• Energy Research
• 12. Responsible consumption close
• AT close
• DE close
• EU close
• German close

Mit einem Anteil von rund 30% am Endenergieverbrauch und etwa 20% an den CO2-Emissionen haben private Haushalte in Deutschland einen großen Einfluss auf die Umwelt. Gleichzeitig sind private Haushalte ein zentraler Adressat für politische Interventionen zur Bekämpfung des Klimawandels. Vor diesem Hintergrund hat die Politik zahlreiche Maßnahmen zur Verringerung des Energiekonsums und zur Förderung regenerativer Energietechnologien ergriffen. Diese politischen Maßnahmen bedürfen einer sorgfältigen Evaluierung ihrer Effektivität und Kosteneffizienz, um kostspielige Redundanzen durch sich überlappende Instrumente zu vermeiden. Eine solche Evaluation umwelt- und energiepolitischer Maßnahmen erfordert eine umfangreiche Datenbasis. Besonders im Bereich der privaten Haushalte waren solche Daten in Deutschland bislang nicht verfügbar. Die Reagibilität deutscher Haushalte auf Maßnahmen zur Bekämpfung des Klimawandels war daher weitgehend unbekannt. Das Sozial-Ökologische Panel stellt zu diesem Zweck umfangreiche, frei verfügbare Informationen zum Energieverbrauch und Umweltverhalten privater Haushalte bereit. Die Befragung wurde in vier Wellen durchgeführt. Es liegen Daten für die Jahre 2012, 2013, 2014 und 2015 vor. Diese Daten können anhand einer ID aneinander gespielt werden. Darauf aufbauend können ökonometrische Schätzungen und Analysen verschiedener Präferenzindikatoren sowie des Anpassungsverhaltens privater Haushalte an den Klimawandel durchgeführt werden. Dieser Datensatz umfasst die Daten der Erhebung im Jahr 2012. With a share of 30% in total final energy consumption and around 20% in CO2 emissions, private households in Germany strongly affect the environment. At the same time private households are an important target group for policy interventions to fight climate change. Against this background, numerous policy measures that intend to decrease energy consumption and to support renewable energy technologies have been introduced. These policy measures call for accurate evaluation to avoid expensive redundancies due to overlapping policy instruments. The evaluation of energy and environmental policy measures requires comprehensive and reliable data. So far such data was unavailable in Germany, especially in the context of private households. Hence, the responsiveness of German households to climate protection policies was unknown. For this purpose, the Socio-Ecological Panel offers rich information on household’s energy consumption and environmental behavior. The data was gathered in four household surveys conducted in 2012, 2013, 2014 and 2015. The survey waves can be merged using the household ID. The data builds the basis for empirical analyses of households’ adaptation to climate change and the evaluation of environmental and climate policy measures. This data set comprises the information gathered in the 2012 survey wave and is labelled in German. It is available in German and English. Offline Rekrutierung für das repräsentative forsa omninet panel Selbst ausgefüllter Fragebogen Self-completed questionnaire 10.000 deutsche Haushalte Green-SÖP Green-SÖP

In the described case, the dust and ash particles are removed in a product gas filter. A scrubber with packed bed was used to clean the product gas from the tar components. The solvent of the scrubber was RME (rapeseed methyl ester), a biodiesel. RME is used because of its good tar separating characteristics. To investigate these tar separation characteristics of RME and the separation efficiency of the scrubber, four enrichment experiments were carried out during this work. These experiments took place at the 'Technikum' nearby the biomass steam gasification plant G��ssing. There, a pilot-scale scrubber and product gas from the gasification plant were used to perform the enrichment experiments. The four experiments are long term experiments with duration of approximately 120 hours each to obtain comparable results, it is necessary to make sure most of parameters are constant during the experiments. Only the RME temperature was changed from 0��C in the first experiment to 40��C in the last experiment. The task of this master thesis was to investigate the removal efficiency of the scrubber for the tar components benzene, toluene and xylene from the gas. During the enrichment experiments, a continuing data recording was fulfilled and in addition discontinuous tar sampling was accomplished. The discontinuous tar samples were taken 0:15h, 1h, 5h, 25h, 120h after the start of the experiments. The tar samples were analyzed in a laboratory and the results give the opportunity to evaluate the efficiency of the scrubber to eliminate benzene, toluene and xylene from the product gas. Using an exponential model, the results were fitted as scrubber efficiency as function of dry product gas volume at standard pressure and temperature. The results give good information about the behavior of toluene and xylene, because they show a good correlation between the temperature of RME and the separation efficiency. The results of benzene do not show this clear correlation. The results