Civil engineering, surveying and building Books

Book SynopsisNachhaltigkeit ist das neue Normal. Und doch steht Nachhaltigkeit in der Baubranche noch immer bei der Planung und Umsetzung oft hinter Themen wie Sicherheit, Kosten und Terminen zurück. Aber es ist unbestritten ein Thema, welches gesellschaftlich weiter an Bedeutung gewinnt. Neuer sind Fragen zur Ressourceneffizienz der eingesetzten Baumaterialien und ganz aktuell des Klimaschutzes. Dem Bausektor fällt hier wegen seiner wirtschaftlichen Bedeutung und insbesondere wegen des relevanten Ressourceneinsatzes eine wichtige Rolle zu. Das Buch greift diese Themen aus Sicht von Konstruktiven Ingenieuren, Bauunternehmen und Bauproduktenherstellern auf und fasst den aktuellen Stand der Technik mit konstruktiven Lösungen für das Planen und Bauen übersichtlich zusammen. Eingangs werden Hintergrund und Zielsetzung kurz und prägnant beleuchtet. Im anschließenden Fachteil werden zielgruppengerecht und lösungsorientiert Ansätze und aktuelle Möglichkeiten durch führende Ingenieure und Forscher vorgestellt. Abschließend werden Produkte und Dienstleistungen für Nachhaltigkeit, Ressourceneffizienz und Klimaschutz beim Planen und Bauen präsentiert. Table of ContentsBarbara HendricksGrußwort Strategien für zukunftsfähiges Bauen und Wohnen 7 Teil A Einführung und Hintergrund Lamia Messari-BeckerNachhaltiges Bauen als Routine: Aufgaben für Praxis, Forschung, Lehre und Politik 11 Christine LemaitreLasst uns einfach anfangen! Die globalen Herausforderungen werden nur mit konkretem Handeln gelöst 18 Hans R. PetersAuf Transparenz bauen Von der Notwendigkeit vergleichbarer und verlässlicher Daten 27 Werner SobekBauen für die Welt von morgen 31 Manfred Curbach, Konrad Bergmeister, Peter MarkBaukulturingenieure − Civil Engineering Goes Green 39 Teil B Konstruktive Lösungen Martin PauliZirkuläre Bauwirtschaft – das neue Normal Der Übergang von Energieeffizienz zu Ressourceneffektivität 47 Alex Hückler, Mike SchlaichLeichtbau und der böse Bube Beton 53 Anna BrauneKlimapositiv planen und bauen Gebäude als Triebfeder für konsequenten Klimaschutz 62 Alexander RudolphiGesundes Bauen, Baumaterialien und Innenraumluftqualität 69 Thomas KraubitzTrainer beim Bauen – Nachhaltigkeit planen aus Sicht des Auditors 80 Martin Haas, Lynn MayerAnforderungen der Architektur an Tragwerksplanung, Baufirmen und Hersteller 87 Amandus Samsøe Sattler, Patrick Teuffel, Rijk Blok, Brandon Ross, Delaney McFarlandIm Bestand bauen und Bestand erhalten Die Transformation der Stadt 94 Christoph Motzko, Martin Kessel, Hans-Joachim LinkeUrban Mining – Anwendung im Bereich der gebauten Umwelt 103 Elisabeth EndresRobustes und klimagerechtes Bauen 111 Sebastian Treml, Andreas H. HolmWärmedämmstoffe Energiepolitische Bedeutung – Technische Eigenschaften – Innovationen 118 Thomas LützkendorfRegulieren, harmonisieren, operationalisieren?! Beitrag der Normung bei der Umsetzung von Prinzipien einer nachhaltigen Entwicklung 129 Alexander Röder, Matthias FinkbeinerWas jeder im Bauwesen über Ökobilanzen wissen sollte 136 Tanja BrockmannDigitale Infrastruktur ÖKOBAUDAT 146 Roland Bechmann, Lucio BlandiniDekarbonisierung und Ressourceneffizienz im Bauwesen: Ansätze für den Hochbau aus Forschung und Praxis 148 Georgios Gaganelis, Patrick Forman, Peter MarkStahlbeton optimiert – für ein Mehr an Weniger 159 Jan Kortmann, Wiebke Seifert, Matthias Lieboldt, Florian Kopf, Peter Jehle, Manfred CurbachCarbonbeton – Ein Beitrag zur Ressourceneffizienz im Betonbau Potenziale, Anwendung und Recyclingfähigkeit 168 Eric Brehm, Sebastian PohlNachhaltiges Bauen mit Mauerwerk 177 Anette MüllerBaustoffrecycling in Deutschland – Praxis. Probleme. Potenziale. 186 Richard Stroetmann, Thoralf KästnerHöherfeste Stähle zur Steigerung der Ressourceneffizienz im Stahlbau 198 Markus Kuhnhenne, Kevin Janczyk, Petr Hradil, Michael Sansom, Jyrki Kesti, Viorel Ungureanu, Véronique Dehan, Paul KamrathWiederverwendung im Stahlbau und Metallleichtbau in Europa 214 Jan Knippers, Achim MengesHochleistungswerkstoffe und innovative Strukturmorphologien 228 Beispiele für das robotische Bauen von morgen Annette Hafner, Achim VogelsbergBauen mit Holz 236 Thorsten Helbig, Matthias Oppe, Daniele SantucciStampflehm und Holz Traditionelle Materialien für das Bauen der Zukunft 247 Tim Zinke, Matthias Müller, Thomas UmmenhoferGanzheitliche Analyse und Bewertung von Infrastrukturprojekten 257 Teil C Industrie-Informationen Inhaltsverzeichnis Teil C: Industrie-Informationen 272 Kurzberichte zum aktuellen Stand der Technik 273 Register 324

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Book SynopsisMesstechnische Überwachungen von Bauprojekten haben in den letzten Jahren hinsichtlich Methoden und Techniken eine intensive Weiterentwicklung durchlaufen. Die Geomesstechnik, als interdisziplinäres Zusammenwirken von Geotechnik und Ingenieurgeodäsie, trägt in zunehmendem Maß zur Lösung geotechnischer Fragestellungen mithilfe messtechnischer Methoden bei. In der Baupraxis sind geotechnische und geodätische Überwachungsmessverfahren in vielfacher Weise zusammengewachsen und auch die normativen Regelungen, zum Beispiel zur Beobachtungsmethode und dem Qualitätsmanagement, haben zur wachsenden Bedeutung der Geomesstechnik beigetragen. Den Grundüberlegungen zur Geomesstechnik und zur Zielsetzung geotechnischer Messungen entsprechend folgt der Aufbau dieser Empfehlungen dem strukturiert sinnvollen Vorgehen des Planungsprozesses bei einer projektspezifischen Messaufgabe: Ausgehend von Überlegungen zu den zu erfassenden Messgrößen und den zur Erfassung dieser Messgrößen einzusetzenden Messsystemen und -verfahren werden das Datenmanagement, also Aspekte der Datenerfassung, -übertragung und -sicherung sowie die Datenauswertung, also der Prozess der Datenaufbereitung, -analyse und Visualisierung behandelt. Die grundsätzlichen bzw. anwendungsspezifischen Empfehlungen zur Erstellung von Messprogrammen werden durch Fallbeispiele, die best practice-Anwendungen zeigen, verdeutlicht. Auch Aspekte der Qualitätssicherung sowie vertragliche Rahmenbedingungen werden angesprochen. In der Summe bekommt damit der Anwender einen Leitfaden an die Hand, der alle wesentlichen Aspekte der Geomesstechnik nach dem Stand der Technik im Detail behandelt.Table of ContentsWidmung v Vorwort der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik e. V. xiii Vorwort des DVW Arbeitskreises 4 „Ingenieurgeodäsie“ xv Vorwort der Obfrau/des Obmanns des Arbeitskreises xvii Einführung xxi Abkürzungsverzeichnis xxv Verwendete Größen und ihre Formelzeichen xxix Abbildungsverzeichnis xxxi Tabellenverzeichnis xxxvii 1 Geomesstechnik 1 1.1 Ziele der Geomesstechnik 1 1.2 Sensibilitat, Transparenz, Akzeptanz 2 1.3 Normative Regelung 3 1.4 Ganzheitliche Entwicklung und Umsetzung vonMessprojekten 5 1.5 Risikomanagement 7 1.5.1 Projektubergreifendes Risikomanagement 7 1.5.2 Georisikomanagement 10 1.5.3 Aufgaben der Geomesstechnik im Rahmen des Georisikomanagements 12 Literatur 13 2 Zielsetzung geotechnischer Messungen 15 2.1 Grundsatzliches 15 2.2 Erkundungsphase 15 2.3 Beobachtungsmethode 18 2.4 Beweissicherung 19 2.5 Qualitatssicherung fur Baumasnahmen 20 2.5.1 Qualitatssicherung im Erdbau 20 2.5.2 Qualitatssicherung im Spezialtiefbau 21 2.6 Steuerung von Bauprozessen 22 2.7 Beobachtung des Betriebszustandes von Bauwerken 25 2.8 Beobachtung des Stilllegungs- und Nachbetriebszustandes 25 2.8.1 Beobachtung des Stilllegungszustandes 26 2.8.2 Beobachtung des Nachbetriebszustandes 26 2.9 Beobachtung naturbedingter Gefahrdungen und Fruhwarnung 27 Literatur 28 3 Messgrößen 31 3.1 Allgemeines 31 3.2 Bezugssysteme (Raumbezug) 31 3.2.1 Definition von Bezugssystemen 31 3.2.2 Amtliche Bezugssysteme 34 3.2.3 Lokale Bezugssysteme 36 3.2.4 Bezugssysteme in der Geotechnik 38 3.3 Geometrie 40 3.3.1 Verschiebungen im Raum 41 3.3.2 Konvergenzen 41 3.3.3 Neigungen 42 3.3.4 Deformationen und Verzerrungen 42 3.3.5 Schwingungen 43 3.4 Mechanik 43 3.4.1 Krafte 44 3.4.2 Spannungen (inkl. Porenwasserdruck) 44 3.5 GeophysikalischeMessgrosen 47 3.6 Umwelt 47 3.6.1 Temperatur 47 3.6.2 Luftdruck 48 3.6.3 Weitere Einflussgrosen 48 3.7 Volumenstrome 49 Literatur 49 4 Messsysteme und -verfahren 51 4.1 Begriffe und Methoden 51 4.2 Messprinzipien 53 4.2.1 Geometrie 54 4.2.2 Kinematik 65 4.2.3 Mechanik 66 4.2.4 Temperatur 72 4.3 Messsysteme 74 4.3.1 Geometrie 74 4.3.2 Mechanik 107 4.3.3 Grundwasserstand und Porenwasserdruck 123 4.3.4 Meteorologie 131 4.3.5 Temperaturen und Temperaturverteilung 131 4.3.6 Volumenstrome 134 4.3.7 Geophysik 137 4.4 Kalibrierung von Messsystemen 143 4.4.1 Definition der Kalibrierung 143 4.4.2 Werkskalibrierung 144 4.4.3 Kalibrierkonzepte 145 4.4.4 Vorgehensweise bei der Kalibrierung 146 4.4.5 Bewertung der Kalibrierergebnisse 147 4.5 Langzeitstabilitat vonMesssystemen 148 4.5.1 Vorbemerkungen 148 4.5.2 Empfehlungen zur Gewahrleistung einer langjahrigen Betriebsdauer und Stabilitat vonMesssystemen 149 4.5.3 Uberprufung der Messsysteme 150 4.5.4 Wartung 152 4.6 Qualitatsbewertungen der Messungen 153 4.6.1 Motivation und Herangehensweise 153 4.6.2 Grundzuge der statistischen Qualitatsbewertung 154 4.6.3 Messunsicherheitsbewertung nach GUM 168 4.6.4 Weitere Methoden zur Bestimmung der Messunsicherheit 177 4.6.5 Toleranz und Messgenauigkeit 178 Literatur 183 5 Grundsätze bei der Erstellung von Messprogrammen 195 5.1 Bestandteile des Messprogramms 195 5.2 Definition der allgemeinen Projektbedingungen und Messziele 196 5.3 Herausarbeiten der geotechnisch relevanten Fragestellungen 197 5.4 Messgrosen 198 5.4.1 Definition der zu erfassenden Messgrosen 198 5.4.2 Anforderungen an Messbereich und Messunsicherheit 198 5.4.3 Anforderungen an die raumliche Auflosung der Information 199 5.5 Messkonzept 199 5.5.1 Messtechnische Instrumentierung 199 5.5.2 Raumliche Verteilung der Messpunkte 200 5.5.3 Zeitplan der Messungen 201 5.6 Auswertekonzept 202 5.6.1 Auswertung der Messdaten, Reaktionszeit 202 5.6.2 Archivierung 202 5.7 Erwartungsgemases Verhalten und Reaktionsstufen 203 5.7.1 Erwartungsgemases Verhalten 203 5.7.2 Schwellen-, Eingreif- und Alarmwerte 204 5.7.3 Ermittlung von Schwellen-, Eingreif- und Alarmwerten 206 Literatur 207 6 Entwurf von Messprogrammen 209 6.1 Auffullungen und Schuttungen 209 6.1.1 Ziel des Messprogramms 209 6.1.2 Aufgabenstellung 209 6.1.3 Messungen 210 6.1.4 Auswertung und Interpretation der Ergebnisse 213 6.1.5 Hinweise zur Verarbeitung der Messdaten 214 6.1.6 Fallbeispiel 214 6.2 Baugruben 217 6.2.1 Ziel des Messprogramms 218 6.2.2 Aufgabenstellung 218 6.2.3 Messungen 219 6.2.4 Auswertung und Interpretation der Ergebnisse 221 6.2.5 Hinweise zur Verarbeitung der Messdaten 221 6.2.6 Fallbeispiel 221 6.3 Grundungen und Baugrundverbesserungen 224 6.3.1 Ziel des Messprogramms 224 6.3.2 Aufgabenstellung 226 6.3.3 Messungen 226 6.3.4 Auswertung und Interpretation der Ergebnisse 230 6.3.5 Hinweise zur Verarbeitung der Messdaten 230 6.3.6 Fallbeispiel 1 230 6.3.7 Fallbeispiel 2 232 6.4 Hange und Boschungen 237 6.4.1 Ziel des Messprogramms 237 6.4.2 Aufgabenstellung 238 6.4.3 Messungen 239 6.4.4 Auswertung und Interpretation der Ergebnisse 244 6.4.5 Hinweise zur Verarbeitung der Messdaten 245 6.4.6 Fallbeispiel: Einschnittsboschung 245 6.4.7 Fallbeispiel: Rutschhang (Hangrutschung) 248 6.5 Talsperren, Damme und Deiche 251 6.5.1 Ziel des Messprogramms 251 6.5.2 Aufgaben- bzw. Problemstellung 252 6.5.3 Messungen 254 6.5.4 Auswertung und Interpretation der Ergebnisse 260 6.5.5 Hinweise zur Verarbeitung der Messdaten 260 6.5.6 Fallbeispiel 261 6.6 Tunnel 263 6.6.1 Ziel des Messprogramms 263 6.6.2 Untertagige Messungen 264 6.6.3 Zu erfassende obertagige Messdaten 269 6.6.4 Auswertung und Interpretation der Ergebnisse 271 6.6.5 Hinweise zur Verarbeitung der Messdaten 272 6.7 Untertagiger Hohlraumbau 272 6.7.1 Ziel 272 6.7.2 Aufgaben- bzw. Problemstellung 273 6.7.3 Messungen 274 6.7.4 Fallbeispiel 281 6.8 Kaimauern und Kajen 284 6.8.1 Ziel des Messprogramms 284 6.8.2 Aufgaben- bzw. Problemstellung 284 6.8.3 Messungen 286 6.8.4 Auswertung und Interpretation der Ergebnisse 289 6.8.5 Fallbeispiel 289 6.9 Offshorebauwerke 291 6.9.1 Ziel des Messprogramms 291 6.9.2 Aufgabenstellung 292 6.9.3 Messungen 293 6.9.4 Auswertung und Interpretation der Ergebnisse 296 6.9.5 Hinweise zur Verarbeitung der Messdaten 296 6.9.6 Fallbeispiel 296 Literatur 299 7 Datenmanagement 305 7.1 Gliederung in verschiedene Funktionsebenen 305 7.1.1 Sensorebene 305 7.1.2 Datenerfassungsebene 306 7.1.3 Auswerteebene 307 7.2 Datenerfassung 308 7.2.1 Messprotokoll, Handmessgerate 308 7.2.2 Mobile Messgerate mit Speicherfunktion 308 7.2.3 Stationare Logger und Messanlagen, Mess-PCs 308 7.2.4 Messtechnischer Bericht und Darstellung der Messdaten 310 7.3 Datenubertragung 310 7.3.1 Messwertubertragung von der Sensorebene zur Datenerfassungsebene 310 7.3.2 Datenubertragung zwischen Datenerfassungs- und Auswerteebene 313 7.4 Datensicherung und -archivierung 315 7.4.1 Datensicherung 315 7.4.2 Datenarchivierung 316 Literatur 316 8 Datenauswertung: Datenaufbereitung, Datenanalyse und Visualisierung 317 8.1 Datenaufbereitung 318 8.1.1 Datensichtung (Plausibilitatsprufung) 318 8.1.2 Bereinigung 319 8.2 Auswertung von kontinuierlichen Messungen 320 8.2.1 Einfuhrung und Aufgabenstellung 320 8.2.2 Charakterisierung einer Zeitreihe 321 8.2.3 Parameter einer Zeitreihe 324 8.2.4 Voranalyse von Zeitreihen 325 8.2.5 Betrachtung mehrerer Zeitreihen 328 8.2.6 Suche nach Periodizitaten 331 8.3 Visualisierung 334 8.3.1 Grundsatze 334 8.3.2 Darstellung von Zeitreihen 335 8.3.3 Isolinien- und Tensordarstellungen 336 Literatur 338 9 Qualitätssicherung und vertragliche Rahmenbedingungen 341 9.1 Planung messtechnischer Leistungen 341 9.2 Ausschreibung und Vergabe von Ausrustungs-, Messund Auswerteleistungen 342 Literatur 345 Anhang A Kurzbiografien der derzeitigen Mitglieder des Arbeitskreises 347 Literatur 353 Stichwortverzeichnis 371

