• Energy Research
• 12. Responsible consumption close
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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

The concept of sustainability is continuously used in the environment, tourism, architecture, businesses and economy. In this study, the sustainability reports of public companies listed in BIST Sustainability Index are analysed under economic, environment and social categories identified by in the Global Reporting Initiative Reporting Guide. The aim of the study is to determine the disclosure practices of listed companies about sustainability issues. The sustainability reports of companies listed in BIST Sustainability Index are analysed with content analysis using Nvivo software programme and the result of the analysis are evaluated. The results of the study indicated that the most highlighted issues are as follows; in economic sustainability economic performance, in environmental sustainability products and services, in social sustainability employee and, health and safety issues. Further, the results of the regression analysis indicate that as the firm age and number of employees increase firms issue more comprehensive sustainability reports.

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.

Driven by today’s climate change policy and ever increasing demands of emission guidelines as well as the finite nature of the fossil fuel supply, the development of fuel flexible gas turbines has taken on a greater importance in the last years. Not only does the combustion of alternative gaseous fuels have a neutral CO2 balance, but further it permits an operation with lower pollutant emissions in comparison to the combustion of fossil fuels. Another possibility of reducing anthropogenic greenhouse gas emissions is the sequestration of CO2 from the exhaust gas volume stream in combination with the operation under flue gas recirculation conditions. Up until now, this latter operational mode has been primarily implemented in fossil fuel fired power plants. Due to the recirculation of the exhaust gases, the CO2 content of the resulting exhaust gases is increased. Furthermore, the volume flow of the exhaust gases that are to be treated in the CO2 sequestration plant is decreased. As a result, the size of these plants can be reduced resulting in lower investment and operational costs. Additionally, the operation with a CO2 enriched oxidizer has a beneficial effect on the nitric oxide emissions. Both of these above mentioned operational modes have a direct impact on the combustion characteristics, that has only been studied separately up until now. This dissertation focuses on the investigation of the combined effect of variable fuel gas and oxidizer compositions on the stability and emission characteristics of a fuel flexible generic gas turbine combustor. In a first step, a parameter study of reaction kinetics is performed to identify the basic underlying mechanisms which are responsible for the change in combustion characteristics when switching from natural gas to alternative fuel gases. The main part of this thesis concentrates on the experimental investigation of a swirl stabilized, partially premixed gas turbine combustion chamber. The stability and emission characteristics of this combustion chamber under flue gas recirculation conditions are investigated for the fossil reference fuel natural gas as well as for low and mid calorific regenerative fuel gases. The influence on the operational characteristics are established at full and partial load. Furthermore, the mixing behavior of the burner is altered via the use of variable burner nozzles in order to determine the influence of the inhomogeneity of the air-gas mixture on the goal parameters. The results of the above mentioned investigations lead to an optimized operational strategy for a fuel flexible gas turbine combustion chamber. This strategy offers a broad range of operational stability in fresh air operation with the drawback of heightened nitric oxide emissions. By switching to flue gas recirculation operation, the nitric oxide emissions can then be reduced. Finally, an attempt to numerically estimate the experimentally investigated boundaries of the operational