show, that, if fresh RME is used, a very good, nearly 100% tar separation is possible. Comparing the results to the CHP's scrubber, it can be concluded, that only a very little fraction of the tar components, which were investigated in this work, are actually removed there. Es wurde im Technikumsma��stab ein Versuchsw��scher mit Produktgas aus dem Biomasseheizkraftwerk G��ssing betrieben. Es wurden vier 120h Anreicherungsversuche bei Temperaturen von 0��C bis 40��C durchgef��hrt, um das Abscheideverhalten zu untersuchen. Die bei den Versuchen betrachteten Teerkomponenten waren Benzol, Toluol und Xylol. Sie wurden ausgew��hlt, da sie die am schwersten abzutrennende Teerfraktion sind. W��hrend der Anreicherungsversuche wurden s��mtliche Parameter m��glichst konstant gehalten, einzig die Temperatur des W��schermediums wurde variiert. Neben einer kontinuierlichen Datenaufzeichnung wurden 0:15h, 1h, 5h, 25h und 120h nach Versuchsstart Teerproben vor und nach dem Versuchsw��scher genommen. Diese Probenahme liefert Messpunkte, um die Effizient des Versuchsw��schers zu beurteilen. Durch ein exponentielles Modell wurden die ermittelten Daten in eine kontinuierliche Funktion des Abscheidegrades umgerechnet. Um die Vergleichbarkeit mit ��hnlichen, mit dem gleichen L��sungsmittel betriebenen W��scher zu gew��hrleisten, wurde das durch den W��scher gereinigte Produktgasnormvolumen in eine Beladung des L��sungsmittels umgerechnet. Somit erh��lt man einen Zusammenhang zwischen dem Abscheidegrad und der Beladung des L��sungsmittels. Die Ergebnisse liefern f��r die Teerkomponenten Toluol und Xylol einen eindeutig erkennbaren Zusammenhang zwischen L��sungsmitteltemperatur und Abscheidegrad. Benzol zeigt diesen Zusammenhang ohne ausf��hrliche Fehlerbetrachtung nicht. Bei geringer Beladung des L��sungsmittels kann ein Abscheidegrad von 100% f��r alle betrachteten Komponenten erreicht werden, mit steigender Beladung nimmt der Abscheidegrad f��r alle Komponenten jedoch stark ab. Die Ergebnisse zeigen des Weiteren, dass sich mit steigender L��sungsmitteltemperatur der Abscheidegrad bei gleicher betrachteter Teerkomponente verschlechtert. Diese Gegebenheiten deuten darauf hin, dass Absorptionsprozesse f��r die Teerabscheidung in einem Biodieselw��scher verantwortlich sind und Kondensation eine untergeordnete Rolle spielt. Ein Vergleich mit dem Kraftwerksw��scher zeigt, dass dieser die beobachteten Teerkomponenten nur zu einem geringen Teil abscheidet.

Die klimatischen Veränderungen unserer Erde betreffen alle mit der Natur in Verbindungstehenden Prozesse und daher auch die Pflanzen- und Tierwelt massiv. Die erhöhten Temperaturen wirken sich besonders auf den landwirtschaftlichen Sektor und somit auch auf die Weinanbaugebiete aus, da sie den Reifeprozess der Trauben beschleunigen und Produktionsabläufe verändern. Diese Umstände werden in Zukunft eine Verschiebung der klimatischen Idealbedingungen und der Weinbaugebiete in den Norden Europas nach sich ziehen. Das Konzept der vorliegenden Arbeit beruht auf der nachhaltigen Grundidee, ein Weingut in stufenweisen Abschnitten auf der Insel Ærøin Dänemark zu realisieren, das eine zukunftsweisende Architektur schafft. Besonderer Wert wird auf die Ausarbeitung eines dreistufigen Plans mit zukünftiger Erweiterung gelegt. Außerdem beschäftigt sich diese Arbeit mit dem behutsamen Umgang eines Teils des Bestandsgebäudes(Dreikanthof) im Hinblick auf gerechte Sanierung und Umnutzung für touristische und wirtschaftliche Zwecke. Parallel zu dieser Diplomarbeit entstand eine zweite Arbeit von Hanna Jensen(„Weinerlebnis im hohen Norden - Planung eines Weinguts auf der Insel Ærø unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit”),die sich mit demselben Weingut beschäftigt, allerdings andere Schwerpunktesetzt. Die Diplomarbeiten ergänzen sich, können aber auch für sich alleine stehen. Der Entwurf wurde teilweise gemeinsam ausgearbeitet. The climatic changes affecting our planet have a massive impact on all nature-related processes and therefore also on the flora and fauna. The increasing temperatures are affecting the agricultural sector and consequently also the wine-growing areas, as they accelerate the ripening process of the grapes and change production processes. In the future, these circumstances will result in a relocation of the ideal climatic conditions and winegrowing areas to the north of Europe. The concept of this thesis is based on the sustainable idea of realising a winery in stepby-step sequences on the island of Ærøin Denmark, creating a future-oriented architecture. Particular emphasis is placedon the elaboration of a three-stage plan with future expansion. In addition, this work deals with the careful handling of part of the existing building (three-corneredcourtyard) with regard to fair renovationand conversion for tourist and economic purposes.Parallel to this thesis, a second thesis was written by Hanna Jensen (“Wine experiencein the far north - planning a winery on the island of Ærø with focus on sustainability”),which deals with the same winery, but has a different focus. The diploma theses complement each other, but are also able to work independently. The design was partly worked out together.