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Book SynopsisDer immer tiefgreifendere Einzug der Digitalisierung in allen Phasen des Bauens und die detaillierte Zusammenstellung von Instandsetzungsstrategien für den Hoch- und Ingenieurbau sind die bestimmenden Themen des Beton-Kalender 2022. In drei eigenständigen Beiträgen erhalten Sie einen umfassenden Überblick zum derzeitigen Regelwerk für den Schutz und die Instandhaltung von Betonbauwerken in Deutschland, Österreich und der Schweiz. In weiteren Beiträgen wird über neue Erhaltungsstrategien für Brücken und Bundesfernstraßen in Deutschland berichtet. Abgerundet wird dieser erste Themenkomplex mit einer kritischen und wegweisenden Diskussion um die Nachhaltigkeit im Betonbau. Unter dem Schwerpunkt "Digitalisierung" finden Sie einen umfassenden Überblick zum aktuellen Stand von digitaler Fertigung im Betonbau und den Herausforderungen, welche das digitale Bauen und Planen für Ingenieure bereithalten. In weiteren Beiträgen wird über die Möglichkeiten des Einsatzes schwacher Künstlicher Intelligenz für ingenieurtechnische Anwendungen und den aktuellen Stand der additiven Fertigung im Betonbau berichtet. Weitere Beiträge befassen sich mit den Besonderheiten der Tragwerksplanung im Bestand, speziell in Österreich, sowie mit den Möglichkeiten zur Verstärkung von Tragwerken mit Carbonbeton. Den Abschluss des diesjährigen Kalenders bildet ein Hintergrundbeitrag zur Notwendigkeit und den Zielen der Neufassung der DAfStb-Richtlinie "Belastungsversuche an Betonbauwerken" sowie der vollständige Abdruck der Richtlinie in der Ausgabe von Juli 2020 im Kapitel "Normen und Regelwerke". Table of ContentsTEIL 1 Beton (Frank Dehn, Udo Wiens) Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilen in Deutschland (Heinrich Bastert, Hans-Carsten Kühne, Christoph Dauberschmidt, Stephan Vestner, Hendrik Morgenstern, Michael Raupach, Lars Wolff, Bernd Schwamborn, Angelika Eßer, Ingo Schachinger) Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilen in Österreich (Reinhard Pamminger) Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilen in der Schweiz (Raphael List, Yves Schiegg, Björn Mühlan) Die neue Erhaltungsstrategie für Brücken der Bundesfernstraßen (Andreas Jackmuth, Wilfried König, Gero Marzahn, Olaf Mertzsch, René Pinnel) Robustheit von Ingenieurstrukturen (Alfred Strauss, Andreas Pürgstaller, Stefano Pampanin, Panos Spyridis, Konrad Bergmeister) Nachhaltig konstruieren und bauen mit Beton (Michael Haist, Konrad Bergmeister, Manfred Curbach, Patrick Forman, Georgios Gaganelis, Jesko Gerlach, Peter Mark, Jack Moffatt, Christoph Müller, Harald S. Müller, Jochen Rainers, Christoph Scope, Matthias Tietze, Klaus Voit) TEIL 2 Digitale Zustandserfassung von Gebäuden, Infrastrukturbauwerken und Naturgefahren (Konrad Bergmeister, Alfred Strauß, Markus Hoffmann) Künstliche Intelligenz - multiskale und cross-domäne Synergien von Raumfahrt und Bauwesen (Michael A. Kraus, Michael Drass, Bianca Hörsch, Jens Schneider, Walter Kaufmann) Digitale Fertigung im Betonbau (Ksenija Vasilic, Norman Hack, Harald Kloft, Dirk Lowke, Viktor Mechterine, Venkatesh Naidu Nerella, Timothy Wangler) Die Digitalisierung des Planens und Bauens - Ansätze und Ziele (Lucio Blandini, Roland Bechmann, Matteo Brunetti) Verstärken mit Carbonbeton (Manfred Curbach, Sebastian May, Egbert Müller, Alexander Schumann, Elisabeth Schütze, Juliane Wagner) Tragwerksplanung im Bestand in Österreich (Walter Potucek, Markus Vill) Erläuterungen zur Richtlinie Belastungsversuche (Steffen Marx, Guido Bolle, Gregor Schacht) Normen und Regelwerke (Frank Fingerloos)

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Book SynopsisIn seinem 47. Jahrgang begleitet der Mauerwerk-Kalender die erfolgreiche Bauart als verlässliches Nachschlagewerk mit den Eigenschaftswerten von Mauersteinen, Mauermörtel, Mauerwerk und Putzen, mit der aktuellen Übersicht über die allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen bzw. allgemeinen Bauartgenehmigungen dieses Fachgebietes und mit der Zusammenstellung der geltenden technischen Regeln für den Mauerwerksbau. In diesem Zusammenhang wird in einem gesonderten Kapitel auf die Besonderheiten bei bauvorhabenbezogenen Bauartgenehmigungen (Zustimmungen im Einzelfall) eingegangen. Mauerwerk bietet hervorragende Möglichkeiten zur Gestaltung, was ausführlich in einem Beitrag zur Fassadengestaltung bei Sichtmauerwerk herausgearbeitet wird. Weitere Beiträge beschäftigen sich mit bauphysikalischen Themen, wie der Energieeffizienz von Gebäuden nach GEG, dem aktuellen Stand der Planung von schallschutzgerechten Konstruktionen in Mauerwerk auf Basis von DIN 4109 und dem Erschütterungsschutz. Auch die Untersuchung und der Umgang mit Bestandsbauwerken wird behandelt in Beiträgen zur Ermittlung der Druckfestigkeit an bestehendem Mauerwerk und der Nachrechnung von Gewölbebrücken nach der Nachrechnungsrichtlinie für Straßenbrücken. Auch Innovationen im Mauerwerksbau werden in Beiträgen behandelt, die sich mit der digitalen Transformation, großformatigen und bewehrten Porenbetonelementen sowie generellen Innovation im Ziegelmauerwerksbau befassen.Table of ContentsA Normen und Baustoffe A 1 Eigenschaften und Eigenschaftswerte von Mauersteinen, Mauermörtel und Mauerwerk 1Michael Raupach, Dorothea Saenger, Bernd Winkels 1 Einleitung 3 2 Mauersteine 3 3 Mauermortel 6 4 Mauermortel im Mauerwerk 6 5 Verbund zwischen Mauerstein und Mauermortel 8 6 Mauerwerk 10 7 Literatur 16 A 2 Neuentwicklungen im Mauerwerksbau mit allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung (abZ) bzw. mit allgemeiner Bauartgenehmigung (aBG) 17Ludwig Wingerter 1 Allgemeines 19 2 Mauerwerk mit Normal- oder Leichtmauermortel 20 3 Mauerwerk mit Dunnbettmortel 25 4 Mauerwerk mitMittelbettmortel 35 5 Vorgefertigte Wandtafeln 35 6 Schalungsstein-Bauarten 36 7 Trockenmauerwerk 38 8 Mauerwerk mit PU-Kleber 38 9 Bewehrtes Mauerwerk 38 10 Erganzungsbauteile 40 11 Fertigteilbauteile 41 12 Betonelemente 43 13 Literatur 45 14 Bildnachweis 46 A 3 Mauerwerksbau mit vorhabenbezogener Bauartgenehmigung bzw. mit Zustimmung im Einzelfall 47Hans-Alexander Biegholdt 1 Einfuhrung 49 2 Grundlagen 49 3 Anforderungen an Bauprodukte 50 4 Antragsverfahren zur Erlangung einer Zustimmung im Einzelfall/vorhabenbezogenen Bauartgenehmigung 52 5 Zustimmung im Einzelfall/vorhabenbezogene Bauartgenehmigung fur die Ver- und Anwendung von Bauprodukten des Mauerwerksbaus in Sachsen 54 6 Literatur 57 A 4 Geltende Technische Regeln für den Mauerwerksbau (Deutsche, Europäische und Internationale Normen) (Stand 31.05.2021) 59Benjamin Purkert 1 Vorbemerkung 61 2 Regelwerk 62 3 Literatur 77 B Gestaltung und Konstruktion (Neubau) B 1 Untersuchung der Querkrafttragfähigkeit von schlaff bewehrten und vorgespannten Mauerwerkbalken mittels Schubspannungsfeldmodellen 79Johann Jakob Marx, Erhard Gunkler 1 Einleitung 81 2 Grundlagen und „Stand der Forschung“ von Mauerwerkbalken 81 3 Werkstoffbeschreibende Ausgangsgrosen von Mauerwerk 94 4 Analytische Grundlagen zu Spannungsfeldern fur bewehrtes Mauerwerk 99 5 Experimentelle Untersuchungen 103 6 FE-Untersuchung 106 7 Algorithmen zur Querkraftberechnung von Mauerwerkbalken 107 8 Zusammenfassung 121 9 Literatur 122 B 2 Die Beschwingte Fläche 127Koen Mulder 1 Mit zusammengekniffenen Augen 129 2 Primare und sekundare Muster 133 3 Um die Ecke? 135 4 Der Rand 137 5 (Nach-)Fugen – Farbe, Schatten und Mas 138 6 Bedeutung oder Zeichen 142 7 Kreuzverband 145 8 Flamischer Verband 151 9 Blockverband 157 10 „Einfacher“ wilder Verband 165 11 Halbsteinverband 170 12 Exoskelett, Jacke, Kleid oder Masanzug 172 13 Proportionslehre oder Massystem 175 14 Ausfullen oder Entwerfen 183 15 Formel 185 16 Kombinationsverbande – das kleinste gemeinsame Vielfache 192 B 3 Zweischalig und nachhaltig Bauen mit Verblendmauerwerk 215Juliane Nisse 1 Allgemeines 217 2 Baustoffe und Herstellungsverfahren 217 3 Konstruktion 218 4 Erdbeben 222 5 Bauphysik 223 6 Nachhaltigkeitsaspekte 226 7 Zusammenfassung und Ausblick 235 8 Literatur 235 B 4 Ausführung von Mauerwerk 237David Ostendorf 1 Allgemeines 239 2 Auswahl der Baustoffe 241 3 Ausfuhrungsdetails 243 4 Ausfuhrung nach Eurocode 248 5 Ausfuhrung auf der Baustelle 250 6 Abrechnung 252 7 Literatur 253 C Konstruktive Details (Bauphysik) C 1 Energieeffiziente Gebäude – Das Gebäudeenergiegesetz – GEG 255Michael Gierga 1 Einfuhrung 257 2 Historie der Regelungen zum energiesparenden Bauen 257 3 Anforderungen aus dem Gebaudeenergiegesetz 259 4 Beispielhafte Anwendung des GEG auf ein Einfamilienwohnhaus 275 5 Fazit und Kritik 284 6 Literatur 285 C 2 DIN 4109 „Schallschutz im Hochbau“ und Anwendungsbeispiele für den Mauerwerksbau 287Michael Flieger, Markus Hofmann, Oliver Kornadt 1 Einleitung 289 2 Normenreihe DIN 4109 289 3 Akustische Grundlagen 289 4 Mindestanforderungen an Wohnund Arbeitsgebaude 293 5 Erhohte Anforderungen im Hochbau 303 6 Rechnerische Nachweise der Erfullung der Anforderungen 303 7 Beispielrechnung zur Beurteilung des Schallschutzes einer Mauerwerkswand gegen Ausenlarm 320 8 Bauakustische Prufungen 324 9 Fazit 327 10 Literatur 327 C 3 Erschütterungen bei Mauerwerksbauten – Aspekte zur dynamischen Gebrauchstauglichkeit 331Andreas Gömmel, Andreas Lackner 1 Motivation 333 2 Begriffsdefinitionen 333 3 Anregungsarten und Ubertragungsmechanismen 338 4 Normative Vorgaben 338 5 Erfassung der Eingangsparameter 345 6 Rechnen mit Pegeln 347 7 Prognoseverfahren fur Verkehrserschutterungen 347 8 Interne Anregungsquellen 350 9 Minderungsmasnahmen 351 10 Literatur 355 C 4 Montage von Fenstern und Türen mit Anforderungen an die Einbruchhemmung 357Jürgen Küenzlen, Eckehard Scheller 1 Einleitung 360 2 Ubersicht zum vorhandenen Regelwerk 360 3 Erfahrungen aus Versuchen 370 4 Fazit 394 5 Literatur 394 D Mauerwerk im Bestand D 1 Berechnung und Bemessung bestehender Gewölbebrücken mit der Nachrechnungsrichtlinie für Straßenbrücken 397Frank Purtak, Gero Marzahn, Matthias Müller 1 Einleitung 400 2 Materialkennwerte fur Bruckenkonstruktionen 404 3 Tragfahigkeit von Mauerwerk 408 4 Talbrucke Hollenbach 414 5 Talbrucke Einsiedelstein 419 6 Brucke uber die Mandau 424 7 Brucke uber die Zschopau 428 8 Brucke uber die Priesnitz 433 9 Nachrechnungsrichtlinie fur Strasenbrucken aus Mauerwerk 436 10 Zusammenfassung 441 11 Literatur 441 D 2 Eisenbahngewölbebrücken in Sachsen 443Johanna Monka, Gregor Schacht, Steffen Marx 1 Einleitung 445 2 Das Eisenbahnnetz und seine Brucken 445 3 Gewolbebrucken in Sachsen 450 4 Die Strecke Dresden–Werdau (6258) 451 5 Die Strecke Leipzig–Hof (6362) 456 6 Zusammenfassung und Ausblick 460 7 Dank 460 8 Literatur 460 D 3 Ermittlung der Druckfestigkeit von Bestandsmauerwerk 463Birger Gigla 1 Einleitung 465 2 Rechenwerte zur Bestimmung der Druckfestigkeit von Mauerwerk 467 3 Statistische Auswertung: Potenzformel (Eurocode 6) 475 4 Bohrkernproben mit Fugenanteilen 477 5 Forschungsergebnisse zum Verfahren der Fugenbohrkerne nach Berger 481 6 Empfehlungen fur die Praxis 494 7 Literatur 495 E Innovationen im Mauerwerksbau E 1 Digitale Transformation im Bauwesen – von der Theorie zur Anwendung 499Mathias Obergrießer, Michael A. Kraus 1 Einleitung 501 2 Theoretische Aspekte der digitalen Transformation 502 3 Stand der digitalen Transformation in der Anwendung 513 4 Fazit und Ausblick 517 5 Literatur 518 E 2 Innovationen im Ziegelmauerwerksbau 521Andreas Jäger, Mario Kubista, Meysam Taghavi, Stefan Puskas, Karina Breitwieser, Stephan Fasching, Clemens Kuhlemann, Gülnaz Atila 1 Einleitung 523 2 Material und Produktoptimierung 524 3 Bauprozess und Automatisierung im Mauerwerksbau 533 4 Ressourcenschonende Produktionsprozesse und Technologien fur nachhaltiges Bauen mit Ziegeln 545 5 Digitalisierung in der Bauindustrie 552 6 Fazit 565 7 Literatur 565 E 3 Mauerwerk in XXL – Großformatiges Bauen mit bewehrten Porenbetonelementen, vertical und horizontal 569Markus Heße, Mario Schmitz, Andreas Radischewski 1 Einleitung 571 2 Einsatzmoglichkeiten in vertikaler oder horizontaler Ausfuhrung 572 3 Anforderungen an die Produktion 576 4 Architekturplanung mit XXL-Elementen am Beispiel von Systemwandelementen, stehend tragend 577 5 Bautechnologische Planung 581 6 Ausfuhrung auf der Baustelle 588 7 Ein Blick in andere Lander 590 8 Wie geht es weiter – ein Ausblick auf mehr Effizienz am Bau 593 9 Literatur 594 F Forschung F 1 Übersicht über abgeschlossene und laufende Forschungsvorhaben im Mauerwerksbau 595Jonathan Schmalz, Ludwig Wingerter 1 Abgeschlossene Forschungsvorhaben 601 2 Laufende Forschungsvorhaben 607 Stichwortverzeichnis 639

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Book SynopsisDas Taschenbuch für den Tunnelbau ist seit vielen Jahren ein praxisorientierter Ratgeber für Auftraggeber, Planer und Bauausführende. Es greift aktuelle Entwicklungen und Problemstellungen auf, präsentiert innovative Lösungen und dokumentiert dabei den jeweils erreichten Stand der Technik. Die Beiträge in der Ausgabe 2022 behandeln die Themenbereiche Baugruben und Tunnelbau in offener Bauweise, Maschineller Tunnelbau, Baustoffe und Bauteile, Forschung und Entwicklung, Instandsetzung und Nachrüstung sowie Praxisbeispiele.Table of ContentsVorwort zum sechsundvierzigsten Jahrgang v Autorenverzeichnis xv Baugruben und Tunnelbau in offener Bauweise I. Flughafentunnel – Hohlraumbau in vorbelasteten Tonsteinen des Lias α 1Martin Wittke, Patricia Wittke-Gattermann, Meinolf Tegelkamp, Robert Berghorn, Axel Hillebrenner 1 Einleitung 4 2 Bauvorhaben 6 3 Baugrundverhaltnisse 16 4 Erfahrungen bei ausgefuhrten Projekten 23 5 Standsicherheitsnachweise 27 6 Stand der Bauarbeiten 38 7 Monitoring und Vergleich mit Prognosen 42 8 Zusammenfassung 48 Maschineller Tunnelbau I. Erfahrungsstand zur Ringspaltverfullung bei einschaligen Tunneln mit Schwerpunkt deutsche Eisenbahntunnel 53Paul Gehwolf, Christoph Schulte-Schrepping, Gereon Behnen, Carles Camós-Andreu, Anna-Lena Hammer, Djalili Zougou, Rolf Breitenbücher, Oliver Fischer, Markus Thewes 1 Einleitung 54 2 Begriffe und Abgrenzung 58 3 Grundsatze der Ringspaltverfullung 63 4 Technologie der Ringspaltverfullung 68 5 Anforderungen an das RSVM 75 6 Uberwachung – Materialtechnologische Prufung und Kontrolle wahrend der Ausfuhrung 82 7 Technische und materialtechnologische Aspekte zur Ringspaltverfullung bei ausgewahlten TBM-Projekten 97 8 Diskussion bezuglich aktueller Herausforderungen 114 9 Zusammenfassung und Fazit 128 II. GE-TI-ME – das neue Prufverfahren zur Gelzeit-Bestimmung fur den Zwei-Komponenten-Mortel 137Maik Weber 1 Einleitung 138 2 Ubersicht von Prufarten zur Bestimmung der Gelzeit 140 3 Mischbarkeit von Stoffen 143 4 Mischverfahren 145 5 Mischverfahren mittels Magnetruhrtisch 146 6 Plakative Darstellung der einzelnen Versuchsreihen 151 7 Untersuchung der Vergleichbarkeit zwischen Bechermethode und Magnetruhrmethode 159 8 Anwendung des GE-TI-ME-Prufverfahrens 165 9 Vergleich der ermittelten Gelzeit mittels Grosversuch auf der Baustelle 173 10 Empfehlung zum Prufverfahren GE-TI-ME 177 11 Zusammenfassung und Ausblick 179 III. Entwicklung eines Vorauserkundungssystems zur fruhzeitigen Erkennung der Bodenverhaltnisse im Lockergestein beim maschinellen Vortrieb 185Gerhard Wehrmeyer, André Heim, Maximilian Merl 1 Hintergrund/Einfuhrung 186 2 Ziele 188 3 Methodik 188 4 Ergebnisse 194 5 Weiterentwicklung 198 6 Fazit 200 7 Ausblick 200 Baustoffe und Bauteile I. Injektionsstoffe im Tunnelausbruchmaterial – Abfall oder Ersatzbaustoff? 203Götz Tintelnot, Michael Koch 1 Einleitung 204 2 Injektionsharze 204 3 Umweltrelevanz 207 4 Abfall 209 5 Umwelt- und abfalltechnische Einordnung 210 6 Ausblick 214 Forschung und Entwicklung I. Minimalinvasive Fugensanierung – Laboruntersuchungen und Berichte aus der Praxis 217Dietmar Mähner, Felix Basler, Hendrik Schälicke 1 Einleitung 217 2 Anwendung bei Bewegungsfugen von WU-Betonkonstruktionen 221 3 Anwendung bei Tubbingfugen 226 4 Erfahrungen mit der minimalinvasiven Fugensanierung aus der Baupraxis 230 5 Fazit 235 II. Wirkungsweise von polymerbasierten Stutzflussigkeiten im Tunnelbau 238Rowena Verst, Matthias Pulsfort 1 Einleitung 239 2 Polymere 242 3 „Bulk-Rheologie“ von Polymerlosungen 246 4 Standsicherheit der flussigkeitsgestutzten Erdwand 247 5 Klassifizierung von Bentonitsuspensionen im Hinblick auf die Standsicherheit 252 6 Klassifizierung von Polymerlosungen im Hinblick auf die Standsicherheit 253 7 Schlussfolgerungen fur die Standsicherheit polymerflussigkeitsgestutzter Erdwande im Tunnelbau 261 Instandsetzung und Nachrustung I. Der Altstadtringtunnel – Umbau, Instandsetzung und technische Nachrustung 267Nina Lindinger, Markus Heinol, Wadim Strangfeld, Michael Stopka, Robert Bauer 1 Der Altstadtringtunnel 267 2 Die sicherheits- und betriebstechnische Nachrustung 273 3 Bauliche Sanierung/Ertuchtigung des Altstadtringtunnels 275 4 Fazit 283 Praxisbeispiele I. 380-kV-Kabeldiagonale Berlin: Umsetzung der Energiewende durch Tunnelbau 287Matthias Breidenstein, Marco Bräuning 1 Projekteinordnung 288 2 Das Projekt 290 3 Geologie 292 4 Schachtbauwerke 293 5 Bautenstand 295 6 Ausblick 299 II. Tunnelplanung der 2. S-Bahn-Stammstrecke in uber 40 Metern Tiefe unter historischen und sensiblen Bestandsgebauden der Munchner Innenstadt 300Kai Kruschinski-Wüst, Wolfgang Rieken, Maximilian Weiß, Philipp Lange 1 Die zweite S-Bahn-Stammstrecke in Munchen 302 2 Vortriebsarbeiten fur die Bahnsteigrohren am Haltepunkt Marienhof 317 3 Zusammenfassung 330 Tunnelbaubedarf 333 Inserentenverzeichnis 343

