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Klima und Wohnen – Eine Geschichte gegenseitiger Einflussnahme Unser Planet verändert sich. Der anthropogene Klimawandel verursacht weltweit Dürren und Waldbrände, lässt die Meeresspiegel steigen und führt zu humanitären Katastrophen. Viele Länder streben die Umkehr respektive eine Abminderung der Folgen des Klimawandels an und haben zu diesem Zweck Klimabündnisse und Klima[1]abkommen ins Leben gerufen. Die Vereinten Nationen, die Europäische Union und Österreich haben dazu verschiedene Ziele formuliert und Maßnahmenkataloge entwickelt, die dem Trend der weltweiten Klimaerwärmung entgegen[1]wirken (Klimaschutzziele) und nachhaltige und zukunftsfähige Entwicklungen hervorbringen sollen (Nachhaltige Entwicklungsziele). Das Bauwesen mit dem Sektor Gebäude als zweitgrößtem Treibhausgas-Emittenten in Österreich ist neben dem Sektor Verkehr die größte Quelle von CO2-Emissionen außerhalb des EU-Emissionshandels. Private Haushalte sind mit der Bereitstellung von Raumwärme und Warmwasser für die meisten Treibhausgas-Emissionen verantwortlich. Nationale Jahresberichte zeigen, dass die gemeinsam formulierten und ratifizierten Klimaschutzziele nur unzureichend erfüllt werden. Sollte die 1,5°-Celsius-Marke der maximalen globalen Erwärmung überschritten werden, ist der weltweite Klimawandel nicht mehr umkehrbar. Der demografische Wandel und das Wachstum der Städte verlangen nach neuem Wohnraum. Nachverdichtung, Neubau und Sanierungen bieten mit dem Wissen ob der klimatischen Veränderungen und dem maßgeblichen Einfluss auf CO2-Emissionen privater Haushalte eine ideale Angriffsfläche für Veränderung im Bauwesen. Energieeffizientes Bauen unter Einbeziehung integrierter erneuerbarer Energieerschließung, Ressourcenschonung, der Einsatz von nach[1]wachsenden Rohstoffen sowie eine holistische Lebenszyklusanalyse sind hierbei wesentlich.Schnittstelle – Die Smart City Wien Rahmenstrategie 2019 – 2050.Die Rahmenstrategie für die „Smart City Wien 2050“ basiert auf den nachhaltigen Entwicklungszielen (den 17 SDGs) der UN Agenda 2030 und formuliert eine Mission sowie verschiedene Ziele, deren Einhaltung die Zukunftsfähigkeit und die Lebensqualität der Stadt für alle Menschen in Wien garantieren soll. Die Smart City Wien bekennt sich zum 1,5°-Celsius-Ziel. Gemeinsam mit Monitoring und Governance bilden die zwölf Zielbereiche das Rückgrat der Rahmenstrategie. Die einzelnen Unterziele geben Planenden Argumente für nachhaltige Lösungen in die Hand. Sechs der zwölf Zielbereiche wurden für diese Arbeit als Schnittstelle zwischen Klimaschutzzielen, nachhaltigen Entwicklungszielen und dem Wohnen ausgewählt: Partizipation, Gebäude, Energieversorgung, soziale Inklusion, Umwelt sowie Mobilität und Verkehr.Baugruppen – Partizipation als Ressource.Die Stadt Wien fördert Partizipationsprozesse und Baugruppen. In der Stadtentwicklung sind Baugruppenprojekte in Quartiersentwicklungen oder bei Bauträgerwettbewerben für kleinere Grundstücke seit einigen Jahren fest verankert. Baugruppenprojekte bergen Lebendigkeit und Strahlkraft, sie evozieren positive Entwicklungen im Stadtquartier und werden gezielt zur Stadtteil[1]entwicklung eingesetzt. Mit dem Einsatz von Ressourcen wie Zeit, Geld und Raum für die Beteiligung im Partizipations[1]prozess können im Bau oder der Sanierung sowie später in der Nutzungsphase eines Gebäudes Baumaterialien, Energiebedarf und CO2-Emis[1]sionen, aber auch Geld und Bodenfläche, ein[1]gespart werden. Aber auch außerhalb des Sektors Gebäude wird die Verringerung der Treibhaus[1]gas-Emissionen dank der sozialen Vernetzung vorangetrieben. Eigene Sharing-Plattformen für Mobilität und Gebrauchsgegenstände können beispielsweise Ergebnisse partizipativer Wohn[1]formen sein. Innerhalb der richtigen Rahmen[1]bedingungen fördern Baugruppenprojekte soziale Inklusion und tragen zur Schaffung von leistbarem Wohnraum bei.Motivation.Aus einem persönlichen Interesse für nachhaltige Entwicklungen habe ich ein Praktikum in einem Büro absolviert, welches Baugruppenprojekte, auch in Holzbauweise, realisiert. In meinem Praktikum bei einszueins architektur (September 2019 – April 2020) habe ich vier Monate am „Bauträger-wettbewerb für Baugruppen 2019“ gezeichnet. In einem gemeinsamen Projektteam bestehend aus Baugruppe, Architekturbüro, sozialer Prozessbegleitung und Bauträger wurde das Bau- und Projektkonzept namens HABITAT HIMMELTEICH für rund 30 Wohneinheiten in Essling in Wien entwickelt. Durch den persönlichen Bezug zu diesem Projekt habe ich beschlossen, die Wettbewerbsbroschüre HABITAT HIMMELTEICH als Basis für meine Diplomarbeit zu verwenden. Der partizipative Prozess der Gruppe innerhalb der 1. Stufe des Wettbewerbs wird als Fallbeispiel exemplarisch dargestellt. Diese Arbeit untersucht mithilfe der Wiener Rahmenstrategie als Schnittstelle positive Beiträge von Baugruppen zur Erfüllung der Klimaziele.Forschungsfragen und ZielDie vorliegende Diplomarbeit untersucht den Beitrag von Baugruppen zur Smart City Wien 2050 – und somit zur Erfüllung der Pariser Klimaschutzziele und der Nachhaltigen Entwicklungsziele. Das Ziel dieser Arbeit ist die Beleuchtung der positiven Beiträge von Baugruppen zur Erfüllung der ZieleMethodik und AufbauDie Methoden der