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Möglichkeiten und Grenzen eines forcierten Einsatzes von biobasierten Produkten in Österreich. Analyse von Substitutionspotentialen sowie deren Auswirkungen und Erfordernisse

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[Quelle: https://nachhaltigwirtschaften.at]

Die umfassende und exzessive Nutzung fossiler und nicht erneuerbarer Ressourcen hat vor allem in den Industrienationen lange Zeit für ein kontinuierliches wirtschaftliches Wachstum gesorgt. Heute allerdings stellt diese Handlungsweise die Weltgemeinschaft vor große Herausforderungen, die im 21. Jahrhundert gelöst werden müssen – seien es der Klimawandel, die globale Umweltverschmutzung oder die allgemeine Verknappung der Ressourcen. Speziell die EU-Mitgliedstaaten liefern sich aufgrund ihrer hohen Rohstoffimportabhängigkeit (z. B. betreffend Erdöl und Erdgas) der immer stärkeren Konkurrenz auf dem Weltmarkt aus. Mit ressourceneffizienter und nachhaltiger Nutzung biogener Rohstoffe gibt es für die Wirtschaft vielfältig nutzbare Alternativen. Nachhaltigen Industriekonzepten wird zur Lösung eingangs genannter Herausforderungen eine entscheidende Rolle zugesprochen, die biobasierte Industrie wird hierbei ein wesentlicher Wirtschaftsfaktor sein. Diese ermöglicht die Umwandlung (Konversion) nachwachsender Rohstoffe in hochwertige Produkte und erzeugt so zusätzlichen Mehrwert. Die zielgerichtete Forschung und Entwicklung für den Ausbau der biobasierten Industrie gewährleistet Wertschöpfung im nationalen und europäischen Raum und somit realen Mehrwert für die regionale und lokale Nutzung der Rohstoffe und den Einsatz heimischer Fach- und Arbeitskräfte. Aber auch biogene Ressourcen sind nicht unbegrenzt verfügbar. Daher ist es sowohl aus ökologischen als auch aus ökonomischen Gründen notwendig, Biomasse möglichst vollständig zu verwerten, beziehungsweise Konzepte zu entwickeln, die eine ressourceneffiziente Nutzung berücksichtigen und höhere Wertschöpfung erzielen. Zugleich soll eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft unterstützt werden, welche - neben der kaskadischen Nutzung - auf die Rückführung von biogenem Material in den Produktionskreislauf und die Verwertung von Reststoffen abzielt. Der vorliegende Bericht dokumentiert mögliche Herausforderungen sowie vorhandenen Forschungsbedarf einer zentralen Fragestellung im Themenbereich "Biobased Industry" der FTI Initiative "Produktion der Zukunft" des Bundesministeriums für Verkehr, Innovation und Technologie (BMVIT).

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Forschungsberichte

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Weitere Informationen rund um das Thema Bauforschung finden Sie in unserem
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Claudia Lüling, Iva Richter
3dTEX - Textiles Leichtwandelement. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3041
2018, 145 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Vorfertigung und Leichtbau sind im Bauwesen wie in der Automobil- und Luftfahrtindustrie essentiell zur Steigerung von Qualität und Nachhaltigkeit. Im Gegensatz zum klassischen textilen Leichtbau zeigt 3dTEX, wie durch den Transfer dreidimensionaler textiler Herstelltechnologien und im Zusammenspiel mit Verfahrenstechniken wie Schäumen, textile Wandelemente mit integrierter Trag- und Dämmstruktur entstehen. Im Fokus stehen sogenannte Abstandstextilien, d.h. mehrlagige, untereinander verbundene Textilflächen, die zur Herstellung von Leichtwandelementen verwendet werden sollen. Abstandstextilien sind in einem Arbeitsgang gefertigte Gewebe oder Gewirke, deren Flächen untereinander durch eingewebte Polfäden in definierter Distanz verbunden sind.