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Book SynopsisDie aktuelle Ausgabe des Bauphysik-Kalenders behandelt das gesamte bauphysikalische Themenspektrum rund um den Holzbau, welcher seit einigen Jahren eine wachsende Aufmerksamkeit erhält. Die Bauweise zeichnet sich durch geringes Gewicht und kurze Bauzeiten aufgrund der Vorfertigung aus. Energetisch optimierte Holzkonstruktionen mit großen Dämmstoffdicken sind im Holzrahmenbau und Holztafelbau möglich. Im Fokus dieses gewachsenen Interesses steht außerdem die Anwendung des nachwachsenden Rohstoffes Holz, weil das gebundene CO2 aus der Wachstumsphase im Gebäude gespeichert bleibt und ein relativ geringer Einsatz von Energie bei der Herstellung nötig ist. Damit dieser Vorteil gegenüber den Massivbauweisen mit Beton bzw. Mauerwerk tatsächlich zum Tragen kommt, muss die Lebensdauer der Gebäude und Bauwerke in Holzbauweise vergleichbar lang sein. Für die höheren Gebäudeklassen kommt hierbei den bauphysikalischen Aspekten eine entscheidende Rolle zu: Feuchteschutz, Wärmeschutz, Brandschutz müssen die Dauerhaftigkeit der Konstruktion sichern und, zusammen mit dem Schallschutz, die hochwertige Nutzung gewährleisten. Der Einsatz von Naturfaserdämmstoffen zu diesen Zwecken wird gemeinsam mit dem Holzbau ebenfalls attraktiver. Der neue Bauphysik-Kalender 2022 bietet eine solide Arbeitsgrundlage und ein verlässliches aktuelles Nachschlagewerk für die Planung in Neubau und Bestand, alle Kapitel bewegen sich nahe an der Ingenieurpraxis. Das Buch enthält Planungshinweise, Konzepte und Praxisbeispiele für energieeffizientes, schadenfreies, nachhaltiges Bauen mit Holz.Table of ContentsA Allgemeines und Normung A 1 Feuchteschutz im Holzbau – Hintergrunde und aktuelle Regeln der Technik 1Hartwig Künzel, Daniel Zirkelbach, Daniel Kehl B Materialtechnische Grundlagen B 1 Dammstoffe im Bauwesen 43Wolfgang M. Willems, Kai Schild B 2 Naturfaserdammstoffe 121Norbert Rüther B 3 Bauprodukte aus Rinde 139Eugenia Mariana Tudor, Hermann Huber C Nachweisverfahren C 1 Energetisch optimierte Holzkonstruktionen 171Peter Schmidt, Saskia Windhausen C 2 Dokumentation einer Energiebilanz nach DIN/TS 18599 Beiblatt 3 205Kati Jagnow, Lutz Dorsch C 3 Erfassen der Feuchtespeicherung in Holz und Potenzial fur Messsysteme zur Bauwerksuberwachung 227Mike Sieder, Yannick Plüss, Paul Biller, Moritz Tronnier C 4 Rechnerische Simulation zeitlicher Holzfeuchteverlaufe im Vergleich zu langjahrigen Messreihen 249Sandra Tilleke, Nabil A. Fouad C 5 Schallschutz im Holzbau 275Joachim Hessinger, Andreas Rabold, Bernd Saß, Markus Schramm C 6 Entwicklung und experimentelle Untersuchung einer neuartigen Holzleichtbauwand fur Schulen 357Michael Flieger, Markus Hofmann, Tobias Götz, Oliver Kornadt C 7 Luftdichtheit in Planung, Ausfuhrung und Messung 393Stefanie Rolfsmeier, Robert Borsch-Laaks, Alexander Kiß, Paul Simons C 8 Zerstorungsfreie/-arme Prufmethoden fur Bestandsuntersuchungen im Holzbau: Wellenbasierte Methoden – Stand der Technik und Untersuchungsergebnisse 423Elena Perria, David Böhler, Mike Sieder C 9 Berechnungsverfahren von Holzrahmenbauteilen mit brandschutztechnischer raumabschliesender Funktion 465Sabine Scheidel, Sebastian Dienst, Tobias Götz, Oliver Kornadt D Konstruktive Ausbildung/Ausführungsplanung D 1 Aufstockungen von Bestandsbauten 497Maren Fath, Michael Storck, Mike Sieder, Annette Hafner D 2 Leichtes und nachhaltiges Bauen – Erfahrungen und Analysen im Kontext des Wettbewerbs Solar Decathlon Europe 517Frauke Rottschy, Jan Martin Müller, Karsten Voss D 3 Brandschutz bei holzernen Bauteilen nach den nationalen Regeln und Brandschutzkonzepte bei holzernen Bauwerken 555Michael Dehne, Dirk Kruse, Björn Kampmeier D 4 Nachhaltige Holzbrucken fur Geh- und Radwege 573Wilfried Moorkamp, Leif A. Peterson, Thomas Uibel E Materialtechnische Tabellen E 1 Materialtechnische Tabellen fur den Brandschutz 593Nina Schjerve E 2 Materialtechnische Tabellen 631Rainer Hohmann

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Book SynopsisEin Schwerpunkt des Stahlbau-Kalenders 2022 ist der Brandschutz, der existenziell für die Stahlbauweise ist. Die ganzheitliche Betrachtung des vorbeugenden Brandschutzes unter Berücksichtigung der nutzungsbedingten Gefährdungspotentiale und Schutzziele spielt bei der Planung und Errichtung von Bauwerken eine wesentliche Rolle. Planung und Entwurf mithilfe von Brandschutzkonzepten und Naturbrandmodellen können vorteilhafte, wirtschaftliche Konstruktionen hervorbringen. Mit dem zweiten Schwerpunktthema Türme und Maste behandelt dieser Kalender ein Spezialthema des Stahlbaus mit seinen spezifischen Konstruktionsformen und Einwirkungen, insbesondere aus Wind. Der Stahlbau-Kalender dokumentiert verlässlich und aus erster Hand den aktuellen Stand der Stahlbau-Regelwerke. In diesem Sinne werden, neben der Aktualisierung des Kommentars zu Eurocode 3 Teil 1-1 "Bemessungsregeln für den Hochbau", die neuen Entwicklungen zur Regelung der "Brandeinwirkungen auf Tragwerke" in prEN 1991-1-2 und der "Tragwerksbemessung für den Brandfall" in prEN 1993-1-2 dargestellt und erläutert. Wie immer bewegen sich alle Kapitel nahe an der Ingenieurpraxis und enthalten zahlreiche Beispiele. Das Buch ist ein Wegweiser für die richtige Berechnung und Konstruktion im gesamten Stahlbau mit neuen Themen in jeder Ausgabe. Herausragende Autoren aus der Industrie, aus Ingenieurbüros und aus der Forschung vermitteln Grundlagen und geben praktische Hinweise.Table of Contents1 Stahlbaunormen DIN EN 1993-1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau 1Ulrike Kuhlmann, Fabian Jörg 2 Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen (MVV TB), Normen und Bescheide im Stahlbau 87Karsten Kathage, Christoph Ortmann 3 Neue Entwicklungen in prEN 1993-1-2:2020 203Markus Knobloch, Sara Uszball, Lukas Schaper, Martin Mensinger 4 Brandschutztechnische Bemessung von Verbundtragwerken aus Stahl und Beton 279Peter Schaumann, Maximilian Mund, Inka Pehrs 5 Einwirkungen im Brandfall nach Eurocode 1 345Jochen Zehfuß 6 Reaktive Brandschutzsysteme 367Sascha Hothan, Dustin Häßler 7 Praxisbeispiele zu erfolgreichen Brandschutzlösungen 401Jochen Zehfuß, Jörg Sothmann, Georg Spennes, Jens Upmeyer, Michael Winkler, Olga Molochnikova 8 Bewertung und Instandsetzung von Altstahlkonstruktionen 427Richard Stroetmann, Lars Sieber, Andreas Taras, Thomas Riedelunter Mitarbeit von Jürgen Anders, Gerd Kuscher 9 Nachweis von Einzel- und mehrteiligen Stäben aus gewalzten gleichschenkligen Winkelprofilen 527André Beyer, Marios-Zois Bezas, Jean-Pierre Jaspart, Ioannis Vayas 10 Aktuelle Modelle und Methoden zur Windlastermittlung 577Rüdiger Höffer, Klaus Thiele, Francesca Lupi, Ulf Winkelmann, Wolfgang Hubert, Cornelia Kalender, Roland Wüchner,Cong Chen 11 Türme und Maste 641Frank Kemper, Markus Feldmann, Mirko Friehe, Klaus Thiele, Dieter Ungermann, Alena Patschin, Bettina BruneStichwortverzeichnis 709

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Book SynopsisAluminium besitzt eine Reihe von einmaligen Eigenschaften und wird somit zunehmend zum geeigneten Material für bestimmte, auch wirtschaftlich effektive Ingenieurkonstruktionen. Anwendungsgebiete im Bauwesen und darüber hinaus sind Tragkonstruktionen und -elemente sowie Ausbauelemente, der Silo- und Behälterbau, das Transportwesen, der Waggonbau und Tankfahrzeugbau. Das vorliegende Buch enthält detaillierte Angaben für Entwurf, Planung und Ausführung von Bauteilen und Tragwerken aus diesem Baustoff für die vielseitige Anwendung von Aluminium: zu den verfügbaren Werkstoffen, deren Vor- und Nachteile, Beständigkeit, Dauerhaftigkeit, Korrosionsverhalten, zur Farbgebung und Gestaltung und zu den Festigkeiten und Verformungseigenschaften. Nach der Einführung werden die Werkstoffe besprochen, gefolgt von den Grundlagen des semiprobabilistischen Sicherheitskonzepts der europäischen Normen. Das Konzept zur Berechnung der einzelnen Bauteile wie Zugstab, Druckstab, Biegestab einschließlich der Knick- und Biegedrillknicknachweise für Stäbe mit kompakten bis schlanken Querschnitten wird ausführlich behandelt. Dazu gehören auch die plastischen Berechnungsverfahren für Querschnitte aus Aluminium. Die Paneelbauweise mit nichtausgesteiften und ausgesteiften Blechtafeln ist im Aluminiumbau eine sehr verbreitete Bauweise. Dünnwandigkeit und Schlankheit können zu frühzeitigem Beulversagen führen. Deshalb nehmen die Beuluntersuchungen einen breiten Raum ein. Abschließend werden die Schrauben-, Schweiß- und Klebeverbindungen behandelt, die sehr oft über die Wirtschaftlichkeit einer Konstruktion entscheiden. Daher ist diesen Verbindungen besondere Aufmerksamkeit gewidmet worden. (Reprint der 1. Auflage von 2002) Table of ContentsChapter 1 Einführung Chapter 2 Werkstoffe Chapter 3 Grundlagen der Berechnung und Bemessung Chapter 4 Bauteile Chapter 5 Lokales Beulen und Plattenbeulen Chapter 6 Verbindungen Chapter 7 Konstruktive Hinweise Anhang: Nichtlineare Momenten-Krümmungs-Beziehungen und plastische Momente von nicht geschweißten und geschweißten Aluminium-Profilen Literaturverzeichnis Stichwortverzeichnis

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Book SynopsisDas Buch gibt in einem ersten Teil einen Überblick über die Probleme, die sich aufgrund der dynamischen Wechselwirkung zwischen Fahrzeug und Gleis ergeben. Anschließend werden die Möglichkeiten zur Modellierung aller Gleiskomponenten sowie derjenigen Fahrzeugkomponenten dargestellt, die bei Erfassung von Wechselwirkungen zu berücksichtigen sind. Lösungsalgorithmen und Lösungsbeispiele schließen den ersten Teil ab. - Als zweiter Teil ist eine deutsche Übersetzung der ersten Arbeit, in der Fragen der Gleisdynamik behandelt werden, aufgenommen (Timoshenko, 1915). Timoshenko verwendet eine außerordentlich einfache, aber auch heute noch in vielen Fällen sehr erfolgreiche dynamische Erweiterung des Modells der Winklerschen Bettung für Rechnungen im Zeitbereich.- Im dritten Teil schließlich wird zunächst das statische Modell von Winkler so für dynamische Rechnungen im Frequenzbereich erweitert, dass sich eine breite Palette von Gleismodellen damit behandeln lassen. Der Übergang zu Zeitbereichsmodellen, bei denen es sich dann um Erweiterungen des Timoshenko-Modells handelt, wird vollzogen. Im Anhang findet der Leser Erläuterungen zu den heute existierenden Programmen, mit denen sich Probleme der Gleisdynamik lösen lassen. Da Gleisdynamik und Gleisschädigungen heute ein relevantes Forschungsgebiet sind, sind die Ausführungen für die theoretisch orientierte Forschung in den ingenieurwissenschaftlichen Disziplinen von Interesse. Es richtet sich aber auch an Ingenieure in der Praxis, insbesondere beim Betreiber DB AG sowie bei Nahverkehrsbetrieben. Das Buch richtet sich ebenso an Studenten des Verkehrswesens und des Bauingenieurwesens, die sich mit Schienenfahrwegen beschäftigen müssen. (Reprint der 1. Auflage von 2001)Table of ContentsVorwort v 1 Einleitung 1 2 Festigkeit von Schienen (Timoshenko 1915) 5 3 Gleismodellieriing und Fahrzeug-Fhhrweg-Wechselwirkung 45 4 Ein einfaches Frequenzbereichsverfahren 127 5 Anhang 159 6 Bezeichnungen 183 Literaturverzeichnis 187 Sachregister 215

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Book SynopsisDie Gründung baulicher Anlagen ist in DIN 1054 und den ergänzenden Grundbaunormen, die in der Liste der Technischen Baubestimmungen aufgeführt sind, geregelt. Danach können reine Pfahlgründungen oder reine Flachgründungen bemessen und ausgeführt werden. Die Kombination beider Gründungselemente Pfahl und Fundamentplatte war bisher nicht geregelt. Diese Lücke wird mit der "Richtlinie für den Entwurf, die Bemessung und den Bau von Kombinierten Pfahl-Plattengründungen (KPP)" - kurz "KPP-Richtlinie" geschlossen. Im vorliegenden Buch wird die KPP-Richtlinie durch den "Anhang zur KPP-Richtlinie", ergänzt, der aus zwei Teilen besteht: Teil A: Zum "mechanischen Modell" und zu den "Sicherheitsfestlegungen" Teil B: Berechnungsbeispiele. Der Anhang gibt der Fachöffentlichkeit Hintergrundinformationen zu den "mechanischen Modellen", den "Sicherheitsbetrachtungen auf probabilistischer Grundlage" und enthält zwei praxisbezogene Beispiele. Das erste Beispiel behandelt die innere und äußere Standsicherheit der Gründung eines Brückenpfeilers. Vier Gründungsvarianten, die ausführlich diskutiert werden, machen den Einsatzbereich der KPP deutlich. Das zweite Beispiel behandelt die äußere Standsicherheit der Gründung eines Bürogebäudes. Es werden drei Gründungsvarianten behandelt. Auf die Berechnung der inneren Standsicherheit wird hier verzichtet, da sie keine neuen Gesichtspunkte bietet. Da auch der Rechengang zur Ermittlung der äußeren Standsicherheit analog dem des ersten Beispiels ist, werden hier nur die Ergebnisse mitgeteilt. Die Ergebnisse beider Beispiele zur Ermittlung der äußeren Standsicherheit dienen gleichzeitig als "Benchmark-Beispiele" zur Überprüfung vereinfachter Berechnungsansätze.Table of ContentsVorwort KPP RICHTLINIE Begriffsdefinition Geltungsbereich Geotechnische Kategorie Formelzeichen Baugrunderkennung und Baugrundbeurteilung Anforderungen an Berechnungsverfahren für die Bemessung einer KPP Nachweis der Tragfähigkeit (GZ1 - Ultimate Limit State - ULS) Nachweis der Gebrauchstauglichkeit (GZ 2 - Serviceability Limit State - SLS) Prüfung des Entwurfs, der Bemessung und der Ausführung einer KPP Bauausführung einer KPP Messtechnische Überwachung einer KPP Bezugsnormen ANHÄNGE Teil A: Zum "mechanischen Modell" und zu den "Sicherheitsfestlegungen" Teil B: Berechnungsbeispiele Literaturverzeichnis Stichwortverzeichnis