Die Energiewende einschließlich der Substitution von russischem Erdgas ist eine große Herausforderung, welche fördernde Maßnahmen in vielen Bereichen des Energiesektors verlangt. Einer dieser Bereiche ist die Erzeugung von Biomethan aus häuslichen Küchenabfällen. Diese beinhalten vorwiegend Lebensmittelabfälle. Ein großes ungenutztes Potenzial zu deren Nutzung ist vorhanden. Bürger, Abfallentsorger und Politik können beitragen, dieses zu realisieren. The energy transition, including the substitution of Russian natural gas, is a major challenge that requires supportive measures in many areas of the energy sector. One of these areas is the production of biomethane from domestic kitchen waste. This mainly includes food waste. There is a large untapped potential for its use. Citizens, waste management companies and politicians can contribute to realise this.

Primärrohstoffe entstammen natürlichen Quellen und sind eine endliche Ressource. Sie stehen, abhängig von der räumlichen Lage, in unterschiedlicher Vielfalt zur Verfügung. In vielen europäischen Ländern gibt es jetzt schon kaum bis keine primären Rohstoffreserven.Eine alternative Rohstoffquelle sind die Sekundärrohstoffe. Im Bereich des Bauwesens sind diese Materialbestände in Bauwerken und der Infrastruktur zu finden. Aufgrund der Modernisierung kommt es zu einer zunehmenden materiellen Komplexität heutiger Bauwerke.Städte mit einer hohen Dichte an verbauten Materialien stehen hier besonders im Fokus (Urban Mining). Länderspezifische Ressourcenstrategien haben vor allem die Bewahrung der Primärrohstoffe und das Recycling von Sekundärrohstoffen als Ziel. Auch sollen langfristig,über den Lebenszyklus eines Bauwerks hinweg, die Bewertungsparameter der Ökobilanz reduziert werden. Planungswerkzeuge und -methoden sollen dabei helfen, den Bauwerksbestand bestmöglich wiederzugeben und eine aussagekräftige Bauwerksbewertung zuzulassen.Im Zuge dieser Arbeit wird die Methode der BIM-basierten Materiellen Gebäudepass-Berechnung am Beispiel eines modellierten Wohnhauses durchgeführt. Anfangs wird dasThema Abfallwirtschaft behandelt. Der Schwerpunkt liegt dabei in der Beschreibung des aktuellen Umgangs mit Baurestmassen in Österreich und der EU. Das Thema „Building Information Modeling“ wird im Anschluss beschrieben. Hier wird der Fokus auf das Verfahrenund dessen Handhabung hinsichtlich der ökologischen und ökonomischen Bewertung vonPlanungsobjekten gesetzt. Die Beschreibung von Möglichkeiten zur Ermittlung von Bauwerkskosten erfolgt im Anschluss. Der Schwerpunkt der Arbeit stellt die BIM-basiertematerielle Gebäudepassberechnung dar. Dabei werden neben der direkten Methodenbeschreibung auch ökologische und ökonomische Ergebnisse ermittelt, um indirekt, Rückschlüsse auf die untersuchte Methode zu erlauben. Die Berechnung erfolgt auf Basis des Referenzmodells (RF-Modell) und auf Grundlage von zwei ökologisch optimierten Modellen.Die ökologischen Optimierungsmaßnahmen führen, gegenüber dem RF-Modell, zu einer Verbesserung der Bewertungskenngrößen der Ökobilanz und zu einer Erhöhung des Recyclinganteils. Die Optimierungen haben eine Kostensteigerung zur Folge, welche durch eine Maßnahmenanpassung minimiert werden. Primary raw materials come from natural sources. They are infinite and depending on the spatial location. The amount of primary raw materials varies. Even now, in many European countries the quantity of primary raw reserves is very small or reaches a critical number. Analternative source of raw material are secondary raw materials. Regarding to the construction industry, these material stocks can be found in buildings or the infrastructure. Due to the modernisation, the complexity of materials used in constructions, increases. Cities with a high density of built-in materials are especially in focus (urban mining). The aim of country specific resource strategies is to prevent primary raw materials and to recycle secondary raw materials.Concerning to the life-cycle of constructions, the reduction of ecological parameters is an other important aim. Planning tools and methods should help to reproduce the building stock in the best possible way and allow a meaningful building evaluation.In the course of this thesis, the method of the BIM-based material passport is carried out using the example of a modelled building. Initially, the topic of waste management will be described.The focus is on the description of the current handling of construction waste in Austria and the EU. After that, the topic “Building Information Modelling” will be discussed followed by a description of the determination of building costs. The focus of this thesis is the BIM-based material passport calculation. Besides the description of the method, also ecological and economical results are determined. There by conclusions about the method can be made. The calculation is based on the original model and ecologically optimized models. Compared to the reference model the ecological optimization measures lead to an improvement in the assessment parameters of the life cycle assessment and to an increase in the proportion of recycling. Due to the optimizations, the building costs increase. These costs can be minimized by adapting the measures.