Kapitel 2-4 und 6 sind Literaturrecherche und Beobachtung. Die Methoden des Kapitel 5 – Fallbeispiel sind die Mitarbeit am Projekt und Beobachtung. Climate and Housing - A History of Mutual Influence.Our planet is changing. Anthropogenic climate change causes droughts and forest fires worldwide, raises sea levels and leads to humanitarian disasters. Many countries are striving to reverse or mitigate the consequences of climate change and have set up climate alliances and agreements for this purpose. The United Nations, the European Union and Austria have formulated various goals and developed catalogs of measures to counteract the trend of global warming (climate protection goals) and to bring about sustainable and future-oriented developments (sustainable development goals). The construction industry, with the building sector as the second largest greenhouse gas emitter in Austria, is the largest source of CO2 emissions outside of the EU emissions trading, alongside the transport sector. Private households are responsible for most of the greenhouse gas emissions by providing space heating and hot water. National annual reports show that the jointly formulated and ratified climate protection goals are only inadequately met. If the maximum global warming of 1.5 ° Celsius is exceeded, global climate change is no longer reversible. Demographic change and the growth of cities require new living space. Densification, new construction and renovations offer an ideal target for changes in the construction industry with the knowledge of climatic changes and the significant influence on CO2 emissions in private households. Energy-efficient construction with the inclusion of integrated renewable energy development, resource conservation, the use of renewable raw materials and a holistic life cycle analysis are essential here. Interface - The Smart City Wien Framework Strategy 2019-2050.The framework strategy for “Smart City Wien 2050” is based on the sustainable development goals (the 17 SDGs) of the UN Agenda 2030 and formulates a mission and various goals, compliance with which should guarantee the future viability and quality of life of the city for all people in Vienna. Smart City Wien is committed to the 1.5 ° Celsius target. Together with monitoring and governance, the twelve target areas form the backbone of the framework strategy. The individual sub-goals provide planners with arguments for sustainable solutions. Six of the twelve target areas were selected for this work as an interface between climate protection goals, sustainable development goals and living: participation, buildings, energy supply, social inclusion, the environment, and mobility and transport. Assemblies - participation as a resource.The City of Vienna promotes participation processes and assemblies. In urban development, assembly projects have been firmly anchored in district developments or in property developer competitions for smaller properties for several years. Building group projects bring vitality and charisma, they evoke positive developments in the urban quarter and are used specifically for urban development. By using resources such as time, money and space for participation in the participation process, savings can be made on building materials, energy requirements and CO2 emissions, as well as money and floor space, during construction or renovation and later in the use phase of a building. But the reduction of greenhouse gas emissions is also being promoted outside the building sector thanks to social networking. Own sharing platforms for mobility and everyday objects can, for example, be the result of participatory forms of living. Within the right framework, assembly projects promote social inclusion and help create affordable housing. Motivation.Out of a personal interest in sustainable developments, I completed an internship in an office that implements assembly projects, including wood construction. In my internship at einszueins architektur (September 2019 - April 2020) I drew four months in the "Developer competition for assemblies 2019". The construction and project concept called HABITAT HIMMELTEICH for around 30 residential units in Essling in Vienna was developed in a joint project team consisting of an assembly group, architecture office, social process support and property developer. Due to the personal connection to this project, I decided to use the competition brochure HABITAT HIMMELTEICH as the basis for my diploma thesis. The participatory process of the group within the 1st stage of the competition is presented as an example. Using the Vienna framework strategy as an interface, this work examines positive contributions made by assemblies to meet the climate targets. Research questions and goalThis diploma thesis examines the contribution of assemblies to Smart City Vienna 2050 - and thus to the fulfillment of the Paris climate protection goals and the sustainable development goals. The aim of this work is to illuminate the positive contributions of assemblies to the achievement of the goals. Methodology and structureThe methods of Chapters 2-4 and 6 are literature research and observation. The methods of Chapter 5 - Case Study are collaboration on the project and observation.