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Book SynopsisIn seinem 48. Jahrgang begleitet der Mauerwerk-Kalender die erfolgreiche Bauart als verlässliches Nachschlagewerk mit den Eigenschaftswerten von Mauersteinen, Mauermörtel, Mauerwerk und Putzen, mit der aktuellen Übersicht über die Allgemeinen Bauaufsichtlichen Zulassungen bzw. Allgemeinen Bauartgenehmigungen dieses Fachgebietes und mit der Zusammenstellung der geltenden technischen Regeln für den Mauerwerksbau. In diesem Zusammenhang wird in einem gesonderten Kapitel auf die Besonderheiten bei Vorhabenbezogenen Bauartgenehmigungen (frühere Bezeichnung: Zustimmungen im Einzelfall) eingegangen. Ein Schwerpunkt des diesjährigen Kalenders ist der Lehmbau. In mehreren Beiträgen wird ausführlich auf die Grundlagen für die Bemessung von Lehmsteinmauerwerk und den aktuellen Stand der Regelwerke eingegangen. Abgerundet wird das Thema mit einem Projektbeispiel anhand der Konservierung von mesopotamischen Lehmsteinbauten in Uruk. Weitere Beiträge beschäftigen sich mit dem Erdbebennachweis von Mauerwerksbauten nach der aktuellen DIN EN 1998-1, der Brandschutzbemessung von Mauerwerkskonstruktionen nach Eurocode 6 sowie dem Denkmalschutz bei der Mauerwerksinstandsetzung. Ein Fortsetzungsbeitrag behandelt die Ertüchtigung und Erweiterung von Eisenbahngewölbebrücken. Im Rahmen der digitalen Transformation des Bauwesens behandelt ein weiterer Beitrag die Grundlagen künstlicher Intelligenz und deren Anwendung im Wohnungsbau. Das abschließende Kapitel gibt eine Übersicht zu laufenden Forschungsvorhaben im Mauerwerksbau. Table of ContentsA Normen und Baustoffe A 1 Eigenschaften und Eigenschaftswerte von Mauersteinen, Mauermörtel und Mauerwerk 1 Michael Raupach, Dorothea Saenger, Bernd Winkels A 2 Neuentwicklungen im Mauerwerksbau mit allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung (abZ) bzw. mit allgemeiner Bauartgenehmigung (aBG) 17 Jennifer Gebhardt, Simon Gille A 3 Geltende Technische Regeln für den Mauerwerksbau (Deutsche, Europäische und Internationale Normen) (Stand 25.03.2022) 59 Benjamin Purkert B Gestaltung und Konstruktion (Neubau) B 1 Grundlagen zur Bemessung druckbeanspruchten Lehmmauerwerks 79 Maximilian Brinkmann, Philipp Wiehle, Marc Thiele, Carl-Alexander Graubner B 2 Normen im Lehmbau 111 Christof Ziegert, Ulrich Röhlen B 3 Konservierung von mesopotamischen Lehmsteinbauten in Uruk (Südirak), der ersten Metropole der Menschheit 127 Jasmine Alia Blaschek, Christof Ziegert C Konstruktive Details (Bauphysik) C 1 Erdbebennachweis von Mauerwerksbauten nach DIN EN 1998-1 153 Christoph Butenweg, Thomas Kubalski, Christoph Gellert, Khaled El-Deib C 2 Technische Erweiterung und kulturelle Bedeutung von Eisenbahngewölbebrücken 191 Conrad Pelka, Johanna Monka, Gregor Schacht, Steffen Marx C 3 Brandschutzbemessung von Mauerwerkskonstruktionen nach Eurocode 6 243 Thorsten Mittmann D Mauerwerk im Bestand D 1 Natur und Denkmal: Mauerwerksinstandsetzung im Spannungsfeld zwischen zwei Erhaltungszielen 257 Christian Kayser E Innovationen im Mauerwerksbau E 1 Digitale Transformation im Bauwesen – Grundlagen zur künstlichen Intelligenz und deren Anwendung im Wohnungsbau 275 Michael A. Kraus, Mathias Obergrießer F Forschung F 1 Übersicht über laufende Forschungsvorhaben im Mauerwerksbau 309 Jonathan Schmalz, Simon Gille, Jennifer Gebhardt Vorwort III Autor:innenverzeichnis XIII A Normen und Baustoffe A 1 Eigenschaften und Eigenschaftswerte von Mauersteinen, Mauermörtel und Mauerwerk 1 Michael Raupach, Dorothea Saenger, Bernd Winkels 1 Einleitung 3 2 Mauersteine 3 3 Mauermörtel 6 4 Mauermörtel im Mauerwerk 6 5 Verbund zwischen Mauerstein und Mauermörtel 8 6 Mauerwerk 10 Literatur 16 A 2 Neuentwicklungen im Mauerwerksbau mit allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung (abZ) bzw. mit allgemeiner Bauartgenehmigung (aBG) 17 Jennifer Gebhardt, Simon Gille 0 Allgemeines 19 1 Mauerwerk mit Normal- oder Leichtmauermörtel 20 2 Mauerwerk mit Dünnbettmörtel 20 3 Mauerwerk mit Mittelbettmörtel 46 4 Vorgefertigte Wandtafeln 47 5 Schalungsstein-Bauarten 50 6 Trockenmauerwerk 50 7 Mauerwerk mit PU-Kleber 50 8 Bewehrtes Mauerwerk 56 9 Ergänzungsbauteile 56 10 Fertigbauteile 56 11 Betonelemente 57 Literatur 57 A 3 Geltende Technische Regeln für den Mauerwerksbau (Deutsche, Europäische und Internationale Normen) (Stand 25.03.2022) 59 Benjamin Purkert 1 Vorbemerkung 61 2 Regelwerk 62 Literatur 77 B Gestaltung und Konstruktion (Neubau) B 1 Grundlagen zur Bemessung druckbeanspruchten Lehmmauerwerks 79 Maximilian Brinkmann, Philipp Wiehle, Marc Thiele, Carl-Alexander Graubner 1 Einleitung 81 2 Experimentelle Untersuchungen an Lehmmauerwerk 82 3 Tragfähigkeit von Lehmmauerwerk 95 4 Bemessung druckbeanspruchten Lehmmauerwerks auf Basis von Din En 1996/na 102 5 Zusammenfassung und Ausblick 108 6 Danksagung 109 Literatur 109 B 2 Normen im Lehmbau 111 Christof Ziegert, Ulrich Röhlen 1 Einleitung 113 2 Struktur und bauaufsichtliche Einordnung der Regelwerke im Lehmbau 116 3 Ausgewählte Inhalte der Normen zum Lehmbau 117 Literatur 125 Inhaltsverzeichnis ix B 3 Konservierung von mesopotamischen Lehmsteinbauten in Uruk (Südirak), der ersten Metropole der Menschheit 127 Jasmine Alia Blaschek, Christof Ziegert 1 Einleitung 129 2 Kulturhistorischer Hintergrund der Architekturreste in Uruk 129 3 Archäologischer Hintergrund 132 4 Entwicklung und Umsetzung einer Erhaltungs- und Ausbildungsstrategie 132 5 Bereits durchgeführte Erhaltungsmaßnahmen 133 6 Ausblick 150 7 Danksagung 150 Literatur 151 C Konstruktive Details (Bauphysik) C 1 Erdbebennachweis von Mauerwerksbauten nach DIN EN 1998-1 153 Christoph Butenweg, Thomas Kubalski, Christoph Gellert, Khaled El-Deib 1 Einleitung 155 2 Erdbebeneinwirkung: Din En 1998-1/na 155 3 Seismisches Verhalten von Mauerwerksbauten 158 4 Auslegung mit konstruktiven Regeln 170 5 Rechenverfahren 171 6 Berechnungsbeispiele 176 7 Zusammenfassung 188 Literatur 188 C 2 Technische Erweiterung und kulturelle Bedeutung von Eisenbahngewölbebrücken 191 Conrad Pelka, Johanna Monka, Gregor Schacht, Steffen Marx 1 Erhalt von Gewölbebrücken – eine Verpflichtung 193 2 Eisenbahn(gewölbe)brücken 194 3 Konstruktion von Eisenbahngewölbebrücken 199 4 Typische Schäden bei Gewölbebrücken 206 5 Generalsanierung 211 6 Eine nachhaltige Zukunft mit Gewölbebrücken 216 7 Beispielbauwerke 218 8 Analyse zur erhöhten Lebenserwartung ausgewählter Gewölbebrücken in und um Leipzig 236 9 Zusammenfassung 236 10 Potenzial 237 Literatur 239 C 3 Brandschutzbemessung von Mauerwerkskonstruktionen nach Eurocode 6 243 Thorsten Mittmann 1 Gesetzliche Grundlagen 245 2 Brandschutztechnische Anforderungen an die Bauteile 245 3 Erläuterungen der Begriffe 248 4 Nachweise im bauaufsichtlichen Verfahren 249 5 Maßgebende Nachweise bei Mauerwerkskonstruktionen 249 6 Brandschutztechnische Bemessung von Mauerwerk 253 7 Zusammenfassung 255 Literatur 256 D Mauerwerk im Bestand D 1 Natur und Denkmal: Mauerwerksinstandsetzung im Spannungsfeld zwischen zwei Erhaltungszielen 257 Christian Kayser 1 Allgemeines 259 2 Fallbeispiel: Zitadelle Mainz 269 Literatur 273 E Innovationen im Mauerwerksbau E 1 Digitale Transformation im Bauwesen – Grundlagen zur künstlichen Intelligenz und deren Anwendung im Wohnungsbau 275 Michael A. Kraus, Mathias Obergrießer Begriffsverzeichnis/Dictionary 277 1 Einleitung und Motivation 281 2 Digitale Transformation als Voraussetzung für den Einsatz von künstlicher Intelligenz – Status quo und aktuelle Trends im Bauwesen 282 3 Einführung in die künstliche Intelligenz sowie das maschinelle und tiefe Lernen 283 4 Anwendungsbeispiele zum Einsatz von künstlicher Intelligenz im Wohnungsbau 293 5 Potenziale und Zukunftstrends von künstlicher Intelligenz im Mauerwerksund Wohnungsbau 301 6 Fazit und Ausblick 302 Literatur 305 F Forschung F 1 Übersicht über laufende Forschungsvorhaben im Mauerwerksbau 309 Jonathan Schmalz, Simon Gille, Jennifer Gebhardt 1 Laufende Forschungsvorhaben 315 Stichwortverzeichnis 335

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Book SynopsisIn seinem 49. Jahrgang begleitet der Mauerwerk-Kalender die erfolgreiche Bauart als verlässliches Nachschlagewerk mit den Eigenschaftswerten von Mauersteinen, Mauermörtel, Mauerwerk und Putzen, mit der aktuellen Übersicht über die Allgemeinen Bauaufsichtlichen Zulassungen bzw. Allgemeinen Bauartgenehmigungen dieses Fachgebietes und mit der Zusammenstellung der geltenden technischen Regeln für den Mauerwerksbau. Ein Schwerpunkt des diesjährigen Kalenders ist das klimaeffiziente und nachhaltige Bauen mit Mauerwerk. In mehreren Beiträgen wird ausführlich auf Methoden zur Erreichung von Klimaneutralität in den Baustoffen eingegangen. Zusätzlich werden die Ergebnisse der Meta-Studie zusammengefasst und die Ansätze zur Berücksichtigung der Recarbonatisierung von zement- und kalkgebundenen Mauersteinen erläutert. Im Rahmen der Nachhaltigkeitsdebatte spielt auch die Kosteneffizienz eine maßgebende Rolle. Wie kostenoptimiertes Bauen funktionieren kann, wird ebenfalls in einem umfassenden Beitrag erläutert. Den wesentlichen Schwerpunkt in dieser Ausgabe bildet die Befestigungstechnik. In zwei ausführlichen Beiträgen wird nicht nur der Stand der Technik wiedergegeben, sondern sich auch dem komplexen Thema der Befestigung von absturzsichernden Fenstern angenommen. Weitere Beiträge beschäftigen sich mit der Bestandsanalyse und Sanierungskonzepten für bestehende Konstruktionen. Abgerundet wird dieser Teil durch ein hochaktuelles Projektbeispiel. Das abschließende Kapitel gibt eine Übersicht zu laufenden Forschungsvorhaben im Mauerwerksbau.Table of ContentsA Normen und Baustoffe A 1 Eigenschaften und Eigenschaftswerte von Mauersteinen, Mauermortel und Mauerwerk 1Michael Raupach, Dorothea Saenger, Bernd Winkels A 2 Neuentwicklungen im Mauerwerksbau mit allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung (abZ) bzw. mit allgemeiner Bauartgenehmigung (aBG) 17Jennifer Gebhardt, Simon Gille A 3 Geltende Technische Regeln fur den Mauerwerksbau (Deutsche, Europaische und Internationale Normen) (Stand 10.03.2023) 61Benjamin Purkert B Gestaltung und Konstruktion (Neubau) Roadmaps zur Klimaeffizienz B 1 Der Weg der deutschen Kalksandsteinindustrie zur Klimaneutralitat bis 2045 83Wolfgang Eden, Zakaria Istanbuly B 2 Roadmap fur eine treibhausgasneutrale Ziegelindustrie in Deutschland 91Katharina Armbrecht B 3 Wege zu einer treibhausgasneutralen Porenbetonindustrie in Deutschland 103Torsten Schoch, Oliver Kreft, Hartmut Walther, Berit Straube Geschosswohnungsbau/Kostengünstiges Bauen B 4 Recarbonatisierung von zement- und kalkgebundenen Mauersteinen 121Ronald Rast, Sebastian Pohl B 5 Qualitatssiegel Nachhaltiges Gebaude (QNG) 133Sebastian Pohl B 6 Kostenoptimiertes Bauen im Wohnungsbau 155Dietmar Walberg B 7 Blauer Turm Bad Wimpfen 179Mark Böttges, Helmut Maus, Peter Kifinger C Konstruktive Details (Bauphysik) C 1 Ausfuhrung von Mauerwerkskonstruktionen 223Dieter Figge C 2 Mauerwerkinstandsetzung durch Verpressanker 263Birger Gigla C 3 Befestigungen im Mauerwerksbau 299Jürgen H.R. Küenzlen, Eckehard Scheller, Rainer Becker, Thomas Kuhn, Thorsten Immel C 4 Befestigung absturzsichernder Fenster 367Jürgen H.R. Küenzlen, Eckehard Scheller, Hermann Hamm, Rainer Becker, Thomas Kuhn D Mauerwerk im Bestand D 1 Nachhaltigkeitsbewertung von Wohngebauden 415Birger Gigla D 2 Bauwerksdiagnostik als Grundlage fur Sanierungskonzepte historischer Eisenbahngewolbebrucken 443Conrad Pelka, Erik Meichsner, Sven Unger, Johanna Monka-Birkner, Steffen Marx E Forschung E 1 Ubersicht uber abgeschlossene und laufende Forschungsvorhaben im Mauerwerksbau 505Jonathan Schmalz, Simon Gille, Jennifer Gebhardt

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Book SynopsisDer Bauphysik-Kalender 2024 gibt Praxishinweise für die klimagerechte Planung von Gebäuden, aber auch von urbanen Räumen. Diese sind durch die hohen Verdichtungen und Versiegelungen besonders anfällig gegenüber der Klimaveränderung mit häufigeren Extremwetterereignissen. Aber sie sind gestaltbare Orte, an denen durch eine interdisziplinäre und zukunftsorientierte Planung eine weitere Verschärfung des Klimawandels gebremst und die Resilienz von Mensch, Flora und Fauna gegenüber seinen Folgen gestärkt werden kann. Das Buch bietet aktuelles Wissen um bauphysikalische Prozesse zu verstehen, Potenziale von Konstruktionen gezielt auszuschöpfen und die Gebäudetechnik und Automatisierung funktional zu halten. Außerdem werden Tools und Nachweisverfahren getestet und kommentiert, mit deren Hilfe Bilanzen über die Umweltwirkungen von Gebäuden bzw. Bewertungen der Klimaanpassung von Gebäuden ermittelt werden können. Der zweite diesjährige Schwerpunkt Brandschutz widmet sich der Holzbauweis