field with the alternative fuel gases under flue gas recirculation conditions by using a perfectly stirred reactor with a reference dataset for natural gas is undertaken. The investigation shows, that the boundaries of the operational field for all alternative fuel gases can be determined within a tolerance limit of ±10% for the partially premixed combustor. Getrieben durch die strengen klimapolitischen Emissionsrichtlinien sowie die Endlichkeit fossiler Ressourcen hat die Erforschung von brennstoffflexiblen Gasturbinen in den letzten Jahren stark an Bedeutung gewonnen. Die Verbrennung von alternativen gasförmigen Brennstoffen erfolgt nicht nur CO2-neutral, sondern ermöglicht auch einen Betrieb mit verringerten Schadstoffemissionen im Vergleich zum Betrieb mit fossilen Brennstoffen. Eine weitere Möglichkeit anthropogene Treibhausgasemissionen zu verringern ist die Abscheidung des CO2 aus dem Abgasvolumenstrom in Verbindung mit dem Betrieb unter Abgasrezirkulationsbedingungen. Bisher bevorzugt in fossil befeuerten Anlagen eingesetzt, wird durch die Rezirkulation der Abgase die CO2-Konzentration im Abgasstrom angehoben und der zu behandelnde Abgasvolumenstrom verringert. Dadurch kann die Baugröße der CO2-Abscheideanlage deutlich verringert und damit die Investitions- und Be-triebskosten gesenkt werden. Zusätzlich wirkt sich der Betrieb mit durch CO2 angereicherter Verbrennungsluft positiv auf die Stickoxid-Emissionen aus. Beide der oben genannten Betriebsmodi haben einen direkten Einfluss auf das Verbrennungsverhalten, der bisher lediglich getrennt voneinander untersucht worden ist. Diese Arbeit befasst sich mit der Untersuchung des kombinierten Effekts von veränderlichen Brennstoff- und Luftzusammensetzungen auf das Stabilitäts- und Emissionsverhalten einer generischen Gasturbinenbrennkammer. In einem ersten Schritt wird hierzu eine reaktionskinetische Parameterstudie durchgeführt, um die zugrun-deliegenden Mechanismen des im Vergleich zur Erdgasfeuerung veränderten Verbrennungsverhaltens zu identifizieren. Der Hauptteil dieser Arbeit befasst sich mit den experimentellen Untersuchungen an einer drallstabilisierten, teilvorgemischten Gasturbinenbrennkammer. Das Stabilitäts- und Emissionsverhalten dieser Brennkammer bei Abgasrezirkulationsbedingungen wird für das Referenzgas Erdgas sowie für nieder- und mittelkalorische regenerative Brenngase vermessen. Dabei wird der Einfluss auf das Betriebsverhalten sowohl bei Volllast als auch bei Teillast bestimmt. Ferner wird das Mischungsverhalten des Brenners durch den Einsatz unterschiedlicher Brenngasdüsen variiert, um den Ein?uss der Inhomogenität des Brennsto?-Luft-Gemischs auf die Zielparameter zu ermitteln. Die ermittelten Ergebnisse führen zu einer optimierten Betriebsstrategie für eine brennstoffflexible Gastur-binenbrennkammer. Diese Betriebsstrategie bietet einen breiten Stabilitätsbereich im Frischluftbetrieb zu Lasten der durch die Verbrennung produzierten Stickoxidemissionen. Durch ein Umschalten auf den Betrieb unter Abgasrezirkulationsbedingungen können diese Emissionen reduziert werden. Abschließend wird untersucht, ob die experimentellen Betriebsgrenzen bei Betrieb mit den alternativen Brenngasen unter Abgasrezirkulationsbedingungen mittels eines idealen Rührreaktors und eines Referenz-datensatzes abgeschätzt werden können. Die Untersuchung zeigt, dass für die teilvorgemischte Brennkammer die Betriebsgrenzen aller alternativen Brenngase bis auf ±10% vorausgesagt werden können.

For more than three decades, and with particular intensity in the 80’s, starts a process with no precedent on the global reflection driven by United Nations, and followed by the European Union, to address the issue of the planet’s sustainability and sustainable development as one of the great challenges that the XXI century face. The publication of the Brundtland Report (WCED, 1987) represents a milestone in the process offering a definition of sustainable development until today reference in the debate. In this article we review the positions and arguments for and those that are critical of this definition, to shed light on a concept in continuous state of definition at the same time pose the questions to be resolved in a debate no at all concluded.