Thermochemische Speichersysteme sind immer der Versuch der Nutzbarmachung von „unnutzbarer“ Energie - aber nicht Anergie - in einem entsprechenden System, Prozess oder Anlage. Hinter der vorliegenden Abhandlung zu thermochemischen Speichern stehen die Schlagworte, die allgegenwärtige Diskussion zur verbesserten Nutzung der Solarenergie, verbesserte industrielle Abwärmenutzung, Speicherung von Prozesswärmen aus im Batchmodus betriebenen Anlagen und zyklischen Produktionsschwankungen, sowie von „power – to(2) – heat“ – Konzepten.Jede Anwendungsmöglichkeit wird in der Flexibilität bezüglich der verwendbaren Temperaturen sehr stark von der verwendeten Materialpaarung beeinflusst, und meist stellt jedes System seine eigenen hochspezifischen Anforderungen an den Prozess - konstruktiv sowie auch prinzipiell. Diesem Umstand ist es verschuldet, dass die Nutzung von thermochemischen Systemen dermaßen – trotz der Vielfalt der Möglichkeiten – eingeschränkt verwendet wird.Kapitel 1 handelt von der Einteilung von Speichern, der Nomenklatur und den Speicherprinzipien.Kapitel 2 behandelt den Stand des Wissens zur thermochemischen Energiespeicherung, die Unterscheidung zur chemischen Wärmepumpe, bereits untersuchte Materialpaarungen. Weiters wird die, in diesen Projekten, entwickelte Methode zur automatisierten Materialpaarungssuche beschrieben. Abschließend werden die bekannten Materialpaarungen einer vergleichenden Energiebilanz unterzogen.Die intensive Beschäftigung mit dem TCS-System MgO/Mg(OH)2 folgt in Kapitel 3. Dabei wird einleitend zu Vorkommen, Herstellung und aktueller Verwendung geschrieben, bevor in das Thema Materialcharakterisierung eingestiegen wird. In diesem Abschnitt wurden verschieden Magnesiumqualitäten unter Laborbedingungen (mit Geräten wie TGA, XRD, RFD, etc.) getestet um erste Aussagen zur Reaktionsfähigkeit, Kinetik und Zyklenstabilität zu erhalten.Im Hauptteil dieser Arbeit, in Kapitel 4, werden die verschiedenen Versuchsstände und Reaktorkonzepte, sowie deren Ergebnisse beschrieben und diskutiert. Dabei wird unterschieden einerseits zwischen Reaktionsregimen Wasserdampf / Magnesia und Wasser / Magnesia, und andererseits zwischen drucklosen und drucküberlagerten Versuchen. Dabei werden auch Irrwege beleuchtet und durch die Beschäftigung mit den Reaktoren werden auch die besonderen Anforderungen an großtechnische Anlagen ersichtlich, die diese Materialpaarung für einen stabilen Betrieb erfordert. Thermochemical storage systems are always an attempt to harness "unusable" energy - but not anergy - in a corresponding system, process or plant. Behind this paper on thermochemical storage are the buzzwords, the ubiquitous discussion on improved use of solar energy, improved industrial waste heat utilization, storage of process heat from batch mode operated plants and cyclic production fluctuations, and "power - to(2) - heat" concepts.The flexibility of each application in terms of usable temperatures is very much influenced by the material system which is used, and in most cases each system places its own highly specific demands on the process in terms of design as well as principle. It is due to this circumstance that the use of thermochemical systems is so limited - despite the variety of possibilities.Chapter 1 deals with the classification of storage systems, nomenclature and storage principles.Chapter 2 deals with the state of the art of thermochemical energy storage, the distinction to chemical heat pumps, already investigated material pairings. Furthermore, the method for automated material pairing search developed in these projects is described. Finally, the known material pairings are subjected to a comparative energy balance.The intensive study of the TCS system MgO/Mg(OH)2 follows in chapter 3, with an introduction on occurrence, production and current use, before moving on to the topic of material characterization. In this section, different magnesium grades were tested under laboratory conditions (using TGA, XRD, XRF, etc.) in order to obtain initial statements on reactivity, kinetics and cycling stability.In the main part of this thesis, in chapter 4, the different test rigs and reactor concepts as well as their results are described and discussed. A distinction is made between the steam/magnesia and water/magnesia reaction regimes on the one hand, and between pressureless and pressurized experiments on the other. The discussion also highlights some of the mistakes that have been made and, by looking at the reactors, the special requirements for large-scale plants, that this material pairing requires for stable operation, are also made clear.

