerfreien Zustand identifiziert. Dazu wurden Simulationen der Zwillingshäuser am Fraunhofer Institut für Bauphysik in Holzkirchen verwendet anhand welcher die entwickelte Methoden getestet wurde. Mit dem Ansatz konnte fehlerbehaftete Zeiträume identifiziert werden, jedoch nicht die Art des Fehlers. Im zweiten Ansatz wurden die Fehler selbst simuliert und als Trainingsdaten für die statistischen Modelle verwendet. Zur Validierung des Verfahrens wurden Daten eines realen Gebäudes analysiert. Zur Generierung der Messdaten wurden im LiGT Messungen durchgeführt. Hierbei wurden zu unterschiedlichen Zeitpunkten drei unterschiedliche Fehler künstlich herbeigeführt. Die Qualität der Fehlererkennung ist dabei maßgeblich von der Qualität der Simulation und der Art des Fehlers abhängig. Im Projekt wurden sowohl Methoden zur Anwesenheitserkennung, als auch zur automatisierten Fehlererkennung von Anlagen entwickelt. Diese Erkenntnisse können in einem Basismonitoring zur Untersuchung von Gebäudequalität, Anlagenqualität und Nutzerverhalten verwendet werden. Automatisierte Methoden haben in Zukunft einen wesentlichen Einfluss auf den Erfolg und die Anwendbarkeit von technischem Monitoring.
Aufgrund ihres Leichtbaupotentials und der vorteilhaften Ökobilanz werden thermoplastische Hybridverbunde mit Naturfaserverstärkung (z. B. Flachs, Hanf und Kenaf) seit langem in der Au-tomobilindustrie eingesetzt. Holzfasern (z. B. Fichte) wurden in diesem Zusammenhang bisher nicht untersucht. Die mechanischen Eigenschaften von Holzfasern sind vergleichbar mit Naturfa-sern. Darüber hinaus bieten Holzfasern Vorzüge wie lokale Verfügbarkeit und eine vorteilhafte Ökobilanz. Bei Hybridverbunden kann zudem die gleiche Holzfaser sowohl im Anspritzmaterial als auch in flächigen Halbzeugen als Verstärkungsfaser genutzt werden. So wird ein unnötiger Materialmix vermieden.
Im Rahmen dieser Arbeit werden thermoplastische Faserverbundkunststoffe mit Holzfasern un-tersucht. Hierzu werden Fichtefasern über ein thermo-mechanisches Aufschlussverfahren im La-bormaßstab hergestellt. Diese Fichtefasern werden einerseits über einen Spritzgusscompounder mit Polypropylen und Haftvermittler direkt compoundiert, andererseits werden sie mit Polypro-pylenfasern über ein Airlay-Verfahren zu einem Vlies gelegt. Bei der direkten einstufigen Com-poundierung werden verschiedene Holzfaseranteile von bis zu 30 Gew.-% untersucht. Mit einem steigenden Holzfaseranteil wurde eine Erhöhung der Zugeigenschaften, der Viskosität und der Dichte festgestellt. Die Holzfasern haben somit eine Verstärkungswirkung. Die Kerbschlagzähig-keit bleibt bei steigendem Holzfaseranteil im Rahmen der Standardabweichung konstant, ist je-doch im Vergleich zum unveränderten Grundpolymer geringer.
Eine charakteristische Eigenschaft von direkt angespritzten Strukturen bei Hybridverbunden ist die Verbundhaftung. Im Rahmen dieser Arbeit wird die Verbundfestigkeit von angespritzten Rip-pen aus Polypropylen und Fichtefasern mit verschiedenen Vliesstoffen verglichen. Die Vliese be-stehen aus Holzfasern (Fichte) oder alternativ aus Naturfasern (Kenaf und Hanf), jeweils mit einer Polypropylenmatrix. Im Kopf-Zug-Versuch zeigt sich, dass die Kerntemperatur der Vliese und die Rippengeometrie einen signifikanten Einfluss auf die Verbundhaftung haben. Ein Direkt-Com-pound und ein Wood-Plastic-Composite als Anspritzmaterial unterscheiden sich hinsichtlich der Verbundhaftung nicht signifikant voneinander. Natur- und Holzfaser-Hybridverbunde weisen vergleichbare Tendenzen in der Verbundfestigkeit und Mechanik auf. Weitere Tests mit Compu-tertomographie und Durchstoßversuchen bestätigen die Ergebnisse. Holzfaserverstärkte thermo-plastische Hybridverbunde können somit bezüglich ihres mechanischen Verhaltens mit Naturfa-serverbundwerkstoffen konkurrieren und stellen eine geeignete Alternative dar.