Vor dem Hintergrund allgemeiner energie- und klimapolitischer Ziele wie der Verringerung der Ölabhängigkeit oder der Reduktion der Treibhausgasemissionen werden hohe Erwartungen an den Einsatz alternativer Kraftstoffe und Antriebe im Verkehr geknüpft. Unsicherheiten bestehen jedoch in der Frage, welche Kraftstoff-Antriebskombinationen sowohl in ökonomischer als auch in ökologischer Hinsicht die besten Voraussetzungen mitbringen, um den gestellten Zielsetzungen gerecht zu werden. Die Beantwortung dieser Frage kann nicht durch eine isolierte Betrachtung des Verkehrssektors erfolgen, sondern erfordert zusätzlich die Berücksichtigung von Wechselbeziehungen zwischen dem Verkehrssektor und anderen Bereichen des Energiesystems. So müssen beispielsweise die während der Bereitstellung alternativer Kraftstoffe (Well-to-Tank) entstehenden Treibhausgasemissionen oder alternative Verwertungsmöglichkeiten für zur Kraftstoffbereitstellung eingesetzte Energieträger, wie z. B. Biomasse, in die Bewertung einfließen. Gerade im Hinblick auf ihren möglichen Beitrag zum Klimaschutz stehen verkehrspolitische Maßnahmen zur Senkung des Treibhausgasausstoßes zudem nicht nur untereinander sondern auch mit Vermeidungsoptionen in anderen Sektoren des Energiesystems im Wettbewerb. Das Ziel dieser Arbeit besteht daher darin, die mögliche Rolle alternativer Kraftstoffe und Antriebe als Teil einer energiewirtschaftlichen Verkehrsstrategie zu analysieren, welche darauf ausgerichtet ist, im Einklang mit allgemeinen energie- und klimapolitischen Zielen eine umweltverträgliche, bezahlbare und versorgungssichere Mobilitätsbereitstellung in Deutschland und der EU-27 zu gewährleisten. Dazu werden zunächst im Rahmen einer Technologiecharakterisierung unterschiedliche alternative Kraftstoffpfade und Antriebskonzepte bezüglich ihrer derzeitigen und zukünftigen technischen, ökonomischen und ökologischen Eigenschaften bis zum Jahr 2050 analysiert. Die Ergebnisse dieser Technologiecharakterisierung werden anschließend zusammengeführt, indem ausgewählte Kraftstoff-Antriebskombinationen in einem Well-to-Wheel Vergleich hinsichtlich ihrer Mobilitätskosten, Treibhausgasemissionen und Treibhausgasvermeidungskosten gegenüber konventionellen Antrieben auf Mineralölbasis bewertet werden. Aufbauend auf den Ergebnissen der Technikanalyse wird im Anschluss die mögliche Bedeutung alternativer Kraftstoffe und Antriebe in Deutschland und Europa bis zum Jahr 2050 unter Berücksichtigung der energie- und klimapolitischen Rahmenbedingungen sowie in Abhängigkeit von den technischen Entwicklungsfortschritten untersucht. Dazu wird eine modellgestützte Systemanalyse unter Anwendung des Energiesystemmodells TIMES PanEU durchgeführt, welche es ermöglicht, die genannten Wechselbeziehungen zwischen Verkehrssektor und restlichem Energiesystem zu erfassen und bei der quantitativen Bewertung der Potenziale alternativer Kraftstoffe und Antriebe einzubeziehen. Im Ergebnis zeigt sich, dass vor allem Biokraftstoffe und elektrische Antriebskonzepte, wie Batterie betriebene Elektrofahrzeuge und Plug-in-Hybridfahrzeuge, bei ambitionierten Klimaschutzvorgaben oder eingeschränkter Verfügbarkeit konventioneller Kraftstoffe langfristig (nach 2030) in zunehmendem Maße eine wichtige Rolle im Verkehrssektor spielen. Alternative fuels and power trains are often appreciated as possible options for the achievement of general targets from energy and climate policy like the decrease of oil dependency or the reduction of greenhouse gas emissions. However, uncertainties exist, which combinations of fuels and power trains are suited best from an economic and ecological point of view to cope with the existing requests. This question cannot be answered by an isolated analysis of the transport sector. Instead, an additional consideration of interdependencies among the transport sector and other sectors of the energy system is required. This comprises for example the inclusion of well-to-tank greenhouse gas emissions that occur during the preparation of alternative fuels or other possible options for the utilization of energy carriers that are needed as feedstock for alternative fuel production (e. g. biomass). Especially with regard to climate protection, measures for greenhouse gas mitigation in the transport sector are not only in competition among each other but also with measures in other sectors of the energy system. The intention of this study therefore is to analyze the potential role of alternative fuels and power trains as part of an energy economic transport strategy, which in the context of general targets from energy and climate policy aims at an environmentally friendly, affordable and secure mobility in Germany and the EU-27. The study starts with a characterization of the technical, economic and ecological properties of different pathways for alternative fuel production and alternative propulsion concepts, looking at the state of the art and the development until 2050. The results of this analysis are then used for a well-to-wheel assessment of selected combinations of alternative fuels and power trains regarding mobility costs, greenhouse gas emissions and greenhouse gas abatement costs related to conventional oil based vehicles. Based on the outcome of the previous investigation, the potential role of alternative fuels and power trains in Germany and the EU-27 as a whole until 2050 is evaluated, depending on the energy and climate policy framework and on the further technical development. For that purpose a model based analysis with the energy system model TIMES PanEU is applied, which allows to cover also the mentioned interconnections between the transport sector and the rest of the energy system. As a result of the analysis, especially biofuels and electric power trains like battery electric and plug-in hybrid electric vehicles prove to be important alternative technological options for the transport sector in the long run (after 2030), if ambitious climate targets are set or if the availability of conventional oil based fuels is limited.