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Book SynopsisKraft-Wärme-Kopplung in Heizkraftwerken, Wärmerückgewinnung aus Abluft oder aus Abwasserströmen - wo immer ein hoher energetischer Wirkungsgrad gefragt ist, müssen Verfahren und Prozesse in geeigneter Form miteinander gekoppelt werden. Verlustenergien, wie sie bei konventionellen Prozessen anfallen, lassen sich auf diese Weise nutzen, was Energie einspart und Ressourcen schont. Damit das angestrebte Ziel nicht nur für einzelne Spezialisten erreichbar ist, werden gewonnene Erfahrungen verallgemeinert und in Empfehlungen, den verfahrens- und energietechnischen Kompositionsregeln, zusammengefasst. Praxisnah zeigt dieses Buch, wie energieeffiziente Verfahren und Prozesse aufgebaut beziehungsweise aufzubauen sind, und erläutert die komplexen thermodynamischen Aspekte der Energieumwandlung bei Entwurf und Optimierung verfahrenstechnischer und verwandter Systeme. Zusammenhänge werden erkennbar und helfen, eine eigene Systematik zu entwickeln. Mit Beispielen, die sich am beruflichen Alltag der Verfahrenstechniker ausrichten, wird jede Regel veranschaulicht. Eine umfassende Einführung für Studenten der Verfahrenstechnik, Energietechnik, Heizungs- und Klimatechnik und anderer Ingenieurwissenschaften sowie das ideale Werkzeug für den beruflichen Alltag von Ingenieuren der Verfahrens- und Wärmetechnik sowie von Chemieingenieuren.Trade Review"Ein geeignetes Kreativ-Werkzeug für den beruflichen Alltag von Ingenieuren." KI - Kälte Luft Klimatechnik (7-8/2012, 01.08.2012) "Der Autor, der Chemie- und Wärmetechnikingenieur Herbert Müller, beleuchtet intensiv die Thermodynamik bei Energiegewinnung und -umwandlung. Das liegt dem ehemaligen Lehrstuhlinhaber der Hochschule Wismar angesichts der zunehmenden Bedeutung der Kraft-Wärme-Kopplung am Herzen. Gedacht ist sein Buch für Studierende und als Nachschlagewerk." VDI Nachrichten (23.12.2011) "Es gibt zur Lösung des Energieproblems nur eine Strategie mit Erfolgsaussichten, nämlich die Nutzung erneuerbarer Energien gekoppelt mit einer Erhöhung der Energieeffizienz. (...) Im vorliegenden Buch (werden) diesbezüglich gewonnenen Erfahrungen verallgemeinert und in Empfehlungen, den verfahrens- und energietechnischen Kompositionsregeln, zusammengestellt." Hlh.de (19.09.2011)Table of ContentsVorwort XI 1 Das Umfeld der Aufstellung und Nutzung von Kompositionsregeln 1 1.1 Kosten und Kostenreduzierung in verfahrenstechnischen Systemen 1 1.2 Strategische Orientierungen und Maßnahmeklassen der Rationalisierung 2 1.3 Funktions- und Prinzipstrukturen 6 2 Allgemeine Kompositionsregeln 13 2.1 Überblick und Wiederverwertungsregel 13 2.2 Regeln, die sich unmittelbar aus den Rationalisierungs-Maßnahmeklassen ableiten 15 2.2.1 Anergienutzungsregel 15 2.2.1.1 Beispiel: Wärmepumpeneinsatz (betrifft Nr. 9 und Nr. 11 nach Abb. 1.4) 16 2.2.1.2 Beispiel: Kühlung warmer Stoffe (Nr. S2 nach Abb. 1.4) 18 2.2.2 Intervallteilungsregel 20 2.2.2.1 Beispiele zur Anwendung der Intervallteilungsregel in ihrer direkten Form 22 2.2.2.2 Beispiele zur Anwendung der Intervallteilungsregel in ihrer Umkehrform 33 2.2.2.3 Zusammenfassung 38 2.2.3 Exergiekonzentrierungsregel 38 2.2.3.1 Beispiel: Wärmetrafoeinsatz bei der Klärschlammtrocknung 38 2.2.4 Temperaturwechselungsregel 41 2.2.4.1 Beispiel: Flüssigkeitsunterkühlung in Kälteprozessen 42 2.2.4.2 Beispiel: Regenerative Speisewasservorwärmung im Dampfkraftprozess 43 2.2.5 Beimischregel 44 2.2.5.1 Beispiel: Beimischregelung in der Heizungs- und Feuerungstechnik 44 2.2.5.2 Beispiel: Kondensationswärmerückgewinnung mittels sog. „Dampfpumpe“ 45 2.2.6 Splittungsregel 46 2.2.6.1 Beispiel: Verdichtersatz für Wärmepumpen 47 2.2.6.2 Beispiel: Kapazitätsquantelung bei Pumpensystemen 48 2.2.6.3 Beispiel: Werkhallenbeheizung und Kaltwärmezufuhr von Wärmepumpen 48 2.2.7 Partnerwahlregel 49 2.2.7.1 Beispiel: Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung KWKK 50 2.2.7.2 Beispiel: Wärmerückgewinnung bei thermischen Prozessen mit stückigen Gütern 51 2.2.7.3 Beispiel: Anlagenkomposition nach der Pinch-Point-Methode 53 2.2.7.4 Beispiel: Gekoppelte Kompressions-/Absorptionskühlanlage 56 2.2.7.5 Beispiel: Rückgewinnung mechanischer Energie – Umkehrosmose 56 2.3 Regeln, die die Wahl der Arbeits- oder Hilfsstoffe betreffen 57 2.3.1 Zusatzstoffregel 57 2.3.1.1 Beispiel: Sorptionskreisprozesse 59 2.3.1.2 Beispiel: Platen-Munters-Prinzip 65 2.3.1.3 Beispiel: Führen von Phasenwandlungsprozessen in einem Trägergas zur Potentialverschiebung – Verdunstung 65 2.3.1.4 Beispiel: Klimatisierung und verbesserte Wärmerückgewinnung durch Hinzunahme von Sorbentien 68 2.3.1.5 Beispiel: Cheng- oder STIG-Prozess (Steam Injected Gas Turbine) 70 2.3.1.6 Beispiel: Ausfrieren 71 2.3.1.7 Beispiel: „Schleppmittel“-Rektifikation 72 2.3.1.8 Beispiel: Regenerative Wärmeübertragung 72 2.3.1.9 Zusammenfassende Bemerkung 73 2.3.2 Gleichstoffregel 73 2.3.2.1 Beispiel: WDK-Prozess 73 2.3.2.2 Beispiel: Brüdenverdichtung (andere Bezeichnung: Thermokompression) 74 2.3.2.3 Beispiel: Hochtemperatur-Gasexpansion zur Effektivierung der Wiederverdampfung von verflüssigtem Methan – Fortsetzung des Beispiels in Abschnitt 2.2.2.2.2 76 2.3.2.4 Beispiel: Ruths-Dampfspeicher 77 2.4 Regeln, die die Strukturbildung direkt betreffen 77 2.4.1 Überlagerungsregel 77 2.4.1.1 Beispiel: Lüftungs- und Heizungsanlagen – vgl. Abb. 2.34 78 2.4.2 Diversifizierungsregel 80 2.4.2.1 Beispiel: Hintereinandergeschaltete Kraftprozesse 80 2.4.3 Stufenbildungsregel 82 2.4.3.1 Beispiel: Mehrstufige Kompressionskälteanlagen 82 2.4.3.2 Beispiel: Arbeitsmittelgemische in der Tieftemperatur-Kältetechnik 83 2.4.3.3 Beispiel: Rektifikation 83 2.4.3.4 Beispiel: Partielle Kaskadenschaltung – Wärmepumpe mit Hilfskreislauf 84 2.4.4 Kompaktierungsregel 85 2.4.4.1 Beispiel: Flexibilisierung des Sorptions-BHKW 85 2.4.4.2 Beispiel: Kombinierte Kompressions-Absorptionswärmepumpe 86 2.4.4.3 Beispiel: Multi-effect- und Multi-lift-Überlagerung – Teil I 87 2.4.5 Substitutions- und Kompensationsregel 92 2.4.5.1 Beispiel: Kreisprozess-Elementar- und -Kombifälle 93 2.4.5.2 Beispiel: Multi-effect- und Multi-lift-Überlagerung – Teil II 93 2.4.5.3 Beispiel: Wärmerückgewinnung bei Druckluft 96 2.4.6 Ortsänderungsregel 97 2.4.6.1 Beispiel: Kalte Fernwärmeversorgung 98 2.5 Regeln, die das Zeitverhalten betreffen 100 2.5.1 Funktionsumkehrregel 100 2.5.1.1 Beispiel: Zeitgleiche Wärme-Kältekopplung (bei Druckluftkühlung, Trocknung, Lebensmittelmärkten) 102 2.5.1.2 Beispiel: Wärmeübertrager als Heizer und Kühler 103 2.5.1.3 Beispiel: Zeitlich alternierende Wärme-Kälte-Kopplung 103 2.5.1.4 Beispiel: Adsorptive Kühlung 105 2.5.1.5 Beispiel: Alternierend Kraft- und Arbeitsmaschine 108 2.5.1.6 Beispiel: Thermodiffusions-Intervalltrocknungsverfahren 108 2.5.1.7 Beispiel: Absorptionskälteanlagen als Wärmetransformator in verfahren-/verarbeitungstechnischen Prozessen 109 2.5.2 Flexibilitätsregel 110 2.5.2.1 Beispiel: Direktantrieb von Arbeitsmaschinen u. ä. 110 2.5.2.2 Beispiel: Zusatzfeuerung beim GuD-Prozess 111 2.5.2.3 Beispiel: Großkälteanlage zum Heizen und Kühlen in Helsinki/Finnland 111 2.5.2.4 Beispiel: Bypassverwendung 112 2.5.2.5 Beispiel: Flexible Raumklimatisierung bei Wärme-Kälte-Kopplung 114 2.5.3 Ausgleichungsregel 115 2.5.3.1 Beispiel: Netzarten 115 2.5.3.2 Beispiel: Energiespeicherung 119 2.5.3.3 Beispiel: „Multifunktionales“ Fernwärmenetz 124 2.6 Weitere allgemeine Regeln, die sich keiner bisherigen Gruppe zwanglos zuordnen lassen 125 2.6.1 Zeit-und-Ort-Regel 125 2.6.1.1 Beispiel: Thermowechselspeicher 126 2.6.1.2 Beispiel: Mehrkolbenverbundtechnik 128 2.6.2 Ausgewogenheitsregel 129 2.6.2.1 Beispiel: Funktionsdifferenzierte Dieselmotorenanlage – der „Isomotor“ 130 2.6.2.2 Beispiel: Funktionsintegrierte Bauelemente 131 2.6.3 Von-Selbst-Regel 132 2.6.3.1 Beispiel: Passive Kühlung durch Nachtlüftung 135 2.6.3.2 Beispiel: Schwerkraftbedingte Von-Selbst-Lösungen 136 2.6.3.3 Beispiel: „Von-Selbst“-Drucklufttrocknung 138 2.6.4 Öffnungsregel 139 2.6.4.1 Beispiel: Geschlossene und offene Heizungssysteme 140 2.6.4.2 Beispiel: Hochtemperaturbrennwertnutzung 141 2.6.4.3 Beispiel: Offene Geschlossenheit 144 2.6.4.4 Beispiel: Gasturbine – Schließen bisher offener Systeme 145 2.6.5 WEPOL-Regel 146 2.6.5.1 Beispiel: Katalyse 148 2.6.5.2 Beispiel: Schutzgasmoduliertes Schweißen 148 2.6.6 Prioritätsregel 150 2.6.6.1 Beispiel: Integrierte Energieversorgung eines Krankenhauskomplexes 150 3 Spezielle Kompositionsregeln für ausgewählte Prozesse 153 3.1 Überblick 153 3.2 Kreisprozesse 155 3.3 Wärmeübertragung (bzw. Wärmeübertrager) 157 3.3.1 Beispiel zu Regel WÜ 11: Wärmerückgewinnung aus Schlachtbetrieb-Abwasser 160 3.4 Verdampfung 161 3.4.1 Beispiel: Wasserentsalzung 167 3.5 Kristallisation 168 3.6 Trocknung 170 3.6.1 Beispiel zu den TR-Regeln: Trocknung eines organischen Breis zu Pulver 173 3.7 Sorption 175 3.8 Extraktion und Destillation/Rektifikation 180 3.9 Chemische Reaktionstechnik 182 3.9.1 Beispiel: Verknüpfung exo- und endothermer Reaktionen 184 4 Nutzung der Regeln für Anlagenanalysen 187 4.1 Beispiel: Perpetuum mobile II. Art 188 5 Komplexe Beispiele 191 5.1 Offene Kaltluftmaschine 191 5.2 Energetische Verbesserung der Trinkwassergewinnung aus feuchter Luft 193 5.3 Energierückgewinnung aus Trocknerabluft mit Kondensationswärmenutzung 195 5.4 Integrierte thermische Solarenergienutzung 201 5.5 Energieautarke Verarbeitungstechnik in landwirtschaftlichen Kooperativen 208 5.5.1 Kooperativen auf einer energetischen Basis ohne Biobrennstoffe 208 5.5.2 Kooperativen auf einer energetischen Basis mit Biobrennstoffen 213 5.6 Druckzellenmotor 216 6 Ausblick 221 Literaturverzeichnis 223 Anhang 1: Übersicht über die allgemeinen Kompositionsregeln 231 Anhang 2: Verzeichnis der Einzelbeispiele in den Kapiteln 2 bis 4 237 Stichwortverzeichnis 241

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Book SynopsisDiscussions about climate and energy often alternate between extremes, a consensus-based agreement seems to be impossible. Gerd Ganteför looks behind the hardened fronts and scrutinizes standard arguments - with surprising results.Trade Review"Lesen Sie dieses Buch! Ganteförs Buch sollte zur Pflichtlektüre für alle Nationen und Lehranstalten dieses Planeten, für Regierungen, Parlamente und Kommunalpolitiker gemacht werden. Es könnte dazu beitragen, globale Fehlentwicklungen zu erkennen und zu korrigieren." Isoliertechnik (2/2012) "Gerade wegen der Diskussion um Bevölkerungswachstum, Energieressourcen im Zusammenhang mit Klima kann man empfehlen, dieses Buch zu lesen." Chemie konkret - CHEMKON (2/2011) "Ganteför geht es darum, die richtigen Prioritäten zu setzen und die Risiken richtig abzuschätzen." Die Rheinpfalz am Sonntag (12.06.2011) / Pirmasenser Zeitung (14.06.2011) "Weltuntergangsszenarium oder Panikmache? Kaum ein Thema erhitzt die Gemüter aktuell wie das des Klimawandels. Doch gilt: Heiße Diskussionen brauchen eine Orientierung, wie sie dieses lesenswerte Buch in hervorragender Weise bietet. Der Autor schaut hinter die verhärteten Fronten und hinterfragt auf wissenschaftlicher Basis die Standardargumente mit überraschenden Ergebnissen." METALL (Dezember 2010) "Das Buch ist naturwissenschaftlich sachlich und fundiert geschrieben, ideologiefrei, kritisch gegenüber politisch gesteuerten und festgefahrenen Meinungen, verständlich, sprachlich gut formuliert, eloquent. Fazit: Das Buch ist sehr empfehlenswert für jeden, der bei einem jahrein-jahraus indoktrinierenden Trommelfeuer einer angeblich anthropogenen und CO2-bedingten Klima-Katastrophe, [...] noch Platz hat im Gehirn für unabhängiges naturwissenschaftliches Denken!" Naturwissenschaftliche Rundschau (März 2011) "Das Buch ist naturwissenschaftlich gut fundiert und dabei leicht zu lesen." Eigentümlich frei - Magazin (April 2011) "Physik-Professor Gerd Ganteför hat sich mit dem Thema Klimawandel beschäftigt und gibt Entwarnung. Sein populärwissenschaftliches Buch wird allerdings für Gesprächsstoff sorgen." Uni-Zeitung, Beilage des Südkurier (25.10.2010) "...Gerd Ganteför überprüft die gängigen Argumente, Mythen und Legenden: unabhängig, seriös und wissenschaftlich fundiert. So leistet er nicht nur eminent wichtige Aufklärungsarbeit, sondern fördert auch einige handfeste Überraschungen zu Tage...Selten sind solche Thesen mit so guten Argumenten vertreten worden wie in diesem Buch." Uni-online.de (23.12.2010) "Sehr unkonventionell und kritisch, aber auch sehr anschaulich." Deutschlandradio Kultur (19.12.2010) "Eine klare und verständliche Beschreibung der energiepolitischen Herausforderungen, vor denen die Menschheit heute steht, verbunden mit realistischen und zugleich pragmatischen Schlussfolgerungen, wie diese Herausforderungen zu meistern sind." Märkische Oderzeitung (18.11.2010) "Ganteför ist kein 'Klimaskeptiker', sondern ein Kritiker der Klimahysterie, die mit untauglichen Mitteln eine Erwärmung verhindern will, mit deren unausweichlichen Folgen wir uns rational und wirksam auseinander setzen sollten." PLUS LUCIS (05.12.2010) "Ganteförs Ziel ist es, durchaus gegen den Strich zu bürsten und mit liebgewonnen (Vor-)Urteilen aufzuräumen." Südkurier (05.11.2010) "Eine Lektüre, die sich lohnt gelesen zu werden, um damit nicht nur tieferes Wissen über unsere Welt, das Klima und dessen Entwicklungen zu erlernen, hingegen auch einmal aus einer anderen Perspektive die vielfach zu hörende Gegenseite der Weltuntergangsmaler zu betrachten." The Intelligence (26.10.2010) "Ein sehr, sehr meinungsstarkes Buch gegen den vermeintlichen 'Mainstream'!" Mittelstands Magazin (12/2010) "Das Buch ist eine klare Empfehlung für alle, die das Thema Klima und Energie interessiert und ein optimales Geschenk für alle, die glauben es eh besser zu wissen. Glückwunsch an Herrn Ganteför für ein wirklich gelungenes Buch." chemiestudent.deTable of ContentsVorwort ix Danksagung xi Teil I Einführung 1 1 Einleitung 3 Die Propheten des Weltuntergangs 3 Das Konzept des Buches und seine Thesen 12 2 Fakten: Was ist die Ausgangslage? 17 Energie 17 Bevölkerung 25 Klima 27 3 Ein Blick über den Tellerrand 31 Was meinen die anderen? 31 Fünfzehn Bücher zum Vergleich 31 Einordnung des vorliegenden Buches 35 Teil II Weltbevölkerung und Energiebedarf 37 4 Die Bevölkerungsexplosion – von 10 Millionen auf bald 10 000 Millionen 39 5 Fünf Milliarden Menschen passen auf die Erde. Mehr nicht 45 6 Je ärmer, umso mehr Kinder 53 7 Die armen Länder brauchen bezahlbare Energie 59 Teil III Energie 69 8 Klassische Energien: der Ast, auf dem wir sitzen 71 Der Ursprung von Kohle, Erdöl und Erdgas 72 Das Erdöl und das Auto 78 Erdgas: der ärgerliche Ersatz für das Erdöl 90 Kohle: die geheime Reserve für viele Jahrhunderte 95 Kernenergie: politisch, kraftvoll, unheimlich 107 Die Endlagerung oder: Wie gefährlich ist der Schwarzwald? 119 9 Grüne Energien: mäßiges Potenzial, aber sehr gute Presse 127 Sonnenenergie: schwach und teuer, aber beliebt 127 Windkraft: preisgünstig, aber weniger beliebt 143 Biomasse: Benzin aus Brot? 151 Wasserkraft: zuverlässig, stark und preisgünstig 162 10 Neue Energien: hohes Potenzial, aber wenig Presse 169 Geothermie: ein Mauerblümchen mit großer Zukunft 169 Fusion: Wir holen die Sonne auf die Erde 180 11 Exotische Energien: viel Lärm um nichts 189 Energie aus dem Meer 189 Noch einmal Sonne – Aufwindkraftwerke 196 Teil IV Klima 199 12 Das Klima der Vergangenheit: Daraus kann man lernen 201 Die ersten Milliarden Jahre 201 Die letzte Million Jahre: eine Eiszeit nach der anderen 209 Die letzten 10 000 Jahre: einigermaßen warm 216 13 Die Klimaveränderungen heute und morgen 227 Heute: Es ist wärmer geworden. Das ist alles. 227 Die nächsten 100 Jahre: Kein Grund zur Panik! 239 Die nächsten 1000 Jahre: Skifahren nur noch am Südpol 247 Teil V Die Thesen 253 These I 255 Für den Umweltschutz muss der Lebensstandard in den wenig entwickelten Ländern angehoben werden. Dazu sind modern Kohle- und Kernkraftwerke notwendig. These II 257 Die Folgen der Klimaerwärmung sind nicht katastrophal und bringen sogar einige Vorteile. These III 259 Für den Umweltschutz sollten gefördert werden: emissionsarme Kohlekraftwerke, moderne Kernenergie, Windenergie, Geothermie und Kernfusion. Die Subventionen für Biotreibstoffe, Holzpellets und Solarenergie schaden mehr, als dass sie nützen. Literaturverzeichnis 263 Register 279