Die Verwendung von Ressourcen unseres Planeten wird mehr denn je von Verschwendung und in-effizientem Verbrauch geprägt. Laut Schätzungen der Europäischen Kommission wäre 2050 bereits eine weitere Erde nötig, um das Verbraucherverhalten unserer Gesellschaft zu decken. Nachhaltiges und ressourcenorientiertes Bauen rücken deshalb immer mehr in den Vordergrund. Begriffe wie Nachhaltigkeit und Ressourcenefizienzbekommen einen ganz anderen Wert. Nachhaltigkeit wird zur Maßnahme gegen all die Konsequenzen der Erschöpfung unseres Planeten, der Verknappung natürlicher Ressourcen und des Klimawandels. Bereits seit dem Kyoto-Protokoll wird versucht dieser Maßnahme eine Strategie und ein Programm zu geben. Seitdem dreht sich die europäische Klimapolitik um drei Hauptthemen: Senkung der Treibhausgasemissionen, Steigerung der Energieeffizienz und erhöhter erneuerbarer Energieeinsatz. Alle drei Punkte betreffen auch den Gebäude-sektor. EU-weit werden 40% des gesamten Energieverbrauches dem Gebäudesektor zugeschrieben. Senkungen wären möglich durch efizientere Planung mit bedachtem Ressourceneinsatz und Nutzung von Gebäuden.Nachhaltige Strategien des Gebäudesektors erfordern Verantwortung von Planern. Was bedeutet es aber für Architekten im städtischen, verdichteten Raum zukunftsfähig zu planen? Oft wird nachhaltiges Bauen damit beklagt, dass technische Anforderungen und Tendenzen den Prinzipien guter Gestaltung entgegenstehen. Manchmal trifft das zu. Aber es entstehen auch Gebäude, welche allen Kriterien der Nachhaltigkeit und guter Gestaltung gleichermaßen gerecht werden. Das Streben, mit weniger mehr zu erreichen, stellt eine neue Einfachheit dar, welche aber nicht mit einem bereits dagewesenen Minimalismus verwechselt werden sollte.Klimatrends und Ressourcenverknappung bei steigender Lebensqualität erfordern innovative Lösungsansätze und Umdenken im Baubereich. Ein adäquater Einsatz von Gebäudestrukturen, Konstruktionssystemen, die Materialwahl und Verbindungen, der Zusammenschluss von Baumaterialien und Bauteilen beeinflussen enorm die Ressourceneffizienz. Nie kann diese nur mit einem dieser Punkte bewertet oder gravierend beeinflusst werden; es impliziert also eine einheitliche Betrachtung. Ressourceneffizienz wird nur gewährleistet, wenn lokale Besonderheiten, maßvoller Konsum (Sufizienz), weniger Ressourceneinsatz (Efizienz) und geschlossene Stoffkreisläufe (Konsistenz) eines Gebäudes berücksichtigt und geplant werden. Ein gutes Zusammenspiel und logisches Kombinieren ist vom Planer gefordert und stellt somit eine immaterielle Ressource dar, welche nicht unterschätzt werden sollte.Das Ziel ist eine Bewusstseinsschärfung für ein enormes ökologisches Potenzial in den Bereichen Planen und Bauen, unter Überprüfung seiner Möglichkeiten im städtischen dichten Raum. The use of natural resources of our planet is coined of waste and inefficient consumption more than ever before. According to European Commission estimates another planet would be required in the year 2050 to satisfy the demand of our society. Therefore, sustainable and resource-oriented building are more and more the centre of attention. Terms like sustainability and efficiency have become increasingly important values. Sustainability gets a measure against all the consequences of theenvironmental depletion and climate change.Since the Kyoto Protocol, also policy have tried to give strategies and programmes to this measure. Since then the European climate policy is about three main topics: decrease of greenhouse gas emissions, increase of energy efficiency and use of renewable energy. All these points affect also the buildings sector. It blames 40% of the energy use EU-wide. Decreases would be able by means of more eficient planning (with careful use of resources and use of buildings).Sustainable strategies for buildings require responsibility from planners. But what does it mean for an architect planning future-compliant in an urban and dense environment? Often sustainable building is lamented with the claim, that technical requests hinder the principles of qualitative design. That’s not always wrong. But there are also buildings, which fulfil equally all the demands of sustainability and of qualitative design. The striving to achieve more with less portrays a new simplicity, which shouldn’t mix up an already existing minimalism.Climate trends and resource scarcity plus increasing quality of life require innovative possible solutions and a change of ideas for the construction sector. An appropriate use of building structure, construction systems, the choice of materials and their connections, the union of building materials and building elements influence the resource efficiency tremendously. Never is only one of these factors responsible for resource efficiency; therefore, it implies an integrated analysis. It is only guaranteed, when it takes local characteristics, a moderate consumption (suficiency), a reduced use of resources (eficiency) and a closed cycle of resources (consistency) into consideration.Good interaction and logical conclusion make demands on a planner. This represents therefore an immaterial resource, which shouldn’t be underestimated. The objective of this thesis is to raise awareness of a huge ecological potential within the realms of possibility of planning and building, under the verification of its possibilities of an urban and dense space.