Der szenariofrei, szenarioneutral oder auch Scenario-Free genannte Ansatz stellt gegenüber dem deutlich verbreiteteren szenariogestützten, szenariogeführten oder auch als Scenario-Led bezeichneten Ansatz eine flexiblere Alternative zur Abschätzung von Klimawandelfolgen, wie lokalen Änderungen statistischer Hochwasserkenngrößen dar, indem er projizierte Klimaänderungen und ihre hydrologische Wirkung trennt. Dadurch ist er in der Lage, die Folgen neuer Erkenntnisse der Klimaforschung oder darüberhinausgehende, klimatische Sicherheitszuschläge für ein entsprechendes Untersuchungsgebiet aufzuzeigen, ohne die komplette Wirkstudie arbeits- und zeitaufwändig wiederholen zu müssen. In dieser Arbeit wird ein neues Scenario-Free Verfahren zur Bestimmung von Änderungen in der Hochwasserscheitelstatistik entwickelt, das gegenüber bisherigen Verfahren einen funktionalen Zusammenhang zwischen einer größeren Zahl von Klimaänderungen und der Hochwasserscheiteländerung herstellt und Starkregenänderungen durch einen neu entwickelten Faktor (genannt: Starkregenfaktor) sowie allgemein mehr Einflussgrößen (Prädiktoren) berücksichtigt. Es basiert auf häufig zur Verfügung stehenden, täglichen Messreihen und existiert in einer jährlichen sowie saisonalen Form. Das Verfahren wird für sechs unterschiedliche Einzugsgebiete im Ostharz angewendet, in denen langjährige Messungen und ein AR5-Klimamodellensemble auf Tagesbasis vorliegen. Zur Anwendbarkeitsprüfung täglicher gegenüber stündlicher Messreihen unter den Bedingungen des Verfahrens, werden für jedes Untersuchungsgebiet Ergebnisvergleiche von auf den täglichen Abflusshydrographen und auf die stundenbasierte Scheitelstatistik kalibrierten Niederschlag-Abfluss-Modellen durchgeführt. Der Ergebnisvergleich aus Tages- und Stundenmodellierung zeigt nicht-signifikante Unterschiede hinsichtlich Änderungen der Scheitelstatistik für Wiederkehrintervalle oberhalb von 10 Jahren. Dies ermöglicht für entsprechende Fragestellungen die weniger rechenintensive Nutzung von Tagesmodellen, für die in der Regel Zeitreihen in größerem Umfang vorliegen. Die jährliche und saisonale Variante des neu entwickelten Verfahrens basieren auf der Anwendung von 3 und 6 Klima-Prädiktoren. Neben den bekannten und einfach zu bestimmenden Größen der mittleren Temperatur- und Niederschlagsänderung, jeweils für das Sommer- und Winterhalbjahr, hat sich der Starkregenfaktor als saisonaler Faktor zur Adjustierung der täglichen Starkregenverteilung als geeignet herausgestellt. Mit diesem kann eine definierte Anpassung der Exponentialverteilung der Starkregen durchgeführt bzw. der Unterschied zwischen zwei Verteilungen quantifiziert werden. Durch einen in der Arbeit entwickelten Algorithmus wird auf Basis des Starkregenfaktors eine vorliegende, tägliche Niederschlagsreihe so adjustiert, dass sich die Starkregenverteilung entsprechend verändert, jedoch die Massenbilanz des Niederschlags innerhalb der Saison gewahrt bleibt. Die Ergebnisse zeigen, dass bei der Mehrheit der untersuchten Verteilungen des vorliegenden Klimaensembles klimabedingte Änderungen der Starkregenverteilungen gut abgebildet werden können. Die Nutzung des entwickelten Algorithmus ist auch für Fragestellungen außerhalb des Anwendungsgebiets von Scenario-Free Verfahren möglich. Als rechnerisches Ersatzmodell des neu entwickelten Scenario-Free Verfahrens, hat sich in den untersuchten Einzugsgebieten die Multiple Lineare Regression (MLR) als geeignet erwiesen. Je nach Untersuchungsgebiet sind 4 bis 6 der saisonalen Prädiktoren notwendig um die HQ-Änderungen hinreichend genau zu bestimmen, wobei im untersuchten Verfahrensschema die Temperaturprädiktoren die geringste Bedeutung aufweisen. Im Verfahren werden zunächst mittels MLR Einzelgleichungen für HQ-Änderungen mit jeweils definiertem Wiederkehrintervall aufgestellt. Daraus kann eine Gesamtgleichung abgeleitet werden, in der in Abhängigkeit von den Prädiktoren und dem Wiederkehrintervall eine HQ-Änderung bestimmt wird. Es ist kein signifikanter Unterschied zwischen den Ergebnissen von Einzel- und Gesamtgleichungen festzustellen, sodass sich beide für die Anwendung eignen. Die Genauigkeit des neu entwickelten Scenario-Free Verfahrens wird unter Nutzung des AR5-Ensembles gegenüber dem Scenario-Led Ansatz bestimmt und mit einem auf die lokalen Verhältnisse adaptierten, bereits etablierten Scenario-Free Verfahren sowie weiteren Verfahrensvarianten verglichen. Die saisonale Variante des neu entwickelten Scenario-Free Verfahrens weist mit einer verbesserten Abbildung von Änderungen des Ensemble-Medians und überwiegend besseren Übereinstimmung der Ensemblemitglieder eine höhere Ver-fahrensgenauigkeit als der Vergleichsansatz auf. Die Ensemble-Varianz des neu entwickelten Verfahrens zeigt in 4 von 6 Einzugsgebieten bessere und in einem Einzugsgebiet ähnliche Übereinstimmungen, wie das Vergleichsverfahren. Weiterhin erhöht sich gegenüber bisherigen Scenario-Free Verfahren mit grafischen Ersatzmodell die Anwendbarkeit durch Nutzung eines rechnerischen Ersatzmodells. Das neu entwickelte Verfahren wird zudem hinsichtlich seiner Ergebnisvariabilität untersucht, die als Folge von Unsicherheiten in der Parametrisierung des N-A-Modells, der HQ-Schätzung, der Aufstellung des MLR-Modells und der Abbildung des Untersuchungsbereichs mittels Latin Hypercube Sampling auftritt. Die Ergebnisse zeigen, dass nur die Modell- und HQ-Variabilität eine signifikante Größenordnung annehmen. Die daraus bestimmte Gesamtvariabilität des Verfahrens ist in allen untersuchten Einzugsgebieten höher als jede Einzelvariabilität und überwiegend auf die HQ-Variabilität zurückzuführen. Ohne Berücksichtigung starker Ausreißer liegt die Verfahrensvariabilität in 5 der 6 Einzugsgebiete unter der Klimavariabilität des untersuchten AR5-Ensembles. Insgesamt sind zwischen den Ergebnissen von Scenario-Free und Scenario-Led Verfahren teils deutliche Abweichungen festzustellen, was weiteres Potenzial in der Prädiktorenwahl vermuten lässt. Jedoch zeigt die saisonale Variante des neu entwickelten Scenario-Free Verfahrens gegenüber dem Vergleichsverfahren, neben Vorteilen in der Anwendbarkeit und der möglichen Berücksichtigung von sich ändernden Starkregenverteilungen, eine erhöhte Genauigkeit bei einer als akzeptabel ermittelten Ergebnisvariabilität, sodass diese für praktische Anwendungen empfohlen wird. The Scenario-Neutral or Scenario-Free approach represents a more flexible alternative to the more common Scenario-Based or Scenario-Led approach for estimating climate change impacts, such as local changes