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Elke Haase, Ralph Krause, Sybille Krzywinski, Bernd Landgraf, Ralf Rogge, Hannes Rosenbaum, Frank Simon, Philipp Zimmermann
Entwicklung eines strahlungsadaptiven Markisengewebes mit erhöhter Durchsichtigkeit bei gleichzeitig erhöhten Blend- und Wärmeschutzeigenschaften für Senkrechtmarkisen an Nichtwohngebäuden. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3094
2018, 131 S., 94 Abb. u. 67 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Markisen sind windstabil und schmutzabweisend, doch diesen Vorteilen stehen Nachteile bei der Verstellbarkeit gegenüber. Für die Nutzung sind die Eigenschaften "Lichttransmission" und "Verschattungsgrad" sowie die "Durchsicht nach außen" wesentlich. Diese Eigenschaften sind von der Gewebestruktur abhängig und nicht veränderbar. Ein hohes Maß an Transparenz reduziert den Kunstlichtbedarf und verstärkt den Wärmeeintrag. Dieser ist im Winter gewollt, im Sommer nicht. Zur Lösung dieses Zielkonfliktes soll die Markise auf wechselnde Strahlungsintensität durch Veränderung der Transparenz reagieren. Die Funktionalisierung von schwer modifizierbaren PET-Geweben mit Nanopartikeln, die zuvor eine Modifizierung mit photochromen Farbstoffen erhielten, ist gelungen und reproduzierbar. Auch die Modifikation von PET-Geweben mit photochromen Farbstoffen über dünne Folienschichten war erfolgreich. Die Beeinflussung der wichtigsten Zielgrößen "Lichttransmission" und "Verschattungsgrad" konnte nachgewiesen werden. Das Maß der Beeinflussung erreichte noch nicht die im Forschungsantrag formulierte und für die Praxis notwendige Größenordnung (bisher ca. 50 Prozent erreicht).

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Walter Haase, Thorsten Klaus, Elias Knubben, Fritz Mielert, Stefan Neuhäuser, Fabian Schmid, Werner Sobek
Adaptive mehrlagige textile Gebäudehüllen. Mit Anl. 1. Recherchebericht: Beispiele zur konstruktiven Ausführung mehrlagiger gedämmter Membranbauwerken. Anl. 2. Dokumentation: Simulationstool für mehrlagige Aufbauten
Enthält CD mit Programm "Simulation mehrlagiger Hüllaufbauten" (Bestandteil nur bei der gedruckten Version).
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 2798
2011, 297 S., zahlr. Abb. u. Tab.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Ziel des Forschungsvorhabens war die Entwicklung einer modularen, mehrlagigen, textilen Gebäudehülle mit adaptiven Eigenschaften. Die zu entwickelnden Systeme sollten umsetzbar sein als vorgespannte Membranstrukturen, aber auch als Ersatz für herkömmliche Wand- und Deckenaufbauten im Hochbau. Eine solche Hülle sollte fähig sein, sich an verändernde Umgebungsbedingungen und Nutzungsanforderungen unter Verwendung eines minimalen Materialeinsatzes anzupassen. Diese Funktionalität sollte durch den Einsatz neuer Materialien, Beschichtungen und durch die Entwicklung sinnvoller Lagenaufbauten erreicht werden. Durch den Einsatz und die Kombination effektiver Materialien galt es, effiziente System für den Einsatz als zukünftige Hüllenelemente zu entwerfen und in Musteraufbauten umzusetzen. Die am Institut durchgeführten Untersuchungen und Experimente haben grundsätzliche Möglichkeiten zum Aufbau von sinnvollen, klimatechnisch hochwertigen, mehrlagigen, textilen Gebäudehüllen unter Maßgabe der definierten Ziele aufgezeigt. Dies konnte insbesondere mit Hilfe der im Forschungsprojekt entworfenen, gebauten und verifizierten Messanlage zur Bewertung von Wärmedurchgangseigenschaften in mehrlagigen textilen Hüllen und der Simulationssoftware für Wärmeleitungs- und Wärmestrahlungsvorgänge demonstriert werden. Mit diesen, durch verschiedene Referenzmaterialien validierten Mess- und Simulationstechniken entstanden am Institut fundamentale Voraussetzungen für die konzeptionelle Erstellung von Hüllenaufbauten und deren Bewertung. Im Rahmen des Validierungsprozesses wurde die Sensibilität der Berechnung der Wärmedurchgangsvorgänge - insbesondere im Vergleich von Messung und Simulation - bezüglich der Festlegung der Umgebungsbedingungen und damit des Wärmeübergangswiderstands deutlich. Auch die Wichtigkeit einer genauen Ermittlung der radiometrischen Kennwerte der Transmission, Reflektion und Absorption der eingesetzten Materialien im solaren und dem infraroten Strahlungsspektrum wurde offenbar. Charakteristische Werte in diesem Berei

