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Ausgewählte abgeschlossene Forschungsprojekte

FE 84.0525/2016: „Relevanz von Nicht-Abgas Partikelemissionen“

Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG (LOH) und Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e.V. (TROPOS)

Ziel des Projektes:

Ziel des Projekts war es, anhand einer Literaturrecherche den derzeitigen Stand des Wissens bzgl. der Relevanz von Nicht-Abgas-Partikelemissionen zusammenzutragen und zu bewerten bzw. bestehende Wissenslücken aufzuzeigen. Die Ergebnisse aus der Literaturanalyse sollen den Gesetzgeber bei der Entscheidung hinsichtlich einer möglichen Vorschriftenentwicklung unterstützen und Möglichkeiten und Grenzen der Entwicklung einheitlicher Messverfahren zur Bestimmung von Nicht-Abgas-Partikel-Emissionen aufzeigen. Im Rahmen dieser Literaturrecherche sollen vorhandene Studien, Literatur bzw. Metastudien auf folgende Punkte hin analysiert werden:

1. Welche Nicht-Abgas Partikel-Emissionen können beim Betrieb von Kraftfahrzeugen prinzipiell entstehen?
2. Informationen zu Größenverteilung, Zusammensetzung und Besonderheiten zu Wirkungsmechanismen dieser Partikel.
3. Wo wurden bereits Messungen zur Bestimmung von Nicht-Abgas-Partikel-Emissionen durchgeführt?
4. Welche Messverfahren kamen dabei zum Einsatz und wie wurden die Randbedingungen definiert?
5. Innerhalb welcher Spannbreiten liegen die ermittelten Messwerte?
6. Welche Schlussfolgerungen werden gezogen?
Dabei waren insbesondere die Arbeiten der Arbeitsgruppe „Particle Measurement Programme“ (PMP) innerhalb der Expertengruppe „Working Party on Pollution and Energy“ (GRPE) mit zu berücksichtigen und darzustellen.

Der Bericht kann heruntergeladen werden von: https://bast.opus.hbz-nrw.de/rewrite/index/id/type/opus3-id/value/1927?source_opus=1927

Laufzeit des Vorhabens: August 2017 – Dezember 2017

FE 02.401/2016/IRB: "Untersuchungen zur Luftqualität an Verkehrswegen mit luftgestützten Geräten"“

Fraunhofer-Institut für Verkehrs- und Infrastruktursysteme (ivi), Airclip Service GmbH & Co. KG (AIRCLIP), Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG (LOH) und Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e.V. (TROPOS)

Ziel des Projektes:

Im Vorhaben sollten die Möglichkeiten und Grenzen unbemannter Flugsysteme mit Messgeräten für die Luftqualität für die Anwendung in Verkehrsnähe untersucht und Empfehlungen zu einer standardisierten Anwendung erstellt werden. Die derzeit verschiedenen auf dem Markt zur Verfügung stehenden unbemannten Luftfahrtsysteme sollen dabei auf Ihre Anwendbarkeit untersucht werden. Dabei muss eruiert werden, welche rechtlichen Rahmenbedingungen zur Nutzung solcher Systeme in der Nähe von Verkehrswegen und in unterschiedlichen Höhen bestehen. Neben der Straße sollen auch die Verkehrsträger Schiene, Wasserstraße und Luftfahrt betrachtet werden.
Die Anwendbarkeit in situ soll durch Flüge unterschiedlicher unbemannter Luftfahrtsysteme mit geeigneter Luftschadstoffsensorik untersucht und bewertet werden, wobei entsprechend Ausschreibung die in Anhang II aufgeführten Parameter / Anwendungsbedingungen betrachtet werden. Darüber hinaus sollen aktuelle Fragestellungen zur Luftschadstoffbelastung an Verkehrswegen aller Verkehrsträger (Straße, Schiene, Wasserstraße und Luftverkehr) herausgearbeitet werden, die mit Hilfe luftgestützter Messungen beantwortet werden könnten.Zusätzlich wird geprüft, ob die Verknüpfung von Luftschadstoff-Messdaten mit synchron vom Luftfahrzeug erfassten Aufzeichnungen der aktuellen Verkehrssituation zur Erhöhung der Aussagekraft der Messergebnisse führt.

Ergebnisse wurden in der Zeitschrift „Bautechnik“, Heft 95, Oktober 2018, veröffentlicht.