in statistical flood characteristics by separating projected climate changes and their hydrological impact. In this way, it is able to show the consequences of new findings in climate research or climatic safety margins for a corresponding study area without having to repeat the complete impact study in a labour-intensive and time-consuming way. In this thesis, a new Scenario-Free procedure for the determination of changes in statistical flood peaks is developed, which, compared to previous procedures, establishes a functional connection between a larger number of climate changes and the flood peak change, considers heavy rainfall changes by a newly developed factor (called: heavy rainfall factor) as well as more influencing variables (predictors). It is based on frequently available daily measurement series, and exists in an annual as well as seasonal version. The procedure is applied to six different catchments in the eastern Harz region, where long-term measurements and an AR5 climate model ensemble are available on a daily basis. In order to test the applicability of daily versus hourly measurement series under the conditions of the procedure, the results of rainfall-runoff models calibrated to the daily runoff hydrograph and to the hourly peak statistics are compared for each study area. The comparison of results from daily and hourly modeling shows non-significant differences in statistical changes of flood peaks for return periods above 10 years. This allows the less computationally intensive use of daily models, for which time series are usually available on a larger scale. The annual and seasonal version of the newly developed procedure are based on the application of 3 and 6 climate predictors. In addition to the common and easily determined variables of mean temperature and precipitation change, each for the summer and winter half-year, the heavy rainfall factor has proven to be suitable as a seasonal factor for adjusting the daily heavy rainfall distribution. Using this factor, a defined adjustment of the exponential distribution of heavy rainfall can be carried out or the difference between two distributions can be quantified. Using an algorithm developed in the thesis, an existing daily precipitation time series is adjusted on the basis of the heavy rainfall factor in such a way that the heavy rainfall distribution changes accordingly, but the mass balance of the precipitation within the season is preserved. The results show that climate-induced changes in heavy rainfall distributions can be reproduced well for the majority of the examined distributions of the present climate ensemble. The use of the developed algorithm is also possible for issues outside the field of application of the Scenario-Free approach. As a computational substitute model for the newly developed Scenario-Free procedure in the investigated catchments the Multiple Linear Regression (MLR) has proved to be suitable. Depending on the study area, 4 to 6 of the seasonal predictors are necessary to determine the HQ changes with sufficient accuracy, whereby the temperature predictors are of least importance in the investigated scheme. In the procedure, individual equations for HQ changes with a defined return period are first set up by using the MLR. Based on this, an overall equation can be derived by determining the HQ change as a function of the predictors and the return period. There is no significant difference between the results of the individual and overall equations, so that both are suitable for application. Using the AR5 ensemble, the precision of the newly developed Scenario-Free procedure related to the Scenario-Led approach is determined and compared with an already established Scenario-Free procedure adapted to local conditions as well as different versions of it. The seasonal version of the newly developed Scenario-Free procedure shows a higher accuracy than the compared procedure, with overall better matches of changes in the climate ensemble median and better matches between the ensemble members, in the majority of cases. The ensemble variance of the newly developed procedure shows better matches in 4 out of 6 catchments and similar matches in one catchment as the comparison procedure. Furthermore, compared to previous Scenario-Free procedures with graphical substitution models, the applicability is increased by using a computational one. The newly developed procedure is also investigated in terms of its variability in results, which occurs as a result of uncertainties in the parametrization of the N-A model, the HQ estimation, the establishment of the MLR model and the mapping of the study area using Latin Hypercube Sampling. The results show that only the model and HQ variability assume a significant magnitude. The overall variability of the procedure determined from these results is higher than any individual variability in all investigated catchments and is mainly due to the HQ variability. Without considering strong outliers, the procedure variability in 5 of the 6 catchments is below the climate variability of the investigated AR5 ensemble. Overall, in some cases there are significant deviations between the results of Scenario-Free and Scenario-Led procedures, suggesting further potential in predictor selection. However, the seasonal version of the newly developed Scenario-Free procedure shows, in addition to advantages in applicability and consideration of changing heavy rainfall distributions, an increased accuracy with an acceptable variability of results, so that it is recommended for practical applications.

Auf der Grundlage vorhandener Sturmflut-Messdaten aus dem Bereich der Uferlinie vor Westerland werden Gegebenheiten der Sturmbrandung am Modell resonanter Beckenschwingungen bezüglich der Ausprägung von Reflexion, Resonanz und anomaler Dispersion untersucht. Das Auftreten partiell stehender Wellen bedeutenden Ausmaßes unterstützt die These des Autors von der „Sturmwellenresonanz“. Durchschnittliche Abbruchraten von der Randdüne Westerland werden für extreme Sturmflutwasserstände zu 1,5m/h abgeschätzt. Based on existing storm surge data from the inshore and foreshore zone of Sylt island/North Sea, the circumstances of storm surf are analyzed with respect to the model of resonant basin oscillations, marked by reflection, resonance and anomalous dispersion. Partial standing waves of impressive extent support the author's finding of a „storm wave resonance“. Average sand removal rates can be estimated as 1.5m/h at heavy storm surge action.