Ziel dieser Arbeit ist es, ausgehend von vorhandenen Ansätzen, ein geschlossenes Konzept für die Berücksichtigung von Schäden durch die Schadstoffbelastung der Umwelt als Ergänzung von Volkswirtschaftlichen Gesamtrechnungen, sogenannten Umweltökonomischen Gesamtrechnungen (UGR), abzuleiten und dieses anhand der Umweltbelastung durch Luftschadstoffe und toxische Substanzen durchzuführen. Ausgehend von der Diskussion der beiden übergeordneten Ziele für eine umweltverträgliche wirtschaftliche Entwicklung, Effizienz und Nachhaltigkeit, werden zunächst Unterziele in Form von Prioritäten aufgestellt. Aus ihnen wird dann auf der Basis vorhandener Konzepte zu Indikatoren und UGR ein System von aggregierten Indikatoren entwickelt. Zur Berechnung der Indikatoren wird die Methodik des erweiterten Wirkungspfadansatzes vorgestellt. Neben der detaillierten Diskussion von Konzentrationswerten und Gesamtschäden für 1990 und 1998 erfolgt eine Analyse des zeitlichen und räumlichen Imports und Exports von Schäden sowie der Schäden, die durch unterschiedliche wirtschaftliche Aktivitäten in Deutschland entstehen. Zusätzlich werden mit Hilfe der Indikatoren die Nachhaltigkeit der wirtschaftlichen Entwicklung und die Effizienz definierter Umweltziele beispielhaft für das Jahr 2005 untersucht. Zur Demonstration der Anwendbarkeit der berechneten Ergebnisse im Rahmen von UGR werden unter anderem beispielhaft Korrekturen der Wirtschaftsindikatoren durchgeführt, wie sie von Projekten der Europäischen Kommission und Aktivitäten der Vereinten Nationen in diesem Bereich vorgeschlagen werden. Die ermittelten gesamten Schadenskosten für die Jahre 1990 und 1998 in den EU-15 Staaten und Deutschland betragen mehrere Prozent des jeweiligen Bruttoinlandsprodukts. Die Analyse des Jahres 2005 hat gezeigt, dass die politischen Ziele für 2010 größtenteils bereits in 2005 eingehalten werden können. In einigen Ländern sind effiziente Minderungen über die Einhaltung der Ziele hinaus möglich. The objective of this thesis is to develop a consistent concept for the consideration of impacts due to the pollution of the environment in order to supplement national accounting systems in a so-called green accounting framework and to apply the concept for air pollution and the dispersion of toxic substances. Based on a discussion of the two major aims for environmentally friendly economic development, efficiency and sustainability, first, subordinate aims are formulated as priorities. These are used together with a discussion of existing concepts for indicators and environmental accounting to develop a system of aggregated indicators. For the estimation of indicator values, the extended impact pathway approach is presented. Besides a detailed discussion of the concentration levels and damages for 1990 and 1998, an analysis of temporal and spatial import and export of damages as well as the amount of damages caused by different economic activities in Germany are assessed. Furthermore, the sustainability of the economic development and the efficiency of given environmental targets are analysed applying the indicators exemplarily for the year 2005. In order to demonstrate the applicability of the results within environmental accounts, among other things exemplary corrections of economic indicators are carried out following the proposals from European Commission projects and from activities of the United Nations in this area. The estimated total damage costs occurring in 1990 and 1998 within the EU-15 and Germany result to a few percent of the respective gross domestic product. The analysis of the year 2005 showed that in some countries political targets which were originally set for 2010 can already be reached in 2005. Furthermore, in some countries efficient reductions beyond the accomplishment of the targets are possible.