Since 1750, the atmospheric CO2 concentration has increased from 280 ppm to about 350 ppm today and is expected to reach 540-970 ppm by 2100. The CO2 concentration is known to affect plants directly and indirectly through the influence of global warming. In this dissertation the impact of 50 years of global warming on plant phenology was assessed. The assessment was used to predict future phenological alterations due to global warming. Direct effects of future CO2 levels (20% above ambient) on phenology, anatomy and stomatal resistance to water vapour were also investigated on plants from the Giessen Free Air Carbondioxid Enrichment (Gi-FACE) study. Phenological data of crops, fruit plants and wild plants collected by the German Weather Service (Deutscher Wetterdienst = DWD) on 170 stations in Hessen between 1951 and 2003 have been analysed. The analysis revealed that the development of plants has shifted during the last decades in Hessen. The beginning of the phenological phases advanced by 0,4 to 5,5 days per decade. The spring phases showed the largest trend. However, the advancement of the phenological phases tended to decline during the annual cycle. Responses to global warming such as the length of vegetation period and the leaf senescence (of oak) did show considerable regional variation and sometimes opposite trends in neighbouring areas. While in some areas the vegetation period was longer, in others it was not changed. However, in the area called Gießen-Koblenzer-Lahntal it became even shorter. A regionalized phenological model for the area 348 (Marburg-Gießener-Lahntal) during the decade 2041-2050 has been developed, using temperature predictions based on the data from meteorological station Gießen. The simulation proved that global warming will advance the phenological phases of the plants and will lengthen the vegetation period. As a consequence of the advancement of the phenological phases, the risk of late frost damage is likely to be present in the future and presumably will rise for some particular fruit species. Phenology is affected not only by global warming but also by rising atmospheric CO2 levels. Most of the investigated plants of the GiFACE graslandsite showed a shift in flowering in spite of the moderate CO2 enrichment used. In this case advancement and delay occurred. The flowering of Glechoma hederacea and Saxifraga granulata advanced significantly under enhanced CO2 concentration. This indicates that evergreen species benefit from the CO2 enrichment, when it is applied throughout the year, and that they are able to react with advanced development under these conditions. Large differences in the date of flowering from year to year suggest that the CO2 effect is modified by the climatic conditions. The impact of enhanced CO2 concentration on anatomical parameters and the stomatal resistance to water vapour were investigated for six species. Despite the moderate enhancement of CO2 concentration, these attributes did already exhibit a response. However, the reactions were different among the species investigated. The species Arrhenatherum elatius und Saxifraga granulata raised the stomatal resistance mainly through the reduction of the stomata density, while Glechoma hederacea did this through a reduction of the stomatal aperture. Glechoma hederacea showed in general a positive reaction to enhanced CO2 concentration concerning leaf thickness, leaf tissue density and leaf mass per area. In contrast, the responses of the other investigated species did not demonstrate such a consistent pattern. Glechoma hederacea is unique in showing a significant advancement of flowering and a significant enhancement of the stomatal resistance to water vapour under elevated CO2. Because the resulting reduction in transpiration may lead to increased leaf temperatures as well as on the entire canopy level, elevated CO2 might be responsible for phenological changes. Thus, the detected