Wir unternehmen mit diesem Werk den Versuch einen Teil der Komplexität des Themas anhand des Knowhows der beitragenden Autoren aus verschiedenen Disziplinen zu vereinen, um nicht nur Neugier des Lesenden zu wecken, sondern auch und um über das Thema Digitalisierung aufzuklären. Dabei besteht das Kompendium aus vier Teilen, die verschieden Herausforderungen der Digitalisierung beleuchten und systematische Einschätzungen sowie mögliche Lösungskonzepte präsentieren, die es aus Unternehmensperspektive zu beachten gibt. Das gesamte Werk stellt nur einen kleinen Teil dieser Herausforderungen dar, thematisiert – unserer Meinung nach – aber besonders relevante: Beitrag 1: Im ersten Beitrag besprechen wir die allgemeine als auch die energiewirtschaftlich geprägte Definitionen von Digitalisierung und beschäftigen uns überdies mit energierelevante Daten, deren Beschaffung und Zugang sowie mögliche datenbasierte Mehrwerte. Beitrag 2: Im zweiten Beitrag wurde der Fokus auf IT‐Management in Energieversorgungsunternehmen gelegt. Es geht um die strukturierte Vorgehensweise digitaler Transformationsprozesse, um einerseits das bestehendes Geschäft adäquat mit IT unterstützen und andererseits durch IT gebotenen Möglichkeiten Potenziale für neue Geschäftsmodelle zu identifizieren und auszuschöpfen. Beitrag 3: Der dritte Beitrag gibt einen Überblick über die rechtlichen Rahmenbedingungen von Betreibern kritischer Infrastruktur (KRITIS) und deren Auswirkungen auf die IT‐Sicherheit am Beispiel der Energiewirtschaft. Zum einen wird die derzeitige Sicherheitslage bewertet und zum anderen wird abschätzt, wie durchgängig das Sicherheitsniveau, im Rahmen der steigenden dezentralen Energieerzeugung und zunehmenden Digitalisierung mit intelligenten Technologien, ist. Beitrag 4: Der vierte Beitrag zeigt die praktische Anwendung von Gefährdungsszenarien in der Systementwicklung. Dafür wurde der Anwendungsfall virtuelles Kraftwerke im Rahmen einer Überlastsituation identifiziert und standardisiert erfasst. Auf dieser Basis wurden drei verschiedene Gefährdungsszenarien erfasst und analysiert, so dass systematisch verletzte Schutzziele und Sicherheitsanforderungen identifiziert werden konnten, die dann in einem zu implementierenden System als konkrete Sicherheitsmaßnahmen umgesetzt werden sollten. With this work, we are attempting to unite part of the complexity of the topic based on the expertise of the contributing authors from various disciplines, not only to arouse the reader's curiosity, but also to educate him or her about the topic of digitization. The compendium consists of four parts that highlight the various challenges of digitization and present systematic assessments and possible solution concepts that need to be considered from a corporate perspective. The entire work represents only a small part of these challenges, but - in our opinion - addresses particularly relevant ones: Contribution 1: In the first contribution, we discuss the general as well as energy industry definitions of digitalization and furthermore deal with energy-relevant data, its procurement and access as well as possible data-based added values. Contribution 2: The second contribution focuses on IT management in energy supply companies. It is about the structured approach of digital transformation processes to adequately support the existing business with IT on the one hand and to identify and exploit potentials for new business models offered by IT on the other hand. Contribution 3: The third contribution provides an overview of the legal framework for operators of critical infrastructure (KRITIS) and its impact on IT security using the example of the energy industry. On the one hand, the current security situation is assessed, and on the other hand, it is estimated how consistently the security level will be improved in the context of the increasing decentralized energy generation and increasing digitalization with intelligent technologies. Contribution 4: The fourth contribution shows the practical application of threat scenarios in system development. For this purpose, the use case of virtual power plants in the context of an overload situation was identified and recorded in a standardized way. On this basis, three different hazard scenarios were recorded and analyzed so that systematically violated protection goals and safety requirements could be identified, which were then to be implemented as concrete safety measures in a system to be implemented.

Children are a vulnerable group affected by climate change. Paediatricians are important actors in protecting children from climate change-related health risks and in identifying and treating relevant health effects. The main objectives of this study were to determine how paediatricians assess the relevance of climate change-related health impacts, through which channels paediatricians can be reached most effectively, how often climate change-specific prevention measures are implemented and how they are assessed.Between February and July 2020, an online survey was conducted among paediatricians. The cross-sectional survey was designed to gather knowledge and attitudes about the relevance of climate change, sources of information and prevention measures. All participants who answered only one question or none at all were excluded. Differences between groups were determined using one-factorial analysis of variance. Correlations were determined using Pearson's bivariate correlation analysis and tested for two-sided significance.A total of 408 questionnaires were analysed. Over 95% of the respondents were paediatricians, with just under half of them working in children's hospitals and a good third in paediatric practices. According to paediatricians, climate change has a relevant impact on children's health. The most significant effects on children's health were considered to be longer and stronger pollen seasons, neophytes and neozoa, Lyme disease and TBE (tick-borne encephalitis, summer meningoencephalitis), UV radiation and air pollutants. Certified training options in professional journals and participation in lectures or workshops at relevant congresses were identified as the two preferred types of training. Especially professional journals as the most frequently used source of information could function as a suitable tool to reach as many paediatricians as possible. 76% of the paediatricians have not yet carried out any corresponding prevention activities, although information activities for parents or children were seen as being effective by 80%. Whereas the possibilities of integrating climate change-oriented prevention activities into everyday practice, were perceived less positively. The most frequent reason given was lack of time.To satisfy this future need for knowledge, but also for offerings from paediatricians for patients and their parents, concrete further continuous education and consultancy services must be prepared. In the future, further training offers, including the consultancy services, should be integrated into profession-specific training modules, presented at congresses, and then implemented into paediatricians' daily routine.The results of the study illustrate that the topic "climate change and health" has a high relevance for paediatricians and that information measures for parents are considered to be effective. Although paediatricians are concerned with the topic, there is an implementation deficit. Support is needed in the form of intensifying awareness-raising projects and educational modules for paediatricians to move from knowledge to action.