Induziert durch Digitalisierung und Servitisierung bieten Unternehmen in zunehmendem Maße Systeme aus vernetzten mechatronischen Produkten, Software und Dienstleistungen an: sogenannte Smart Product Service Systems (Smart PSS). Zur Erfüllung der Sustainability Development Goals der Vereinten Nationen, insbesondere des Ziels 9 „nachhaltiger Konsum und Produktion“, müssen diese Systeme gemäß dem Leitbild einer Circular Economy (CE) gestaltet werden. Smart-circular PSS verfolgen nachhaltige Geschäftsmodelle und verstärken Strategien der CE durch datengetriebene Funktionen. Die Entwicklung dieser Systeme stellt Unternehmen vor große Herausforderungen. Ungeklärt ist bislang, wie Teams bei der Entwicklung von Smart-circular PSS sachgerecht methodisch unterstützt werden können. Diese Arbeit begegnet diesen Beobachtungen mit der Forschungshypothese, dass sich Systemarchitekturen von Smart-circular PSS durch geeignete Methoden des Modellbasierten Systems Engineerings (MBSE) so entwerfen lassen, dass die Systeme effektiv und effizient zu einer CE beitragen. Zu ihrer Verifizierung wurde als übergeordneter Forschungsansatz die Design Research Methodology (DRM) angewendet. Zunächst erfolgte die Forschungsklärung mithilfe von Expert*innenworkshops sowie durch eine MBSE-Reifegradanalyse in einem industriellen Unternehmen. Die hier identifizierten Handlungsfelder wurden mittels Systematischen Literaturanalysen (SLRs) abgesichert und ausgewählt. Aufbauend auf den gewonnenen Erkenntnissen wurde die Methodik zur Definition von Smart-circular PSS-Systemarchitekturen (MESSIAH) entwickelt, die Entwicklungsteams bei der Konzeptionierung von Smart-circular PSS unterstützt. Die Methode beinhaltet eine Modellierungsgenerik, eine gerichtete Methode sowie einen Baukasten zum schnellen Prototypisieren von Services. MESSIAH wurde mithilfe einer Comprehensive Descrip-tive Study anhand von fünf Studien evaluiert. Die Forschungshypothese konnte im Rahmen der Evaluierung verifiziert werden. Somit zeigt diese Arbeit erstmals Wege auf, wie Strategien der CE mithilfe des MBSE bei der Entwicklung von Smart-circular PSS Systemarchitekturen berücksichtigt werden können. MESSIAH ermöglicht die Modellierung einer interdisziplinären Systemarchitektur, die mechatronische Produkte, Software und Dienstleistungen integriert. Zur Modellierung von CE-relevanten Services wurden zwei neue prozessorientierte Modelltypen erfolgreich mit bestehenden Modellierungstechniken des MBSE kombiniert. Durch die Evaluierungsstudien konnte ein zufriedenstellender Stand der Akzeptanz und wahrgenommenen Nützlichkeit der Methodik nachgewiesen werden. Allerdings wurden Verbesserungspotentiale hinsichtlich ihrer Benutzbarkeit festgestellt. In weiterer For-schung wird es vonnöten sein, die Qualität und die Quantität der Anwendungsvalidierungen zu erhöhen. Zu diesem Zweck wird die Durchführung von Langzeitstudien sowie Anwendungen an industriellen Systemen in einem weiteren Einsatzspektrum und in weiteren Branchen empfohlen. In response to calls for digitization and servitization, businesses increasingly offer complex systems consisting of connected mechatronic products, software elements and services: so-called Smart Product-Service-Systems (Smart PSS). In order to meet the United Nations Sustainability Development Goals and in particular Goal 9 "Sustainable Consumption and Production", these systems must be compatible with the tenets of a Circular Economy (CE). The development of these systems presents businesses with major challenges. It remains unclear how engineering teams can be supported methodologically in developing Smart-circular PSS. This dissertation meets these challenges with the research hypothesis that suitable methods of Model-based Systems Engineering (MBSE) can aid in the development of Smart-circular PSS architectures, which effectively and efficiently contribute to a CE. The investigation applies Design Research Methodology (DRM) as an overarching research approach for hypothesis verification. Initially, expert workshops and an MBSE maturity analysis in an industrial enterprise served to clarify the research objective. Systematic Literature Reviews (SLRs) validated and detailed the fields of action identified. Based on the findings, the Methodology for Smart-circular PSS Architecture Definition (MESSIAH) was developed, which supports development teams in the design of Smart-circular PSS. The method includes a modeling framework, a method and a construction kit for prototyping services. MESSIAH was evaluated by means of a Comprehensive Descriptive Study based on five evaluation studies. The evaluation verified the research hypothesis. Consequently, this research explores how the development of Smart PSS with the help of MBSE can be useful to CE-strategies. MESSIAH enabled the management of system complexity by using an interdisciplinary system architecture that integrates the development of mechatronic products, software and services. In order to de-velop CE-relevant services, two new types of models were successfully integrated into existing modelling techniques of MBSE. User studies indicated a satisfactory level of user acceptance and perceived usefulness of the methodology, but also served to identify potential for improve-ment with regard to its ease of use. In further research it will be necessary to increase the quality and quantity of application validations in further application scenarios and other industry branches. For this purpose, the dissertation recommends long-term studies and applications on further industrial systems.