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Book SynopsisZukunft sichern durch Nachhaltigkeit? Bioverfahrenstechnik bedeutet einen wichtigen Schritt auf dem Weg dorthin. Sie ersetzt klassische chemische Syntheseverfahren durch nachhaltige biologische Verfahren und vereint unterschiedliche Gebiete aus dem naturwissenschaftlichen und ingenieurtechnischen Bereich. Mit diesem Buch wird allen, die an der Entwicklung biotechnologischer Prozesse beteiligt sind, ein Werk an die Hand gegeben, das die einzelnen Aspekte der Bioverfahrensentwicklung darstellt und zu einem Gesamtbild zusammenfügt: Mikrobiologie, Molekularbiologie, Zellbiologie und Biochemie sowie die ingenieurtechnischen Bereiche Elektrotechnik, Informatik, Steuerungstechnik, Maschinenbau und Verfahrenstechnik - jeweils aus dem Blickwinkel der Verfahrensentwicklung betrachtet. Mit klaren, praxisorientierten Verfahrensbeispielen werden die beschriebenen Prozesse erklärt. Im Vordergrund stehen dabei Verfahren, die in der Industrie eine wichtige Rolle spielen. Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen, die bei der Entwicklung eines Verfahrens schon im Anfangsstadium eine entscheidende Rolle spielen, ist ein ganzes Kapitel gewidmet. Die zweite Auflage des Erfolgstitels von 2003 ist ein Muss für alle Studenten der Biotechnologie und Verfahrenstechnik und das ideale Nachschlagewerk für Ingenieure der Verfahrenstechnik, Biochemiker und Pharmazeuten. Stimmen zur 1. Auflage: 'Das Buch ist ein nützlicher Begleiter in der täglichen Praxis und kann sowohl als Lehrbuch wie auch als Nachschlagewerk verwendet werden.' BIO WORLD, Dr. C. Andretta 'Dieses Buch richtet sich an alle, die einen Beitrag zur Entwicklung eines biotechnologischen Prozesses leisten möchten. Es informiert sehr ausführlich über die Bioverfahrensentwicklung und ermöglicht, sich ein Gesamtbild zu verschaffen. Es ist auch als Lehrbuch für das Gebiet Bioverfahrenstechnik gut geeignet.' F & S (Filtrieren und Separieren)Trade Review"Mich als Student der Biotechnologie hat dieses Buch überzeugt. Es stellt den roten Faden zwischen den vielen zum Teil doch unterschiedlichen Disziplinen her...Alles in allem ein sehr empfehlenswertes Buch." Dirk Dägele, 6. Semester Biotechnologie an der Fachhochschule für Technik und Gestaltung, Mannheim Uni-Online "Das Buch ist ein nützlicher Begleiter in der täglichen Praxis und kann sowohl als Lehrbuch wie auch als Nachschlagewerk verwendet werden." BIO WORLD, Dr. C. Andretta "Dieses Buch richtet sich an alle, die einen Beitrag zur Entwicklung eines biotechnologischen Prozesses leisten möchten. Es informiert sehr ausführlich über die Bioverfahrensentwicklung und ermöglicht, sich ein Gesamtbild zu verschaffen. Es ist auch als Lehrbuch für das Gebiet Bioverfahrenstechnik gut geeignet." F & S "Alles in allem eignet sich dieses Buch bestens zur Vertiefung und Auffrischung des theoretischen und praktischen Wissens aus dem Bereich der Biotechnologie. Sowohl Studenten aus dem Hauptstudium der angewandten Naturwissenschaften als auch Ingenieuren mit langjähriger Berufserfahrung finden alles Wissenswerte in diesem Werk. Es kann durchaus als ein Standardwerk der angewandten Biotechnologie angesehen werden." Uni-Online "Im Großen und Ganzen vermittelt dieses Buch einen breiten Überblick über die relevanten Themen der Bioverfahrenstechnik...Allerdings erhält auch der unerfahrene Leser durch die gute Gliederung und die leichverständliche Schreibweise einen guten Überblick über die behandelten Themen, welche durch Schaubilder, Diagramme, Tabellen und mathematischen Formeln gut ergänzt werden." Patrick Heinemann Uni-Online "Das Lehrbuch ist ein sehr verständlich geschriebenes Werk, das die Komplexität der Bioverfahrensentwicklung sehr gut veranschaulicht und als Nachschlagewerk sehr gut geeignet ist...Das Lehrbuch ist all denen zu empfehlen, die Interesse an den Grundlagen eines verfahrenstechnischen Prozesses in der Biotechnologie haben und offen für mathematische Formeln sind." erscheint voraussichtlich in: Rundschau für Fleischhygiene und Lebensmittelüberwachung "Je weiter man im Buch fortschreitet, desto mehr Zusammenhänge sind zu erkennen und es entsteht ein abgerundetes Bild über die Entwicklung von Bioverfahren. Abschließend möchte ich sagen, dass für mich als Biologiestudentin die Storhas "Bioverfahrensentwicklung" jeden Cent ihres Preises wert ist und einen detaillierten, umfangreichen und trotzdem verständlichen Einblick bietet." Uni-onlineTable of ContentsDank für besondere Unterstützung bei der Neuauflage und bei der ersten Auflage V Vorwort zur ersten Auflage XIX Vorwort zur zweiten Auflage XXII Formelzeichenerklärung XXIII Indexerklärung XXIX Abkürzungsverzeichnis XXXIII 1 Leistungsfähigkeit der Bioverfahrenstechnik 1 1.1 Allgemeine Betrachtungen 1 1.2 Einsatzfelder und Produktgruppen 2 1.2.1 Leistungsdarstellung der Bioverfahrensentwicklung 3 1.2.2 Bioverfahrensentwicklung in der Nahrungsmittelindustrie 5 1.2.2.1 Vorrangige Vorteile der Bioverfahrensentwicklung 5 1.2.2.2 Zunehmende Bedeutung der Bioverfahrensentwicklung 6 1.2.2.3 Einsatzgebiete 6 1.2.2.4 Einsatz von genetisch veränderten Mikroorganismen in der Nahrungsmittelindustrie 8 1.2.3 Gentechnologie 18 1.3 Voraussetzungen für den Einsatz der Bioverfahrenstechnik 18 1.3.1 Aufgaben der Forschung und Entwicklung 18 1.3.2 Optimierung der Verfahrensoperationen 19 1.3.3 Harmonisierung der Arbeitsgruppen 21 1.3.4 Integrierter Umweltschutz – agierender Umweltschutz 22 1.4 Märkte und Marktanteile biotechnologischer Produkte 22 2 Arbeitsgebiete der Bioverfahrenstechnik 25 2.1 Einführende Betrachtungen 25 2.2 Stellung und Aufgaben der Mikrobiologie 26 2.2.1 Beschaffung und Auswahl eines potenziellen Produktionsstammes 27 2.2.1.1 Anreicherung und Isolierung 29 2.2.1.2 Screening 32 2.2.2 Stammentwicklung bzw. Stammverbesserung 34 2.2.3 Überproduktion von Metaboliten –Stammentwicklung durch Metabolic Engineering 38 2.2.4 Haltung und Führung von Produktionsstämmen 43 2.2.4.1 Gefriertrocknung (Lyophilisation) 43 2.2.4.2 Tiefkühllagerung und Gefrierkonservierung 44 2.3 Stellung und Aufgaben der Molekularbiologie 46 2.3.1 Gentechnischer Zugriff auf Stoffwechselwege 46 2.3.2 Gentechnische Übertragung von Synthesepotenzialen 49 2.3.3 Expressionssysteme 51 2.3.3.1 Transkriptionsbestimmende Elemente 54 2.3.4 Produktionssysteme für rekombinante Proteine 56 2.3.5 Vor- und Nachteile gängiger Expressionssysteme 66 2.4 Stellung und Aufgaben der Zellkulturtechnik 69 2.4.1 Grundlagen der Zellbiologie 71 2.4.1.1 Cytologie 71 2.4.1.2 Zellorganellen 74 2.4.1.3 Extrazelluläre Matrix 78 2.4.2 Zellkulturen und Zelllinien 79 2.4.2.1 Primärkultur und primäre (adhärente) Zelllinien 79 2.4.2.2 Kontinuierliche Zelllinien 80 2.4.2.3 Organkulturen 82 2.4.2.4 Adhärente Zellkulturen: Microcarrier 82 2.4.2.5 Adhärente Zellkulturen: Roller Bottles 84 2.4.2.6 Suspensionskulturen 84 2.4.3 Rekombinante Proteinexpression in Säugerzellen 85 2.4.3.1 Expressionsvektoren 86 2.4.3.2 Episomale Vektoren 91 2.4.3.3 Stabile Transfektion und Amplifikation 92 2.4.3.4 Klonierung 94 2.4.3.5 Kryokonservierung und Zellbänke 98 2.4.3.6 Transiente Transfektion 98 2.4.4 Grundlegende Labortechnik 99 2.4.4.1 Subkultivierung von Zellen 99 2.4.4.2 Kontamination 102 2.4.5 Monitoring von Zellkulturen 104 2.4.5.1 Zellzahl und Vitalität 106 2.4.6 Medien für die Zellkulturtechnik 108 2.4.6.1 Entwicklung der Säugerzellmedien 109 2.4.6.2 Serumhaltige Medien 111 2.4.6.3 Seren 111 2.4.6.4 Serumfreie Medien 112 2.4.6.5 Puffersysteme: Natriumhydrogencarbonat 114 2.4.6.6 Puffersysteme: 4-(2-Hydroxyethyl)-1-piperazinethansulfonsäure (HEPES) 115 2.4.6.7 Monitoring von Mediumsbestandteilen und Metaboliten 115 2.5 Stellung und Aufgaben der Biochemie 117 2.5.1 Merkmale von Stoffklassen und deren Eigenschaften 117 2.5.1.1 Aminosäuren 117 2.5.1.2 Proteine 119 2.5.1.3 Lipide 125 2.5.1.4 Kohlenhydrate 128 2.5.1.5 Nucleinsäuren 132 2.5.1.6 Vitamine/Coenzyme 134 2.5.2 Katabolische und anabolische Stoffwechselvorgänge 136 2.5.2.1 Enzymatische Katalyse 136 2.5.2.2 Regulation der Stoffwechselvorgänge 136 2.5.2.3 Untersuchung von Stoffwechselvorgängen 139 2.5.2.4 Stoffwechsel von Lipiden 140 2.5.2.5 Stoffwechsel von Proteinen und Aminosäuren 141 2.5.2.6 Stoffwechsel von Kohlenhydraten 144 2.5.3 Grundmechanismen der Energiegewinnung 148 2.5.3.1 Zentrale Rolle des Acetyl-CoA im Stoffwechsel 148 2.5.3.2 Tricarbonsäurecyclus und Oxidative Phosphorylierung 149 2.5.4 Stoffanalytik – Hilfe für das Downstream-Processing 151 2.5.4.1 Analytische Methoden der Biochemie 151 2.6 Informatik – Messen, Regeln und Steuern von Prozessen 153 2.6.1 Messgrößen – Einflussgrößen – Zielgrößen – Monitoring 155 2.6.1.1 Primärparameter 156 2.6.1.2 Sekundärparameter 158 2.6.1.3 Zuordnung der wichtigsten Prozessgrößen 166 2.6.1.4 Monitoring 167 2.6.1.5 Offline-Monitoring 174 2.6.1.6 Berechenbare Größen 176 2.6.2 Regelalgorithmen und Automatisierung 181 2.6.2.1 Regelkonzepte – Fuzzy-Logik, Prädikation, Neuronale Netze 181 2.6.2.2 Automatisierung und Automatisierungsgrad 184 2.6.3 Das Prozessleitsystem (PLS) 187 2.6.3.1 Anforderungen an das Prozessleitsystem 187 2.6.3.2 Beschreibung eines Prozessleitsystems 190 2.6.3.3 Aufbau von Steuerprogrammen 191 2.6.3.4 Menüanwahl/Programmablauf 192 2.6.4 Einführung in die Bioinformatik 195 2.6.4.1 Zum Begriff der Bioinformatik 195 2.6.4.2 Entwicklung der Bioinformatik 196 2.7 Stellung und Aufgaben der Verfahrenstechnik 197 2.7.1 Bedarf und Abbau von Mediumsbestandteilen 200 2.7.1.1 Bestandteile von Fermentationsmedien 200 2.7.1.2 Allgemeine Substratansprüche der Mikroorganismen 201 2.7.1.3 Substrate zur technischen Mikroorganismenzucht 203 2.7.1.4 Kohlenstoffquellen 203 2.7.1.5 Stickstoffquellen 204 2.7.1.6 Abbau und Verwertung der Substrate 205 2.7.1.7 Abbau von Proteinen und Nucleinsäuren 205 2.7.1.8 Abbau von Kohlenhydraten 207 2.7.1.9 Antibiotika und Induktoren 207 2.7.2 Versuchsplanung 208 2.7.2.1 Faktorielle Versuchsplanung 209 2.7.2.2 Statistische Versuchsplanung 211 2.7.2.3 Genetischer Algorithmus 216 2.7.3 Maßstabsübertragungsregeln 219 2.7.3.1 Grundsätzliches zur Ähnlichkeitstheorie 223 2.7.3.2 Modellgesetze 225 2.7.3.3 Verfahrenstechnische Primäraufgaben 227 2.7.3.4 Leistungsberechnung 230 2.7.3.5 Maßstabsvergrößerung von Rührwerkbioreaktoren 236 2.7.3.6 Synchronisierte Parallelfermentation 239 2.7.4 Bilanzierung und Transportmechanismen 243 2.7.4.1 Bilanzgleichungen 243 2.7.4.2 Transportvorgänge 245 2.7.4.3 Wärmeleitung 251 2.7.4.4 Stoff-, Wärme- und Impulstransport an Phasengrenzen 253 2.7.4.5 Wandlungsgeschwindigkeiten 255 2.7.4.6 Design von verfahrenstechnischen Apparaten 256 2.7.4.7 Umsatz, Ausbeute, Selektivität 266 2.7.5 Zufall und Statistik in der Verfahrenstechnik 267 2.7.6 Dimensionsanalyse 269 3 Mosaik der Bioverfahrensentwicklung 287 3.1 Verknüpfung aller Aufgabengebiete 289 3.2 Logistik 293 3.3 Einfluss auf die Ökologie 294 3.3.1 Bakterieller Aspekt 294 3.3.2 Stoffaspekte 298 3.4 Ringschlüssel 300 3.5 Behördenengineering: GMP-Richtlinien, Genehmigungsgrundlagen, Gesetze und Verordnungen 301 3.5.1 Allgemeine Informationen zu GMP 301 3.5.2 Planung, Ausrüstung und Layouten eines Wirkstoffbetriebes unter Maßgabe der Anforderungskataloge 302 3.5.3 Empfehlungen und Hilfestellungen zur Validierung 304 3.5.3.1 Begriffsdefinition und Zielsetzung 304 3.5.3.2 Qualifizierung 304 3.5.3.3 Durchführung 304 3.5.4 Gesetze zur Regelung der Planung und des Betriebs von bioverfahrenstechnischen Anlagen 306 3.5.4.1 Das Gentechnik-Gesetz und die Verwaltungsvorschriften (GentG, GenTSV) 307 3.5.4.2 Bau und Ausrüstung gem. Anh. III–V GenTSV zu den Sicherheitsstufen 1–4 310 3.5.4.3 Anhang IV und V 325 3.5.5 Wichtige Internetadressen 325 4 Bioreaktionstechnik in Laborgefäßen 327 4.1 Allgemeine Betrachtungen 327 4.2 Beschreibung des kleinsten Bioreaktors 330 4.2.1 Geometrische Zusammenhänge 330 4.2.2 Unterscheidung von Kolbenreaktoren hinsichtlich des Energieeintrags 333 4.3 Leistungseintrag in Kolbenreaktoren 334 4.3.1 Untersuchungen zum Schüttelkolben (SK) 334 4.3.2 Korrelationsgleichungen zur Berechnung der Leistungsdichte 338 4.3.3 Leistungseintrag in ein Becherglas 343 4.4 Sauerstofftransferraten (OTR) in Kolbenreaktoren 346 4.4.1 Sauerstoffeintrag in den Schüttelkolben 347 4.4.1.1 Korrelationsgleichungen zur Berechnung des Sauerstoffeintrages 347 4.4.1.2 Untersuchungen zum Sauerstoffeintrag in Schüttelkolben 349 4.4.1.3 Ähnlichkeitstheorie beim Schüttelkolben 351 4.4.2 Sauerstofftransfer im Magnetfischkolben (Glasflasche) 353 4.4.3 Ähnlichkeitstheorie beim gerührten System (Glasflasche) 355 5 Upstream-Processing 357 5.1 Lagerung und Logistik 357 5.2 Anmaischprozesse 362 5.3 Konditionierungsprozesse 363 5.4 Reinigungsprozesse (CIP, cleaning in place) 368 5.5 Sterilisationsprozesse (SIP, sterilization in place) 376 5.5.1 Allgemeines 376 5.5.2 Sterilfiltration 377 5.5.3 Chemische und enzymatische Sterilisation 377 5.5.4 Inaktivierung durch Strahleneinwirkung 379 5.5.5 Hitzesterilisation 379 5.5.5.1 Ermittlung der Inaktivierungskinetik 380 5.5.5.2 Modell für eine Mischkulturkinetik 383 5.5.5.3 Mediumskriterium 388 5.5.5.4 Sterilisationsarbeitsdiagramm und Scale-up 392 5.5.5.5 Kontinuierliche Sterilisation (Durchlaufsterilisation) 395 5.6 Virusinaktivierung bei Pharmazeutika 401 6 Stoffumwandlung 405 6.1 Bildung der Biokatalysatoren (Zellwachstum) 405 6.1.1 Vermehrungsmechanismen 405 6.1.2 Phasen der Biokatalysatorbildung (Zellwachstum) 409 6.1.3 Modelle zur Beschreibung des Wachstums 412 6.1.3.1 Nicht strukturierte, verteilte Modelle 413 6.2 Beschreibung der Produktbildung 420 6.2.1 Allgemeines 420 6.2.2 Produktbildungsraten 424 6.3 Enzymkatalysierte biotechnologische Reaktionen 425 6.3.1 Inhibierung von Enzymen (Enzymhemmung) 427 6.3.1.1 Kompetitive Inhibierung 427 6.3.1.2 Unkompetitive Inhibierung 427 6.3.1.3 Nichtkompetitive Hemmung 428 6.3.1.4 Substratinhibierung 428 6.3.1.5 Allosterische Inhibierung (Hemmung) 428 6.3.2 Homogene Enzymkatalyse 428 6.3.2.1 Auslegung einer Enzymreaktion: Bestimmung der Enzymanfangsmenge 429 6.3.3 Heterogene Enzymkatalyse 431 6.3.3.1 Zylindrische Einzelpore 432 6.4 Sauerstoffversorgung eines Mycel-Pellets 437 6.5 Modellierung und Simulation 439 6.5.1 Voraussetzungen 439 6.5.2 Experimentalmethoden und Simulation auf einem PC/MAC 441 6.5.2.1 Batch-Fermentation 441 6.5.2.2 Fed-Batch-Fermentation 442 6.5.3 Stabilitätsprüfung von Gleichgewichtspunkten 444 6.5.3.1 Berechnung der Eigenwerte 446 6.5.3.2 Dynamisches Modell 449 7 Downstream-Processing 453 7.1 Mechanische Trennung 453 7.1.1 Filtration – Mikrofiltration 454 7.1.1.1 Aufgaben- und Funktionsprinzipien 454 7.1.1.2 Verfahrens- und Betriebsweisen 455 7.1.1.3 Berechnungs- und Auslegungsdaten 458 7.1.1.4 Bauarten der einzelnen Typen 477 7.1.1.5 Auswahlkriterien, Einsatzbeispiele, Auslegungsbeispiele 480 7.1.2 Sedimentation 480 7.1.2.1 Aufgaben- und Funktionsprinzipien 480 7.1.2.2 Verfahrens- und Betriebsweisen 480 7.1.2.3 Berechnungs- und Auslegungsdaten 480 7.1.2.4 Bauarten von Sedimentationsanlagen 482 7.1.3 Flotationsprinzip 483 7.1.4 Zentrifugation 486 7.1.4.1 Aufgaben und Funktionsprinzipien 486 7.1.4.2 Verfahrens- und Betriebsweisen 486 7.1.4.3 Berechnungs- und Auslegungsdaten 487 7.1.4.4 Bauarten der einzelnen Typen 488 7.1.5 Ultraschallseparation 489 7.2 Zerteilung von Stoffen 493 7.2.1 Aufgaben und Funktionsbeschreibung 493 7.2.1.1 Aufgabe der Desintegration 495 7.2.1.2 an den Zellaufschluss 496 7.2.2 Verfahren und Betriebsweisen 496 7.2.2.1 Aufschlussmethoden 497 7.2.2.2 Desintegration mittels Druckentspannung im Hochdruckhomogenisator (HDH) 497 7.2.2.3 Desintegration durch Prall-Druck-Zerkleinerung in einer Rührwerkskugelmühle (RKM) 498 7.2.2.4 Prinzip der Prall-Druck-Zerkleinerung 498 7.2.2.5 Einflussgrößen auf die Desintegration in der Rührwerkskugelmühle 499 7.2.3 Berechnungs- und Auslegungsdaten 500 7.2.3.1 Allgemeine Betrachtungen 500 7.2.3.2 Aufschlussgrad bei der Desintegration 501 7.2.3.3 Homogenisationsdruckdifferenz Dp 501 7.2.3.4 Zulaufkonzentration 502 7.2.3.5 Temperatur 503 7.2.3.6 Auslegung des Hochdruckhomogenisators 503 7.2.3.7 Rührelementeumfangsgeschwindigkeit 504 7.2.3.8 Größe der Mahlkörper 506 7.2.3.9 Dichte der Mahlkörper rMK 507 7.2.3.10 Mahlkörperfüllgrad 507 7.2.3.11 Design von Rührwerk und Mahlraum 508 7.2.3.12 Volumenstrom 508 7.2.3.13 Zulaufkonzentration und Temperatur 509 7.2.3.14 Auslegung der Rührwerkskugelmühle 509 7.2.4 Bauarten von Zerkleinerern 510 7.2.4.1 Hochdruckhomogenisatoren 510 7.2.4.2 Bauprinzip 512 7.2.5 Auswahlkriterien, Beispiele 512 7.2.5.1 Allgemeiner Überblick über Zerkleinerungstechniken 512 7.2.5.2 Praktische Beispiele zum Zellaufschluss 513 7.3 Vereinigung von Stoffen 513 7.3.1 Aufgaben und Funktionsbeschreibung 513 7.3.2 Verfahren und Betriebsweisen 518 7.3.3 Berechnungs- und Auslegungsdaten 518 7.3.4 Bauarten von Mischsystemen 523 7.3.5 Auswahlkriterien, Beispiele 524 7.4 Wärmeübertragung 526 7.4.1 Aufgaben und Funktionsbeschreibung 526 7.4.2 Verfahren und Betriebsweisen 528 7.4.3 Berechnungs- und Auslegungsdaten 528 7.4.4 Bauarten von Wärmeaustauschern 535 7.4.5 Auswahlkriterien, Beispiele 537 7.5 Thermische Trennung – Destillation, Rektifikation 538 7.5.1 Aufgaben und Funktionsbeschreibung 538 7.5.2 Verfahren und Betriebsweisen 539 7.5.3 Berechnungs- und Auslegungsdaten 543 7.5.4 Bauarten von Destillations- und Rektifikationsapparaten 548 7.5.5 Auswahlkriterien, Beispiele 550 7.6 Absorption 552 7.6.1 Aufgaben und Funktionsbeschreibung 552 7.6.2 Verfahren und Betriebsweisen 553 7.6.3 Berechnungs- und Auslegungsdaten 555 7.6.4 Bauarten von Absorbern 561 7.6.5 Auswahlkriterien, Beispiele 562 7.7 Adsorption 563 7.7.1 Aufgaben und Funktionsbeschreibung 563 7.7.2 Verfahren und Betriebsweisen 565 7.7.3 Berechnungs- und Auslegungsdaten 567 7.7.4 Bauarten von Adsorbern 569 7.7.5 Auswahlkriterien, Beispiele 570 7.8 Extraktion 571 7.8.1 Aufgaben und Funktionsbeschreibung 571 7.8.2 Verfahren und Betriebsweisen 572 7.8.2.1 Wässriges Zweiphasensystem 576 7.8.2.2 Hochdruck-Mehrphasengleichgewichte 577 7.8.3 Berechnungs- und Auslegungsdaten 578 7.8.4 Bauarten von Extraktoren 582 7.8.5 Auswahlkriterien, Beispiele 583 7.9 Kristallisation 584 7.9.1 Aufgaben und Funktionsbeschreibung 584 7.9.2 Verfahren und Betriebsweisen 585 7.9.3 Berechnungs- und Auslegungsdaten 588 7.9.4 Bauarten von Kristallisatoren 591 7.9.5 Auswahlkriterien 593 7.10 Trocknung 593 7.10.1 Aufgaben- und Funktionsprinzipien 593 7.10.1.1 Einführung 593 7.10.1.2 Funktionsprinzipien 594 7.10.1.3 Allgemeine Literaturhinweise zur Trocknungstechnik 596 7.10.2 Verfahrens- und Betriebsweisen 596 7.10.2.1 Konvektionstrocknung 596 7.10.2.2 Kontakttrocknung 597 7.10.2.3 Gefriertrocknung 597 7.10.3 Berechnungs- und Auslegungsdaten 597 7.10.3.1 Grundlagen 597 7.10.3.2 Vakuumkontakttrocknung 598 7.10.3.3 Konvektive Trocknung 599 7.10.3.4 Scale-up-Methoden und Produkteigenschaften 600 7.10.4 Bauarten von Trocknern 601 7.10.4.1 Einleitende Bemerkungen 601 7.10.4.2 Konvektive Trockner 601 7.10.4.3 Kontakttrockner 605 7.10.5 Auswahlkriterien, Vorgehen und Auslegung 607 7.10.5.1 Auswahlkriterien 607 7.10.5.2 Vorgehen bei der Verfahrensentwicklung 607 7.10.5.3 Scale-up über charakteristische Größen 608 7.11 In-vitro-Refolding 609 7.11.1 Aufgaben und Funktionsbeschreibung 609 7.11.1.1 Gründe für Refolding 612 7.11.2 Verfahren und Betriebsweisen 614 7.11.2.1 Der Verlauf einer In-vitro-Renaturierung 614 7.11.3 Berechnungs- und Auslegungsdaten 616 7.11.3.1 Kinetische Konkurrenz zwischen Faltung und Aggregation 616 7.11.3.2 Molekulare Chaperone 616 7.11.3.3 Synthetische Faltungshilfsmittel 618 7.11.3.4 Konformationsspezifische Liganden 619 7.11.3.5 Lösungsmittelzusätze (Cosolvents) 620 7.11.3.6 In-vitro-Protein-(Rück-)faltung 621 7.11.4 Bauarten von Refolding-Operationen 623 7.11.5 Einige Aspekte aus kommerziellen Verfahren 624 7.12 Proteinaufreinigung und Chromatographie 625 7.12.1 Aufgaben und Funktionsbeschreibung 626 7.12.2 Verfahren und Betriebsweisen 627 7.12.2.1 Adsorptionschromatographie 629 7.12.2.2 Ionenaustauschchromatographie 630 7.12.2.3 Gelchromatographie (Gelfiltration) 632 7.12.2.4 Affinitätschromatographie 634 7.12.2.5 Verteilungschromatographie 635 7.12.2.6 Reverse-Phase-Chromatographie (RPC) 636 7.12.2.7 Elutionsvolumen 639 7.12.3 Betrieb von Chromatographieanlagen 639 7.12.4 Berechnungs- und Auslegungsdaten 640 7.12.5 Bauarten von Chromatographieanlagen 643 7.12.6 Auswahlkriterien, Beispiele 650 8 Integrierte Prozesse und Verfahrensentwicklung 653 8.1 Aufbau und Darstellung eines Prozesses 653 8.2 Vorgehensweise bei der Verfahrensentwicklung 660 8.2.1 Phasen der Bioverfahrensentwicklung 660 8.2.2 Miniplant-Technologie 662 8.2.3 Auswahl der Prozessführung 667 8.3 Sicherheitsaspekte bei der Verfahrensentwicklung 673 8.3.1 Nutzen und Gefahren der Gentechnologie 673 8.3.2 Sicherheitsbetrachtung 675 8.3.2.1 Konzept einer Sicherheitsbetrachtung 676 8.3.2.2 Sicherheitsbetrachtung in Form von Störfallszenarien 681 8.4 Prozessintegrierter Umweltschutz 684 8.4.1 Definition des Prozessintegrierten Umweltschutzes 684 8.4.2 Wärmeverbund als Integrationselement 685 8.4.3 Prozesstechnische Integrationselemente 689 8.4.3.1 Recycling als Umweltschutzmaßnahme 689 8.4.3.2 Abwasserentsorgung 690 8.4.3.3 Abgasbehandlung 691 9 Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen 695 9.1 Methoden zur Kostenanalyse eines Verfahrens 695 9.1.1 Strukturen von Kostenschätzungsmethoden 695 9.1.2 Produktionskostenschätzung 699 9.2 Wirtschaftlichkeitsbetrachtung mittels Short-cut-Methoden 707 9.2.1 Möglicher Aufbau einer Short-cut-Methode 707 9.2.2 Ermittlung der Ausgangssubstanzmengen 710 9.2.3 Entsorgungsbilanz 711 9.2.4 Abschätzung des Energiebedarfes 711 9.2.4.1 Abschätzung des Dampfbedarfes 711 9.2.4.2 Abschätzung des Strombedarfes 712 9.2.4.3 Abschätzung des Kühlwasserbedarfes 713 9.2.5 Personalplanung 714 9.2.6 Short-cut-Apparateauslegung zur Apparatekostenschätzung 715 10 Verfahrensbeispiele 721 10.1 Einleitung 721 10.2 Allgemeine Prozessschemata 724 10.2.1 Upstream- und Reaktionsmodule 724 10.2.2 Produktion eines gelösten, extrazellulär exprimierten Produktes 728 10.2.3 Produktion eines gelösten, intrazellulär exprimierten Produktes 731 10.2.4 Produktion eines ungelösten, intrazellulär exprimierten Produktes 732 10.2.5 Produktion eines ungelösten, extrazellulär exprimierten Produktes 736 10.3 Auslegungsbeispiel: b-Galactosidase 737 10.3.1 Fermentative Herstellung von b-Galactosidase 738 10.3.1.1 Prozessbegleitendes Monitoring 744 10.3.1.2 Sauerstoffaufnahmerate (OUR), CO2-Bildungsrate (CPR) und Respirationskoeffizient (RQ) über Fermentationszeit 750 10.3.1.3 Bestimmung der maximalen spezifischen Wachstumsrate μmax 752 10.3.1.4 Berechnung der Ertragskoeffizienten 752 10.3.1.5 Berechnung des kL·a-Wertes 753 10.3.1.6 Diskussion der Ergebnisse und Fehlerdiskussion 754 10.3.2 Aufarbeitung der fermentativ gewonnenen b-Galactosidase 755 10.3.2.1 Ernte und Abtrennung der Biomasse 756 10.3.2.2 Zellaufschluss 757 10.3.2.3 Extraktion 759 10.3.2.4 Aufkonzentrierung 761 10.3.2.5 Gelchromatographie 762 10.3.2.6 Ermittlung der Gesamtausbeute 763 10.3.3 Wirtschaftlichkeit 763 10.3.3.1 Apparate- und Maschinenauslegung 765 10.3.3.2 Energiebetrachtungen 785 10.3.3.3 Strom 786 10.3.3.4 Ermittlung des Kühlwasserbedarfs 789 10.3.3.5 Ermittlung der Stoffströme 791 10.3.3.6 Ermittlung der Abwasserstoffströme 791 10.3.3.7 Apparateliste mit Ermittlung der Investitionen 791 10.3.3.8 Ergebnisdarstellung 795 10.3.3.9 Diskussion 795 Stichwortverzeichnis 809