Laufzeit des Vorhabens: Dezember 2016 – Juni 2018

FE 70.0912/2015 ,,Dynamisches umweltsensitives Verkehrsmanagement"

Lohmeyer in Arbeitsgemeinschaft mit IVU Freiburg und TRC Stuttgart

Ziel des Projektes:

Um die verbindlichen Grenzwerte der Immissionsbelastung der 39. BImSchV einzuhalten, wurden und werden kommunale und regionale Luftreinhaltepläne erstellt und Minderungsmaßnahmen festgelegt. Auf Grund des hohen Verursacheranteils haben Maßnahmen für den Kfz-Verkehr dabei eine besondere Bedeutung.
Zu unterscheiden sind beim Kfz-Verkehr statische und dynamische Maßnahmen. Als dynamische Maßnahme wird zur Senkung der Immissionsbelastungen an den Hotspots vermehrt auf das umweltsensitive Verkehrsmanagement (UVM)  gesetzt, um die Eingriffe in den Verkehrsablauf auf solche Situationen zu beschränken, die hinsichtlich der Einhaltung von Grenzwerten der Luftqualität besonders effektiv sind. Für den Einsatz des UVM ist ein System erforderlich, das es erlaubt, die aktuelle und/oder zu erwartende Luftschadstoffbelastung zu bestimmen sowie die notwendigen Informationen für die Umsetzung von Steuerungsmaßnahmen bereitzustellen. Es sollte im Forschungsprojekt dargestellt werden:

  1. wie wirksam bisher realisierte UVM-Systeme sind,
  2. welche Komponenten in den eingesetzten Systemen zur räumlichen und zeitlichen Vorhersage von Luftschadstoffkonzentrationen verwendet werden, wie gut diese Prognosen sind und wie diese ggf. verbessert werden können,
  3. welche Abstimmungen und Anpassungsprozesse von Verkehrsmanagement und UVM notwendig sind, um ein effektives Zusammenwirken zu realisieren,
  4. welche Synergien aus einer Kopplung von VM mit UVM (Software, Hardware) resultieren können und inwieweit sich einfache Lösungen ohne wesentliche Einbußen an eine Anwendbarkeit und Wirksamkeit definieren lassen;
  5. in welcher Weise finanzieller Aufwand und Wirksamkeit eines UVM in Verbindung mit einem VM in Beziehung stehen, und ob es, abhängig von gegebenen Randbedingungen, ein Optimum der Auslegung eines UVM gibt;
  6. welchen Einfluss ein UVM auf die Stickstoffdioxid- und Feinstaubimmissionen haben kann;
  7. inwieweit Lärmimmissionen, die CO2-Emissionen bzw. der Kraftstoffver-brauch sowie der Verkehrsablauf (z.B. Staubildung, Verkehrsverlagerungen in andere Bereiche) und die Verkehrssicherheit von einem UVM betroffen sind,
  8. inwieweit sich ein UVM verkehrlich nicht nur hinsichtlich des regionalen, sondern auch des überregionalen Verkehrs (BAB und Bundesfernstraßen) auswirkt.

Laufzeit des Vorhabens: Mai 2016 – Mai 2018

Hauptstudie zur Wirksamkeit von Tunnelwänden als Träger photokatalytischer Oberflächen

Bundesanstalt für Straßenwesen, Bergisch Gladbach

FE 09.0184/2011/ARB "Hauptstudie zur Wirksamkeit von Tunnelwänden als Träger photokatalytischer Oberflächen", Teilprojekt:

  • Simulation der dreidimensionalen Strömung, der Ausbreitung von Schadstoffen und des photokatalytischen Abbaus in den Tunnelkassetten sowie
  • Simulation der dreidimensionalen Strömung und der Ausbreitung von Schadstoffen im Tunnel ohne/mit photokatalytischen Tunnelkassetten

Laufzeit des Vorhabens: 12.05.2014 - 31.12.2014

 

MAusKat: Messsystem zur Ermittlung der Ausbreitung von Gefahrstoffen in kritischen Infra- und komplexen Gebäudestrukturen zur Vermeidung ziviler Katastrophen

Das Verbundprojekt MAusKat (Messsystem zur Ermittlung der Ausbreitung von Gefahrstoffen in kritischen Infra- und komplexen Gebäudestrukturen zur Vermeidung ziviler Katastrophen) ist Teil des Programms "KMU-innovativ: Forschung für die zivile Sicherheit" im Rahmen der High-Tech-Strategie der Bundesregierung und wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.

Das Ziel von MAusKat ist die Konzeptionierung eines Mess- und Analysesystems sowie der dazugehörigen Methoden, die es ermöglichen, in bestehenden Strukturen die Ausbreitungswege für Gase oder luftgetragene Substanzen für verschiedene Zustände (z.B. mit oder ohne Belüftung, Planszenarien für bauliche Änderungen) zu bestimmen. Es wird ein integriertes System geschaffen, welches die Beurteilung und Ausweisung der vorherrschenden und der wahrscheinlichsten Schadstoffausbreitung und damit Kontamination verschiedenster geschlossener und halboffener komplexer Infrastrukturen (z.B. U-Bahnhof Berlin Alexanderplatz) mit gefährlichen Stoffen ermöglicht.