Anl��sslich der Diskussion, welche Baustoffe die optimalsten und umweltfreundlichsten Eigenschaften f��r das Bauwesen bieten, wird in dieser Arbeit ein ��berblick ��ber nachhaltiges Bauen gegeben. Es wird gekl��rt, welche Vor- und Nachteile bestimmte Baustoffe und tragende Bauteile besitzen, indem ihre ��kologischen und mechanischen Eigenschaften verglichen werden. Im Hinblick auf Konstruktionsmaterialien beinhalten z.B. Holzbaustoffe das gr����te Potenzial bei erneuerbarem Prim��renergiebedarf im Vergleich zu allen anderen untersuchten Konstruktionen. Zudem hat Holz aufgrund des hohen Recyclingpotenzials den geringsten Anteil an nicht erneuerbarem Prim��renergiebedarf, wohingegen den h��chsten nicht erneuerbaren Prim��renergiebedarf mineralische Baustoffe verursachen. Beton entwickelt mit steigender Druckfestigkeitsklasse auch dementsprechend mehr Umweltwirkungen, wohingegen die Umweltwirkungen bei Ziegelformaten von der Art der F��llung abh��ngen. W��hrend Betonaufbauten in der Kategorie f��r das Treibhauspotenzial und das Ozonabbaupotenzial mit die h��chsten Werte besitzen, verursachen mineralische Bauweisen die wenigsten Umweltwirkungen in den Kategorien f��r das Photochemische Ozonbildungspotenzial, das Versauerungspotenzial sowie das Eutrophierungspotenzial. Stahl und Glas haben im Gegensatz zu den anderen ��blichen Baumaterialien sehr viel h��here Umweltwirkungen in allen Kategorien, v.a. in Bezug auf den Prim��renergieinhalt und auf das Treibhauspotenzial. Aus den gesamten Untersuchungen geht hervor, dass es keine eindeutig bessere Bauweise gibt. Je nach gegebenen Bedingungen m��ssen Aspekte wie Standort, klimatische Verh��ltnisse, Verf��gbarkeit erneuerbarer Energietr��ger, Nutzerverhalten oder spezielle Bed��rfnisse des Bauherrn bei der Baustoffwahl ber��cksichtigt werden. Denn im Kontext des Geb��udes gibt es viele Aspekte, die zu beachten sind; letztendlich stehen Baustoffe in einem funktionalen Zusammenhang untereinander und mit dem Baugef��ge. Einfluss auf die Beurteilung der Auswirkungen der Bauteile auf die Umwelt hat in gro��em Ma��e sowohl die Wahl des Konstruktionsmaterials als auch die Wahl des D��mmstoffes und die Art der Konstruktion im Allgemeinen. Ein idealer Baustoff steht somit in einem ausgewogenen Verh��ltnis zwischen ��kologischen Aspekten und bautechnischen Anforderungen und ist je nach ��u��eren Gegebenheiten zu w��hlen. Durch die Auswahl von angemessen umweltgerechten Baustoffen und F��getechniken ist zumindest ressourcenschonendes und nachhaltiges Bauen realisierbar. Langfristiges Denken und eine Abstimmung der Lebensdauern von Baustoffen mit gewissem Ma�� an Nutzungsflexibilit��t ist essenziell f��r das ��kologische Bauen. Wie in der Arbeit au��erdem gezeigt wird, gibt es kein einheitliches, internationales Zertifizierungssystem, auf dessen Grundlage eine allgemeine nachhaltige Entwicklung aufbauen k��nnte. Jedem Bewertungssystem und jeder Datenbank liegen andere Kriterien und Ziele zugrunde, die sich in den Ergebnissen widerspiegeln. Daher ist es ratsam, sich schon fr��h im Planungsprozess damit auseinanderzusetzen und die Ziele der Bauplanung daran anzupassen. Durch den in dieser Arbeit vorgelegten Baustoffkatalog und Bauteilvergleich soll eine bessere ��bersichtlichkeit in diese Thematik gebracht werden. As a contribution to the discussion about what building materials offer the most optimal and environmentally friendly properties for the construction industry, this paper gives an overview of sustainable construction. It illustrates the advantages and disadvantages of certain building materials and structural components by comparing their ecological and mechanical properties. As far as construction materials are concerned, e.g. wood materials have the greatest potential in terms of renewable primary energy demand compared to all other constructions studied. Moreover, due to the high recycling potential, wood has the lowest share of non-renewable primary energy demand, whereas the highest non-renewable primary energy demand is caused by mineral building materials. Concrete also develops correspondingly higher environmental impacts as the compressive strength class increases, whereas the environmental effects of brick formats depend on the type of filling. While concrete structures have the highest rates in the category of global warming potential and ozone depletion potential, mineral structures have the least environmental impact in the categories of ozone generation potential, acidification potential and eutrophication potential. Steel and glass, in contrast to the other common building materials, have much higher environmental impacts in all categories, especially in terms of primary energy level and global warming