global warming effect is inseparable from the effect that rising CO2 levels have on these species. Die CO2-Konzentration ist seit 1750 von 280 ppm auf heute 375 ppm angestiegen und wird sich bis 2100 weiter auf 540-970 ppm erhöhen. Dieser Anstieg wirkt sich indirekt über die Erwärmung der Atmosphäre als auch direkt auf die Pflanzen aus. Ziel dieser Arbeit war daher die Auswirkung der Klimaerwärmung in den letzten 50 Jahren und der prognostizierten Klimaerwärmung auf die Pflanzenentwicklung sowie die Wirkung von moderat erhöhten CO2-Konzentrationen (+20 %) auf die Phänologie, die Anatomie und den Stomatawiderstand von Pflanzen zu untersuchen. Anhand der Auswertung phänologischer Daten landwirtschaftlicher Kulturpflanzen, Obstgehölzen und wildwachsenden Pflanzen der Jahre 1951 bis 2003 von 170 Stationen in Hessen konnte gezeigt werden, dass es in diesem Zeitraum zu Verschiebungen in der Pflanzenentwicklung gekommen ist. Der Eintritt phänologischer Phasen verfrühte sich im Mittel zwischen 0,4 bis 5,5 Tage/Dekade. Die Frühjahrsphasen zeigten dabei den stärksten Trend. Im Jahresverlauf nahm die Verfrühung der phänologischen Phasen ab. Regionale Unterschiede und gegensätzliche Trends in benachbarten Naturräumen zeigten sich in der Reaktion der Pflanzen (z.B. Blattseneszenz der Stiel-Eiche), aber auch in der Dauer der Vegetationsperiode. Während sich die Vegetationszeit in manchen Regionen verlängert hat, ist sie in anderen unverändert geblieben. Im Gießen-Koblenzer-Lahntal hat sie sich sogar verkürzt. Mit Hilfe von Modellen, basierend auf den Temperaturdaten eines Regionalisierungsmodells für die meteorologische Station Gießen, konnte beispielhaft für den Naturraum 348 (Marburg-Gießener-Lahntal) gezeigt werden, dass es aufgrund der prognostizierten Klimaerwärmung in der Dekade von 2041 bis 2050 zu weiteren Verfrühungen in der Pflanzenentwicklung und zur Verlängerung der Vegetationsperiode kommen wird. Die Verfrühung der Frühjahrsphasen hat zur Folge, dass die Gefahr von Spätfrost auch in der Zukunft vorhanden ist und für einige Obstarten wahrscheinlich noch ansteigt. Neben erhöhten Lufttemperaturen beeinflussen jedoch auch erhöhte CO2-Konzentrationen die Phänologie. So zeigte die überwiegende Anzahl der untersuchten Pflanzenarten eines Grünlandbestandes - trotz nur moderat erhöhten CO2-Konzentration - Verschiebungen im mittleren Blühbeginn, wobei sowohl Verfrühungen als auch Verspätungen auftraten. Eine signifikante Verfrühung unter erhöhten CO2-Konzentrationen konnte bei Glechoma hederacea und bei Saxifraga granulata beobachtet werden. Dies deutet darauf hin, dass immergrüne Arten von der ganzjährigen CO2-Anreicherung profitieren und mit einer schnelleren Entwicklung im Frühling reagieren. Große Unterschiede im Zeitpunkt des Blühbeginns lassen vermuten, dass der CO2-Effekt durch die Witterung modifiziert wird. Die Auswirkungen von erhöhten CO2-Konzentrationen auf anatomische Parameter und den Stomatawiderstand für Wasserdampf wurde beispielhaft an sechs Arten untersucht. Dabei reagierten die Pflanzen auf moderat erhöhte CO2-Konzentrationen unterschiedlich: Arrhenatherum elatius und Saxifraga granulata erhöhten den Stomatawiderstand für Wasserdampf hauptsächlich durch die Verringerung der Stomatadichte, Glechoma hederacea hingegen überwiegend durch eine Reduzierung der Öffnungsweite der Stomata. Im Bezug auf die Blattdicke, die Blattdichte und den LMA (leaf mass per area) zeigte Glechoma hederacea generell positive Reaktionen auf erhöhte CO2-Konzentrationen. Im Gegensatz dazu reagierten die anderen untersuchten Arten unterschiedlich. Als einzige Art zeigte Glechoma hederacea eine signifikante Verfrühung im Blühbeginn einhergehend mit einer signifikanten Erhöhung des Stomatawiderstandes für Wasserdampf. Verringerungen der Transpiration könnten zu erhöhten Blatt- und Bestandestemperaturen führen und damit Auswirkungen auf die Phänologie haben, so dass Klimaerwärmung und CO2-Effekt nicht trennbar sind.