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Book SynopsisBoden- und Grundwasserkontaminationen verursachen erhebliche Kosten, da aufwändige Sanierungen nicht nur Unternehmen, sondern oft auch die gesamte Volkswirtschaft belasten. Moderne In-situ-Verfahren verfolgen das Konzept, Schadstoffe in Böden und Grundwasser vor Ort in ungefährliche Stoffe umzusetzen. Durch Zugabe von Reagenzien werden Schadstoffe im Untergrund abgebaut oder in eine mobile, extrahierbare Form überführt. Doch nur mit dem nötigen Know-How lassen sich die Sanierungsverfahren auch effizient umsetzen. Mit diesem Buch werden die Grundlagen erarbeitet, die es ermöglichen, eine Boden und Grundwassersanierung zu planen, zu überwachen und erfolgreich zu beenden. Biogeochemische und physikalische Prozesse, die im kontaminierten Untergrund ablaufen, werden umfassend erläutert. Mit ingenieurtechnischem Ansatz und basierend auf der industriellen Praxis werden verschiedene Verfahren vorgestellt und unter sozioökonomischen und nachhaltigen Gesichtspunkten betrachtet. Denn nur wenn der gesamte Sanierungsprozess in idealer Weise durchlaufen wird, sind kostengünstige und umfassende Lösungen möglich. Ein unverzichtbarer Begleiter für Umweltbehörden und Umweltingenieure, aber auch gleichermaßen geeignet für Studenten der Chemie und Umweltwissenschaften. Aus dem Inhalt: * Schadstofftransport * Konzeptionelles Standortmodell * Sanierungsstrategie * Quellensanierung * Injektionstechniken * Mikrobielle Sanierungsverfahren * Chemischer Abbau und in situ chemische Oxidation (ISCO) * Arbeitsschutz und Arbeitssicherheit Table of ContentsVorwort xi Dank xiii Abkürzungsverzeichnis xv Parameterverzeichnis xix 1 Einleitung 1 1.1 Das Erbe der Industrialisierung 1 1.2 Historische Entwicklung der In-situ-Verfahren 2 1.3 Gesetzliche Rahmenbedingungen 6 1.4 Verfahrensübersicht 8 2 Schadstofftransport 15 2. Zusammenfassung 15 2.1 Bodeneigenschaften 17 2.2 Phasen: Übersicht 21 2.3 Absinken der Schadstoffphase 25 2.4 Residualsättigung 28 2.5 Leichtphasen (LNAPL) 29 2.6 Schwerphasen (DNAPL) 35 2.7 Phasenmobilität 38 2.8 Phasenalterung 40 2.9 Phasennachweis und Phasencharakterisierung 41 2.10 Solubilisierung 45 2.11 Schadstofffahne 51 2.11.1 Einleitung 51 2.11.2 Sorption 53 2.11.3 Abbau 55 2.12 Matrixdiffusion 56 3 Konzeptionelles Standortmodell 63 4 Sanierungsstrategie 67 4. Zusammenfassung 67 4.1 Verfahrensauswahl 69 4.2 Sanierungsziele 72 4.3 Treatment Trains 76 4.4 Sanierungsdauer 78 4.5 Vorversuche im Labor und im Feld 80 4.6 Sanierungssteuerung 81 4.7 Nachhaltigkeit 83 5 Quellensanierung 87 5. Zusammenfassung 87 5.1 Erreichbares Ausmaß der Quellensanierung und der Einfluss auf die Fahne 88 5.2 Sanierungsverfahren 94 5.2.1 Übersicht 94 5.2.2 Mehrphasenextraktion 96 5.2.3 Spülungen mit Tensiden oder Lösungsvermittlern 103 5.2.4 In situ thermische Sanierung 109 5.2.5 In situ Vitrifikation 117 5.2.6 STAR-Verfahren 117 5.2.7 ZVI-Clay-Verfahren 119 5.2.8 Weitere neue Verfahren 119 6 Injektionstechniken 123 6. Zusammenfassung 123 6.1 Einteilung 124 6.2 Einfluss auf die hydraulische Durchlässigkeit (Verblockung) 127 6.3 Injektion 133 6.3.1 Injektionsbrunnen 133 6.3.2 Reaktion des Grundwasserleiters auf injizierte Fluide 134 6.3.3 Maximaler Injektionsdruck 137 6.3.4 Injektionsversuche 139 6.4 Rezirkulation 140 6.5 Direct Push 143 6.6 Druckpuls-Injektion 145 6.7 Fracturing 146 6.8 Hochdruckinjektionen 153 6.9 Hydraulische Verdrängung 153 6.10 Dichteeffekte 154 7 Grundlagen des mikrobiellen Schadstoffabbaus 157 7. Zusammenfassung 157 7.1 Wachstum von Mikroorganismen 159 7.2 Nährstoffe 161 7.3 Stoffabbau 162 7.4 Terminale Elektronenakzeptoren 167 7.5 Anaerobe Abbaukette 173 7.6 Abbauraten 175 7.7 Aerober Abbau von nicht chlorierten organischen Schadstoffen 177 7.7.1 Überblick 177 7.7.2 Mineralölkohlenwasserstoffe 177 7.7.3 (Mono-) Aromaten 179 7.7.4 Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe 180 7.7.5 Abbau weiterer Stoffe 187 7.8 Anaerober Abbau nicht chlorierter Schadstoffe 190 7.9 Abbau von chlorierten organischen Schadstoffen 197 7.9.1 Einleitung 197 7.9.2 Dehalorespiration 198 7.9.3 Die Rolle des Wasserstoffs 202 7.9.4 cDCE-Akkumulierung 203 7.9.5 Anaerober cometabolischer Abbau 204 7.9.6 Cometabolischer aerober Abbau 204 7.9.7 Produktiver aerober Abbau 208 7.9.8 Abiotischer Abbau 212 7.10 Metabolitenbildung 214 7.11 Abbauendprodukte 217 7.12 Engpässe – Bottlenecks 220 7.13 Nachhaltige Behandlung 222 7.14 Abbau von anorganischen Schadstoffen 224 7.15 (Bio-) Transformation von Metallen 226 7.15.1 Mechanismen 226 7.15.2 Arsen 230 7.15.3 Quecksilber 231 7.15.4 Chrom 232 7.15.5 Uran 234 8 Mikrobielle Sanierungsverfahren 241 8. Zusammenfassung 241 8.1 Einteilung 243 8.2 Biogeochemisches Baseline-Monitoring 244 8.3 Anaerober Abbau von LCKW 245 8.3.1 Biogeochemische Prozesse 245 8.3.2 Substratauswahl 248 8.3.3 Wasserstoff als Elektronendonator 254 8.3.4 Einfluss des pH-Wertes 257 8.3.5 Schadstoffmobilisierung 259 8.3.6 Injektionsregime 262 8.3.7 Stoffkonzentration der Injektionen und Injektionshäufigkeit 269 8.3.8 Nebenreaktionen 275 8.3.9 Labor- und Pilotversuche 276 8.3.10 Sanierungserfolg 278 8.3.11 Monitoring 279 8.3.12 Nachwirkungen der DOC-Injektionen und Rebound 280 8.3.13 Unvollständige Dechlorierung 282 8.3.14 Emulgiertes nullwertiges Eisen 283 8.4 Abbauforcierung durch Zugabe von Elektronenakzeptoren 285 8.4.1 Genutzte Redoxprozesse 285 8.4.2 Sulfatreduktion 286 8.4.3 Denitrifikation 292 8.5 Aerober Abbau 295 8.5.1 Übersicht der Verfahren zur Sauerstoffzufuhr 295 8.5.2 Sauerstoffangereichertes Wasser 296 8.5.3 Wasserstoffperoxid 297 8.5.4 Sauerstofffreisetzende partikuläre Substrate 298 8.5.5 Gasdiffusionsverfahren 299 8.5.6 Wachstumssubstrate 301 8.5.7 Nachweis des aeroben Abbaus 302 8.6 Air Sparging 303 8.6.1 Verfahrensprinzip 303 8.6.2 Einsatzbereiche 311 8.6.3 Verfahrensführung 312 8.6.4 Sanierungsdauer 314 8.6.5 Auslegungskriterien 314 8.6.5.1 Druckmessungen 314 8.6.5.2 Helium-Tracer-Test 316 8.6.5.3 Push-Pull-Test 318 8.6.5.4 SF 6 -Tracer-Test 318 8.6.5.5 Sonstige Tests 321 8.6.6 Pilotversuch 322 8.6.7 Monitoring 323 8.6.8 Sonderverfahren 325 8.6.8.1 Übersicht 325 8.6.8.2 Methan-Biostimulationsverfahren 326 8.6.9 Biosparging und Gasspeicherwand 328 8.7 Bioaugmentation 329 9 Chemischer Abbau 335 9. Zusammenfassung 335 9.1 Einleitung 336 9.2 Abbaubarkeit von Schadstoffen und Metabolitenbildung 339 9.3 Chemische Reaktionen 342 9.3.1 Permanganat 342 9.3.2 Wasserstoffperoxid 347 9.3.3 Persulfat 349 9.3.4 Andere Oxidationsmittel 353 10 In situ chemische Oxidation (ISCO) 357 10. Zusammenfassung 357 10.1 Einleitung 359 10.2 Einschränkungen der Anwendbarkeit 359 10.3 Sanierbare Bereiche 364 10.4 Auswahl des Oxidationsmittels 365 10.5 Vorversuche 367 10.5.1 Laborversuche 367 10.5.2 Pilotversuch 370 10.6 Verfahrensführung 370 10.6.1 Auslegungskriterien 372 10.6.2 Schadstoffmobilisierung 376 10.6.3 Schwermetallmobilisierung 377 10.6.4 Salzfracht 378 10.6.5 Veränderung der hydraulischen Durchlässigkeit 379 10.6.6 Bromatbildung 380 10.6.7 Betonaggressivität 380 10.6.8 Einfluss auf Mikroorganismen 382 10.7 ISCO-Anwendung in Problembereichen 383 10.7.1 Langsame Freisetzung 384 10.7.2 S-isco 385 10.7.3 In situ geochemischen Stabilisierung (ISGS™) 387 10.8 Überwachung (Monitoring) 388 11 Arbeitsschutz und Arbeitssicherheit 395 11.1 Vorgehensweise 395 11.2 Besondere Anforderungen biologischer Sanierungsverfahren 395 11.3 Besondere Anforderungen chemischer Sanierungsverfahren 397 12 Schlussbemerkung und Ausblick 399 Index 403