This Working Paper summarizes the results of a survey and a workshop, which were compiled and discussed by scientists of the research institutes Thünen-Institut, Julius Kühn-Institut (JKI) and Friedrich-Loeffler-Institut (FLI) in autumn 2016. The aim of the workshop and the survey was to analyze the state of knowledge on climate change adaptation in BMEL departmental research and the future challenges of adaptation to climate change in German agriculture and forestry. DOI:10.3220/WP1518167089000

Today solar power plants with central receiver technology often use molten nitrate salts like Hitec or Solar Salt as heat transfer fluid and storage medium. Due to their high heat capacity and the low cost these are well suited for thermal energy storage. Nevertheless, these salts also inherit disadvantages, such as high melting points above 220°C demanding high energy for trace heating. The upper temperature limit of Solar Salt is at 565°C. Therefore, high temperature power conversion cycles with high efficiency are unfeasible. Additionally, its high density results in a high pressure drop in the riser, leading to additional parasitic losses. In plants operating with Solar Salt, freeze events and corrosion problems occur. Moreover, high pressure drops have to be accepted in the absorber tubes to achieve a reasonable heat transfer. In all the mentioned points liquid metals possess advantages compared to molten salts. Sodium is the most often used liquid metal in research and industry and was already tested at the solar test center PSA in Almería in Spain. The only disadvantage of sodium - its reactivity with water and oxygen - was demonstrated in a sodium fire and the eventual destruction of the test center in summer 1986. During the last 30 years measurement techniques and safety precautions were developed to avoid such accidents. The present work analyses the properties of liquid metals in detail and compares them with Solar Salt. The custom-built design and simulation tool for tubular receivers ASTRID makes a precise thermohydraulic calculation possible. The assessment of the liquid metal concepts is based on annual yields and LCOE calculations, which are compared to a reference system with Solar Salt. All concepts with liquid metals use electromagnetic pumps. After the solar heating in the receiver the heat is transferred from sodium to Solar Salt in a heat exchanger and then stored in a two-tank storage. Both the reference concept and the liquid metal concepts use the same power block and the same temperatures in storage and turbine. The results indicate a potential to reduction in LCOE with sodium of up to 16 % compared to the reference system with Solar Salt. Dissertation, RWTH Aachen University, 2018; Berlin : Logos Verlag Berlin 1 Online-Ressource (xx, 244 Seiten) : Illustrationen, Diagramme (2018). doi:10.18154/RWTH-2018-226448 = Dissertation, RWTH Aachen University, 2018 Published by Logos Verlag Berlin, Berlin

The design of support structures of offshore wind turbines contains high number of design variables that influence load characteristics and structural responses. These variables are stochastic and cause many uncertainties. Some of them are examined in this study. It is investigated how scattering of site conditions and load parameters affect the structural response. It is exemplified in terms of stresses that contribute to the accumulated fatigue damage within a monopile substructure. Random sampling of combinations of site conditions and load parameters is performed in order to classify the effects of parameter scattering on the stress variability by means of Sobol’ indices. Analysis shows that the highest influence on stress outputs have the variations in the load parameters. The reason is the sensitivity of the structural dynamical response to the wave height increase and decrease of distance between the wave peak frequency and the structural eigenfrequencies. © 2017 ISOPE

Im Rahmen des Forschungsverbunds KLIFF („Klimafolgenforschung in Niedersachsen“, 2009 - 2013) wurde die Empfindlichkeit von insgesamt 227 nach Roter Liste gefährdeten Arten der Artengruppen Brutvögel, Amphibien, Reptilien, Tagfalter, Libellen und Heuschrecken gegenüber Auswirkungen des Klimawandels in den naturräumlichen Regionen „Harz“ und „Lüneburger Heide und Wendland“ untersucht. Neben der Empfindlichkeit gegenüber spezifisch klimawandelbedingten Auswirkungen wurde auch die Empfindlichkeit gegenüber Umweltveränderungen im Allgemeinen ermittelt, um so Rückschlüsse auf das Anpassungspotential einer Art ziehen zu können. Bis zum Ende des 21. Jahrhunderts ist auf Grundlage der ausgewerteten Klimaprojektionen in beiden naturräumlichen Regionen mit einer Erhöhung der Durchschnittstemperatur, einer Zunahme von Wärmeextremen, einer Verkürzung von Kälteperioden und einer Verschiebung der Niederschlagsverhältnisse (Abnahme der Sommer- und Zunahme der Winterniederschläge) zu rechnen. Gegenüber diesen Klimaänderungssignalen weisen 43% der untersuchten Arten eine erhöhte Empfindlichkeit auf, die meisten allerdings in geringem bis mäßigem Umfang. Insgesamt scheinen mehr Arten negativ von einer Abnahme der Sommerniederschläge betroffen zu sein als von einer Erhöhung der Temperaturen. Für die untersuchten Arten lässt sich im Durchschnitt gegenüber Umweltveränderungen im Allgemeinen eine höhere Empfindlichkeit feststellen als gegenüber spezifisch klimawandelbedingten Auswirkungen. Vor diesem Hintergrund ist die Entwicklung, Konkretisierung und Umsetzung von naturschutzfachlichen Klimaanpassungsstrategien notwendig, um Arten das Überleben vor Ort oder die