potential. All these studies show that there is no clear preferential construction. Depending on the given conditions, aspects such as location, climatic conditions, availability of renewable energy sources, user behavior or the client's special needs must be taken into account when selecting the building material. There are many aspects in the context of the buildung which have to be considered; Ultimately, building materials are in a functional relationship with each other and with the construction structure. The assessment of the effects of the components on the environment is influenced to a great extent by both the choice of construction material and the choice of insulating material and the type of construction in general. An ideal building material is thus in a well-balanced relation between ecological aspects and structural engineering requirements and should be selected depending on external conditions. By choosing environmentally friendly building materials and joining techniques, at least resource-efficient and sustainable construction can be achieved. Long-term thinking and matching the lifespan of building materials with a certain degree of flexibility of use is essential for ecological construction. As is also shown in the paper, there is no single, international certification system on which to build universal sustainable development. Each rating system and database is based on different criteria and objectives, which are reflected in its rating. Therefore, it is advisable to deal with this problem early on in the planning process and to adapt the objectives of the construction planning accordingly. The goal of the material catalog and component comparison presented in this paper is to get a better overview of this issue.

Neben soziodemographischen Problemen, wie ��beralterung oder Abwanderung sind St��dte zunehmend einem verst��rkten Wettbewerb ausgesetzt. Dabei wollen sie sich gegen��ber ihren Konkurrenten als Lebensraum, Wirtschaftsraum sowie Erholungs- und Einkaufsraum behaupten. Eines der Ziele von Stadtmarketing ist die Schaffung eines positiven Images und die damit einhergehende Steigerung der Attraktivit��t. Ein positives Stadtimage hat eine Vielzahl positiver Effekte und ebenfalls Einfluss auf Ortspr��ferenzen, wie Wohn- und Arbeitsortsentscheidungen. Um die Attraktivit��t einer Stadt tats��chlich zu verbessern, ist die Imageplanung zwingend mit Stadtentwicklungsma��nahmen verbunden und sollte ein glaubw��rdiges Bezugssystem darstellen. Das Leitbild der Nachhaltigkeit bietet sich als Bezugssystem an, da es f��r soziale Gerechtigkeit, f��r einen positiven Umgang mit der Natur und f��r eine aufstrebende Wirtschaft steht. Die Stadt Malm�� und das in Malm�� errichtete Stadtplanungsgebiet Western Harbour werden in dieser Arbeit als Case Study herangezogen und die Aspekte einer nachhaltigen Planung und eines Imagewandels hinterfragt. W��hrend der Imagewandel von einer ehemaligen Industriestadt hin zu einer vermeintlich nachhaltigen Stadt bzw. Green City gegl��ckt ist, wurden einige Aspekte der nachhaltigen Planung nicht beachtet. So l��sst sich beispielsweise ein erh��hter Energieverbrauch feststellen, ein hoher Anteil an motorisiertem Individualverkehr und eine enorme soziale Unausgeglichenheit, die die Kluft zwischen Arm und Reich in Malm�� vergr����ert. Besides sociodemographic problems, like aging of the population or emigration, cities are more and more in competition with each other. They want to prevail against their competition by offering a more attractive living environment, better economic opportunities and leisure activities. One of the main goals of city marketing is to create a positive image and to make a city more attractive. A positive city image has a multitude of positive effects and it even influences preferences in terms of places, like where people decide to work or live. To make a city more attractive, planning an image of the city has to be linked to urban development strategies, to represent a believable frame of references. The concept of sustainability seems to be a perfect frame of reference since it stands for social fairness, conservation with natural resources and a prosperous economy. The city of Malm�� and the urban development project Western Harbour are used as a case study in this thesis and the aspects of sustainable planning and the change of the image are scrutinized. While the image of Malm�� really changed from an industrial city towards a sustainable or green city, some of the sustainable aspects were not fulfilled. There is for example a higher use of energy, a higher percentage of motorised private transport and a social imbalance which increases the gap between rich and poor in Malm��.