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Hartmut Schröder
Ermittlung des Einflusses der alkalischen Hydrolyse auf die Langzeitbeständigkeit von hochfesten Polyester(PET)-Garnen für Geotextilien. Abschlußbericht
1999, 130 S., Abb.,Tab.,Lit.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Geotextilien werden verstärkt zur Bewehrung von Böden bei Straßen, Bahndämmen und steilen Böschungen eingesetzt. Geotextilien auf Basis von Polyester-(PET)-Fasern werden für diese Zwecke vielfach verwendet. Im Vergleich zu den Geotextilien aus Polyolefinen wie Polypropylen (PP) und Polyethylen (PE) sind insbesondere das Kriechverhalten und der Zugmodul sehr günstig. In dieser statischen Bewehrungsfunktion sind jedoch Sicherheitsüberlegungen von großer Bedeutung, da die Lebensdauer der Materialien kompatibel mit der Funktionsdauer der Bauwerke sein muß. Bei Geotextilien auf Basis von Polyestern sind hydrolytische Vorgänge am Polymer selbst maßgeblich. Da Polyestergeotextilien in der Regel aus Multifilament-Garnen bestehen, deren Einzelfilamente Durchmesser im Bereich von 20 mym besitzen, steht für die Wechselwirkung mit dem Bodenwasser eine große Austauschfläche zur Verfügung. Da die alkalische Hydrolyse eine Oberflächenreaktion ist, die bei geeigneten Bedingungen sehr rasch ablaufen kann, ist das Langzeitverhalten der Fasern in alkalischen Böden von besonderem Interesse. Es wurde der Frage nachgegangen, ob alkalisch reagierende Mineralien durch Auslösen der alkalischen Hydrolyse im benetzten Bereich von PET-Fasern die Funktionsdauer von PET-Geotextilien entscheidend bestimmen. Dazu besteht jedoch bei Anwendern, der Bauaufsicht und maßgeblichen Herstellern keine einheitliche Auffassung.

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Wilfried Muth
Dränung erdberührter Bauteile. Verhalten von Vliesen gegen Einschlämmen
Bau- und Wohnforschung
1992, 108 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurde die Durchlässigkeit von Vliesen in Bezug auf ihr Filterverhalten untersucht. Es war zu ermitteln, ob Erdstoff in den Vliesen angelagert wird oder durchwandert und wie sich die zugehörige Wasserdurchlässigkeit ändert. Als Kriterium wurde die Durchlässigkeit in Abhängigkeit von der Einbauzeit aufgetragen. Dabei war zu ermitteln, ob nach einer bestimmten Einbauzeit eine Stabilisierung eingetreten war oder ob die Wasserdurchlässigkeit weiter abnimmt und damit die Stabilisierung fraglich ist. Weiterhin war zu klären, ob die Abnahme der Durchlässigkeit relativ schnell erfolgt - also nach wenigen Wochen oder Monaten - oder ob dies über einen längeren Zeitraum geschieht. (-y-)

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Zeitschriftenartikel

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Wiemer, Hajo; Zierold, Konrad; Panzer, Jan; Ihlenfeldt, Steffen; Curbach, Manfred; Cherif, Chokri
Datengetriebene Methoden zur Qualitätssicherung für Produkte aus Carbonbeton
Bauingenieur, 2020

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Holz, Karoline; Curbach, Manfred
Zugtragverhalten von Carbonbeton unter Hochtemperaturbeanspruchung
Beton- und Stahlbetonbau, 2020

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Häußler-Combe, Ulrich; Weselek, Jörg
Ermittlung von Teilsicherheitsbeiwerten bei Carbonbeton
Beton- und Stahlbetonbau, 2020

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Driessen-Ohlenforst, Carla; Faulhaber, Armin; Raupach, Michael
SMART-DECK: Monitoring des Feuchtegehaltes und kathodischer Korrosionsschutz des Bewehrungsstahles in Brückenfahrbahnen durch Zwischenschicht aus Textilbeton
Bauingenieur, 2020

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Adam, Viviane; Will, Norbert; Hegger, Josef
Verstärkung für Fahrbahnplatten von Massivbrücken aus Textilbeton: Versuche zur Realisierung eines Demonstrators
Bauingenieur, 2020

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