Abwanderung in neue geeignete Lebensräume zu ermöglichen. Vorschläge für solche Klimaanpassungsmaßnahmen wurden daher für die beiden untersuchten naturräumlichen Regionen weiter konkretisiert. Der Schwerpunkt lag dabei auf den Strategien „Reduzierung derzeitiger Stressoren“ zur Erhöhung der Resilienz von Arten vor Ort und „Schaffung von Biotopverbundstrukturen“ zur Unterstützung der Anpassung durch Wanderung. Dazu wurden die deutschlandweit wichtigsten Gefährdungsursachen potentiell klimaempfindlicher und naturschutzfachlich besonders relevanter Arten ermittelt und darauf aufbauend arten- und lebensraumübergreifende Handlungsprioritäten für Maßnahmen in Harz und Lüneburger Heide abgeleitet. Darüber hinaus wurde analysiert, aus welchen Lebensräumen die Arten stammen, die besonders auf Biotopverbundmaßnahmen zur Anpassung an den Klimawandel angewiesen sind. Für den Naturraum Harz wird als Anpassung an den Klimawandel vorgeschlagen, prioritär in Maßnahmen zur Verhinderung von Nährstoffeinträgen bzw. Eutrophierung zu investieren, gefolgt von Maßnahmen zur Erhöhung der Konnektivität in der Landschaft und zur Verringerung des Landschaftsverbrauchs, Maßnahmen zur Offenhaltung von Lebensräumen, Maßnahmen zur naturnahen Waldrandgestaltung bzw. Waldbewirtschaftung und Maßnahmen zum Schutz und zur Wiederherstellung von Feuchtlebensräumen. Im Naturraum Lüneburger Heide sind in erster Linie Maßnahmen zum Schutz und zur Wiederherstellung von Feuchtlebensräumen wichtig, gefolgt von Maßnahmen zur Extensivierung landwirtschaftlicher Nutzung, Maßnahmen zur Offenhaltung von Lebensräumen und Maßnahmen zur Erhöhung der Konnektivität in der Landschaft und zur Verringerung des Landschaftsverbrauchs. Im Hinblick auf Biotopverbundmaßnahmen ist in beiden Regionen der Schwerpunkt auf (trockenes) Offenland zu legen, in der Lüneburger Heide zusätzlich auch auf Gewässer. Zur Beobachtung möglicher Veränderungen und zur Evaluation umgesetzter Maßnahmen wird die Einrichtung von Monitoringprogrammen empfohlen, deren Ergebnisse in ein adaptives Management einfließen. Da die Gefährdungsursachen einiger Arten und somit für sie geeignete Schutzmaßnahmen aufgrund unzureichender Daten zu ihrer Physiologie und Ökologie nicht hinreichend bekannt sind, besteht weiterhin ein erheblicher Bedarf für Grundlagenforschung. Within the KLIFF research project, the sensitivity of 227 Red List species (breeding birds, reptiles, amphibians, dragonflies and damselflies, grasshoppers and crickets, and butterflies) to climate change impacts within the “Harz” and “Lüneburger Heide und Wendland” ecoregions, in Lower Saxony, was evaluated. This assessment included the sensitivity of the species towards specific climatic changes as well as their general sensitivity towards environmental changes. Based on the climate projections for these regions up to the end of the 21st century, increasing mean temperatures, an increase of hot extremes, a decrease of cold periods and a shift in annual precipitation regimes (including a decrease of precipitation in summer and an increase of precipitation in winter) can be expected. About half of the examined species are probably not sensitive towards these climatic changes and most of the sensitive species are sensitive to a low to moderate degree. Overall, more species seem to be affected by a decrease of summer precipitation than by an increase of mean temperatures. On average, the examined species are more sensitive towards environmental changes in general than towards specific climatic changes. As assessments of climate change impact on species are linked with uncertainties, it is important to take these uncertainties into account when developing nature conservation strategies adapted to climate change. Reducing non-climatic stressors and increasing habitat connectivity are two strategies often recommended for nature conservation to mitigate climate change induced impact on species. We aimed at specifying these rather coarse strategies and developing and prioritizing climate change related conservation measures for the “Harz” and “Lüneburger Heide und Wendland” ecoregions. Therefore, non-climatic stressors currently affecting potential climate-sensitive species were identified. Additionally, the habitat preferences of potential climate-sensitive species, which benefit most from increasing habitat connectivity, were analyzed. Within the “Harz” ecoregion, conservation measures for reducing eutrophication are of greatest importance for climate change adaptation, followed by measures for increasing habitat connectivity and reducing land consumption, measures for the preservation of open landscapes, measures for a nature-oriented forest management and measures for maintaining and promoting wetlands. Within the “Lüneburger Heide und Wendland” ecoregion, conservation measures for maintaining and promoting wetlands are of most importance for climate change adaptation, followed by measures for the extensification of agriculture, measures for the preservation of open landscapes, as well as measures for increasing habitat connectivity and reducing land consumption. In both ecoregions, most potential climate-sensitive species, which benefit from an increased habitat connectivity, live in (dry) open land. Within the “Lüneburger Heide und Wendland” ecoregion, additional emphasis on measures for increasing habitat connectivity should be put on waterbodies. Additionally, increasing the amount of protected areas, together with establishing monitoring programs and adaptive management, are recommended as supplementary adaption strategies to address climate change impacts.