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Book Synopsis

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Book SynopsisEinleitung.- Perspektiven des inter- und transdisziplinären Forschens.- Was sind nachhaltige Energiesysteme im Quartier.- Cluster-Aufteilung.- Energieinfrastrukturen umbauen.- Akteure, Nutzer, Eigentümer aktivieren.- Rahmenbedingungen zur Umsetzung gestalten.- Rückblick.

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Book Synopsis.- Bemessung von Baukonstruktionen..- Vermessung..- Der baurechtliche Vertrag..- Baukosten und Finanzierung..- Bauabrechnung und Mengenermittlung..- Arbeitsvorbereitung und Ablaufplanung..- Baumaschinen..- Boden, Baugrube, Verbau..- Schalung und Gerüste..- Betriebsorganisation..- Kalkulation..- Arbeitssicherheit.

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Book SynopsisEinleitung.- Grundlagen und aktueller Stand der Forschung.- Renaissance der Mitarbeiterwohnungen.- Forchungsmethode und Durchführung.- Auswertung und Darstellung der Forschungsergebnisse.- Diskussion der Ergebnisse.- Fazit und Ausblick.

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Book SynopsisEinleitung.- Schadensmechanismus.- Feuchtevariable Dampfbremsen.- Grenzen des Machbaren.- Forschungsergebnisse.- Hygrothermische Simulationsberechnung.- Informationsdienst Holz.- Rechtliches.- Herstellungs- und Instandsetzungsziele.- Fazit.

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Book Synopsis1. Produktsystem Lehmbau.- 2. Bereitstellung von Ausgangsstoffen.- 3. Herstellung von Lehmbaustoffen.- 4. Errichtung von Baukonstruktionen.- 5. Nutzung.- 6. Gebäudeabbruch.- 7. Recycling.- 8. Entsorgung.- 9. Transport.- 10. Programmbetrieb.- 11. Perspektiven für den Lehmbau.

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Book SynopsisAllgemeine Grundlagen zum Baubetrieb.- Arbeitsvorbereitung.- Bauverträge (VOB/BGB).- Kalkulation.

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Book SynopsisIn the early twentieth century, the first large batch of Chinese civil engineers had graduated from the USA, and together with their American senior colleagues returned to China. They were enthusiastic about reconstructing the young republic by building new railways, highways, and canals, but what the engineers experienced in China, including mismanaged railways, useless highways, and silted canals, did not always meet their expectations and ideals. In this book, Thorben Pelzer makes the stories of these Chinese and American engineers come to life through exploring previously unpublished letters, rare images, maps, and a rich biographical dataset. He argues that the experiences of these engineers include a myriad of contradictions, disillusionment, and discontent, keeping the engineering profession in a constant flux of searching for its meaning and its place in Republican China.Table of ContentsAcknowledgments List of Figures and Tables List of Abbreviations Glossary of Recurring Civil Engineers Note on Transcriptions Introduction  Open Roads in China  1 Historical Background  2 The Segment of US-Trained Civil Engineers  3 “Specialized but Equally Ordinary Men”  4 Engineering and Its Discontents  5 Chapter Overview 1 Nationalism and the Cosmopolitical  Education Overseas, 1905–1918  1 Early Ways Into the United States  2 Engineering Education  3 Engineering Practice  4 The Cosmopolitan Dimension  5 The National Dimension  6 Bringing the Profession Home  7 Conclusion 2 Financial Constraint  The Grand Canal Board, 1918–1922  1 A Transnational Venture  2 Recruiting a Team  3 Surveying an Unstable Environment  4 The Money Goes Astray  5 Solidarity—The Yellow River Bridge Controversy  6 Frustration—Huai River Improvement Schemes  7 Conclusion 3 Political Dependency  Wang Jingchun at the Chinese Eastern Railway, 1919–1924  1 The Nationalist Paradigm  2 The Efficiency Paradigm  3 Wang Jingchun’s Ascend to Power  4 The Chinese Eastern—“A Railroad Born in Sin”  5 The Wang–Ostroumov Dyad  6 The End of Expert Management  7 Conclusion 4 The Visible College  The Early Association of Chinese & American Engineers, 1919–1927  1 Formation and Organizational Makeup  2 Functions of the Association and Its Journal  3 Ethics and Socialization  4 Career Opportunities  5 Network for Collaboration  6 Transnational Friendship  7 Conclusion 5 Cohesion and Exclusion  The Relief Commission Paves the Provinces, 1926–1934  1 “Good Roads” and Labor Relief  2 Contested Authority in Yunnan  3 Guizhou—The Strong State  4 Guizhou—Mass Mobilization  5 Guizhou—Beneficiaries and Burden Bearers  6 Continuities Between Xi’an and Lanzhou  7 Conclusion 6 Demise without Exhaustion  The Withdrawal of US Engineers, 1928–194  1 Early Troubles of the ACAE  2 Support for the Command Economy  3 The Resurrection of the ACAE  4 Crisis of Repute—The Salaqi Irrigation Project  5 The Militarization of Civil Engineering  6 The Plight of US Engineers  7 Conclusion 7 Wartime Engineering  Ling Hongxun under Pressure, 1932–1945  1 A Career Start of Ups and Downs  2 Abortive Western Expansions  3 From Guangzhou to Hankou: Cutting Time  4 Lessons Learnt and Lessons Dealt  5 Drawbacks of the Strong State  6 The Xinjiang–Gansu Railway  7 Conclusion 8 Conclusion  1 Summary  2 Findings  3 Implications  4 Outlook  5 Coda: Loose Ends Bibliography Index

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Book SynopsisShallow groundwater systems are important as a source of water, for sustenance of stream baseflow, and for wetland and riparian ecosystems. They are also central to waterlogging, and dryland and irrigation salinity problems. Response time to hydrologic change and pollutant loadings is fast among shallow aquifiers, and it is important that hydrogeologists and natural resource managers understand the unsaturated zone processes which links human activity at the soil surface and the underlying groundwater, and vice versa. This volume of papers explores practical aspects of soil and surface water interactions with groundwater, including modelling of flow and contaminant transport in the unsaturated and saturated zones.

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Book SynopsisThis book contains papers, presented at the ITA World Tunnelling Congress 2003 held in Amsterdam, which reflects the state of the art with regard to research, analysis, design and practical experience in almost all fields of tunnelling and underground space construction.Table of ContentsSoft ground tunnelling 1. Experiences with the application of innovative shield tunnelling techniques during the construction of the Betuweroute 2. Westerschelde Tunnel: Integrating the fitting out during the boring process – a complex period 3. Construction of the Copenhagen Metro 4. Railway crossings for Randstad rail in Rotterdam 5. Geotechnical design and construction aspects of the Tsing Tsuen tunnels – contract DB320 KCRC West Rail Project 6. Investigating the settlement above closely spaced multiple tunnel constructions in soft ground 7. Metro Barcelona Línea 9 – Europe’s greatest metro project with shield tunnel boring machines of large diameters 8. Mechanized tunnelling in urban environment: Control of ground response and face stability, when excavating with an EPB machine 9. New developments with EPB-technique in coarse sands by using foaming agents 10. New realisation of driving Shield Tunnel Boring machines in Thailand 11. Tunnelling through the boulder-containing Tachikawa Gravel Bed using a multi-stage shield machine 12. Design and construction of urban tunnels beneath operating railway 13. Research and testing of self-compacting concrete (SCC) for tunnelling under realistic conditions 14. Construction of a triple-spectacle-shape tunnel beneath operating railway tracks 15. Removal of the utility tunnel by shield method to build the underground expressway tunneling 16. F-NAVI shield tunneling method – simultaneous excavation and segment erection for high-speed tunneling 17. DOT shield tunneling beneath residential districts in Nagoya City’s subway construction 18. Simulation of slurry shield behaviour during excavation at Ootsu tunnel 19. Evolution of ideas on tunnel stability during the twentieth century – three milestones from passive timber support to face reinforcement 20. Developments of Mixshields and Hard-rock TBM 21. Accident prevention measures and typical hazards occurring in driving operations with tunnel boring machines based on experience gathered during the construction of the Weser tunnel 22. Ecological aspects of soil conditioning for EPB-TBM projects 23. The New bentonite regeneration technology at the Westerschelde tunnel 24. The Genoa Underground: Construction of the Principe-Caricamento-Le Grazie stretch 25. A study on types of solidified shape of urethane grout forepoling to the softground tunnel 26. Construction and field observation of twin tunnels in sandy soil with confined water 27. Cross-connections for Botlek Railway tunnel in the Netherlands 28. Implementation of monitoring strategy Hermes at the Green Heart tunnel Research and development 29. Influence of excess pore pressures on the stability of the tunnel face 30. Tunneling through a refilled former sandpit 31. Comparative analysis between the support of the tunnel face with foam (EPB) or bentonite (slurry-shield) in the Dutch soft ground 32. Three-dimensional finite element simultations of hydroshield tunneling 33. Design optimization of support system for swelling and squeezing zone in Gavoshan water conveyance tunnel 34. Active earth pressure control with foam 35. On modelling of masonry buildings response in Dutch soft-ground tunnelling 36. Towards the development of a self-compensating TBM for reducing ground settlement 37. Dynamic soil modelling for a settlement-driven TBM control system 38. Seismics for tunnelling applications in soft soil: Adapted focusing techniques 39. Application of trend line analysis for assessing change of ground condition ahead of tunnel face 40. High-frequency shear-wave reflections to monitor lateral variations in soil, supplementing downhole geotechnical tests 41. Numerical evaluation of environmental impact on surrounding groundwater by tunnel excavation 42. Research of observational method on the groundwater in the mountain tunnels and 3-D seepage analysis 43. Innovative design aspects of the ITM TBM 44. Real time thickness control of continuous extruded concrete lining (ECL) during production 45. Retrospective of tunnelling projects in the Netherlands, 1993–2003, ten years of challenges 46. Evaluation of extensive strain measurements in the Botlek Railway Tunnel 47. Full scale tests on a segmented tunnel lining 48. The Green Heart tunnel flat joint performance of the lining 49. Improved grout pressure model for tunnel linings in soft soil conditions 50. Design philosophy of tunnel linings involving the assembling stage 51. Confinement efficiency concept in soft ground bored tunnels 52. The use of steel fibers as splitting reinforcement in tunnel linings 53. Development of wrapping method for watertight shield tunnel construction 54. Development of dynamic grouting technique for the ground improvement 55. Dynamic aspect at the Botlek rail tunnel 56. Dynamic loading induced settlement of the “Groene Hart” Tunnel 57. Sophiaspoortunnel – tunnel technique and the development of the continuous advance method 58. New development of hard rock TBMs excavation monitoring and control system and true reflective tomography 59. An analysis tool for real-time quantification of stress states in shotcrete tunnel linings 60. Elasto-plastic analysis for the effect of longitudinal uneven settlement on shield tunnel 61. Virtual Reality (VR) – based Intelligent tunneling information system 62. Evaluation of an innovative tunneling method using TBM pilot tunnels 63. Reliability of leakage detection systems in underground constructions 64. Comparison between two tunnel face stability calculation methods 65. Behaviour of electrical cables during fire in tunnels 66. Influence of foundation settlement on façade behaviour at Amsterdam Central Station 67. Review of the tensile strain method for predicting building damage due to ground movements 68. Monitoring the deformation behaviour of buildings in Amsterdam 69. Geotechnical centrifuge tests to predict the loading conditions on a bored tunnel due to consolidation settlements 70. Grout pressure measurements during tunnelling 71. Maximum pressures in tunnelling limited by hydraulic fractures 72. Monitoring of world’s largest TBM at the Green Heart tunnel 73. Effect of soil consolidation on soil-lining interaction in tunnels 74. Frost heave tests on Dutch soils 75. High performance TBM technology and logistics Design aspects and risk analysis 76. A new metro tunnel under Amsterdam Central Station with known risks 77. The relationship of risk mitigation to management and probable cost 78. Risk management for the Betuweroute shield driven tunnels 79. The prediction of ground movements associated with the construction of deep station boxes 80. Design standard for railway shotcrete tunnels in urban area in Japan 81. A case study on the design of two cross tunnels: Numerical analysis and reinforcement 82. Design aspects and risk analyses at the example of the planning for Randstad Rail in Rotterdam 83. A GIS-based tunnelling-induced building/utility damage assessment system – development 84. Design standard for railway shield tunnels in Japan 85. Copenhagen Metro, segmental tunnel lining durability strategy and the supervision thereof 86. Monitoring safety in design and construct: The HSL-South case study 87. 3D groundwater flow analysis alround a tunnel using discontinuity network of rock mass 88. Geomechanical behaviour of frozen soil and AGF safe constraint method 89. The use of models in the design of deep underground metro stations in Amsterdam 90. Starting shaft of the Sophia railway tunnel 91. Design of parallel mutually influencing undersea and under-river tunnel linings Contract management and financing 92. Realisation of new tunnelling methods for the METRO Amsterdam Noord/Zuidlijn – the contractors point of view 93. Public private partnership Sijtwende: Turning political deadlock into public benefit 94. Writing contracts to ensure safety in international tunnelling 95. Allocation of soil risks in Dutch design and construct contracts 96. The Westerscheldetunnel: Experience with financing and design and build 97. Accelerating to success – a target cost solution at CERN 98. Financing of underground infrastructure

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