Gefördert durch das BMBF
Laufzeit des Vorhabens: 01.05.2011 - 30.04.2014, kostenneutral verlängert bis zum 30.06.2014
Förderkennzeichen: 13N11676
Weitere Informationen: Projektumriss des BMBF zu MAusKat, Projekthomepage www.mauskat.de

 

OrGaMIRPLUS: Organisationsübergreifende Gefahrenabwehr zum Schutz von Menschen und kritischen Infrastrukturen durch optimierte Prävention und Reaktion. Teilvorhaben: Simulation der Strömung und Ausbreitung auf U-Bahnhofebene: Verallgemeinerungen und Standardisierungen (TP3)

Das Verbundprojekt OrGaMIR (Organisationsübergreifende Gefahrenabwehr zum Schutz von Menschen und kritischen Infrastrukturen durch optimierte Prävention und Reaktion) ist Teil des Programms "Forschung für die zivile Sicherheit" im Rahmen der High-Tech-Strategie der Bundesregierung und wird im Bereich "Schutz von Verkehrsinfrastrukturen" vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.

Das Ziel von OrGaMIR ist ein System zu entwickeln, das die Beurteilung der vorherrschenden und der voraussichtlichen Kontamination eines U-Bahn-Systems mit gefährlichen Stoffen ermöglicht, u.a. mit dem Ziel der dynamischen Fluchtwegslenkung. Der Schwerpunkt hierbei liegt in der Entwicklung neuer Methoden der Informationsbereitstellung und deren Implementierung in bestehende Prozesse, übergreifend über alle beteiligten Organisationen. Insbesondere die Betreiberorganisation und die Rettungskräfte sind wesentliche Informationsadressaten.

Die Phase I des Verbundprojektes OrGaMIR hatte eine Vorhabenslaufzeit vom 01.02.2008 bis 31.01.2011 und wurde kostenneutral verlängert bis zum 31.07.2011. (Förderkennzeichen: 13N9625 ORGAMIR). Die Phase II von OrGaMIR hat den Namen OrGaMIRPlus und baut auf der Phase I des Verbundprojektes OrGaMIR auf.

Im Speziellen war die Aufgabenstellung vom Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG im Teilprojekt TP3 des Verbundprojektes OrGaMIRPlus durch

  • Standardisierungs- und
  • Verallgemeinerungsprozeduren

die Übertragbarkeit der in Phase I des Verbundprojektes OrGaMIR für den Demonstrator-U-Bahnhof Hermannplatz in Berlin durchgeführten und für die dynamische Fluchtwegslenkung zwingend erforderlichen Simulationen bzw. Prognosen der Schadstoffverteilung auf andere U-Bahnhöfe zu vereinfachen und somit zu beschleunigen.

Die wesentliche Aufgabe von TP3 des Verbundprojektes OrGaMIRPlus bestand darin zu untersuchen, ob es mit den oben genannten Prozeduren möglich ist, die Strömungs- und Ausbreitungssimulationen soweit zu beschleunigen, dass sie online durchgeführt werden können.

Gefördert durch das BMBF
Laufzeit des Vorhabens: 01.04.2011 - 31.03.2013, kostenneutral verlängert bis zum 30.06.2013
Förderkennzeichen: 13N11526 ORGAMIR
Weitere Informationen: Projektumriss des BMBF von OrGaMIRPlusSpiegel Online Videobeitrag zu OrGaMIRPlus-Simulationen in Berliner U-Bahnhöfen

 

Entwicklung eines einfachen Verfahrens zur Ermittlung von Emissionsraten von klimarelevanten Gasen aus Flächenquellen

Im Rahmen dieses Forschungsprojekts wurde eine neue Methode zur Bestimmung der Methan-Quellstärke einer Flächenquelle entwickelt und erprobt. Die Methode kombiniert eine relativ einfach durchführbare pfadintegrierende Langstreckenmessung mit einem Laser-Absorptionsspektrometer (TDLAS) mit einer Lagrangeschen Ausbreitungsrechnung (LASAT) und berechnet aus beiden Informationen unter Kenntnis von Lage und Form der zu untersuchenden Quelle sowie der Windgeschwindigkeit die Methan-Quellstärke einer Flächenquelle. Zum Test und zur Verifikation der Methode wurde eine Messkampagne auf der Kreismülldeponie Konstanz-Dorfweiher durchgeführt, wo die Methan-Emissionsraten auf Grund einer laufenden Sanierungsmaßnahme auch durch mehrere alternative Methoden bestimmt werden konnten.

Gefördert durch die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU).
Laufzeit des Vorhabens: 01.10.2009 - 31.03.2011, kostenneutral verlängert bis 31.01.2012
Förderkennzeichen: 27046
Projektpartner: Dr.-Ing. Martin Reiser, Msc. Han Zhu, Institut für Siedlungswasserbau, Wassergüte und Abfallwirtschaft (ISWA), Universität Stuttgart
Zugehörige Veröffentlichungen:

  • Letzel, M., Flassak, T. und Bächlin, W. (2012): Entwicklung eines einfachen Verfahrens zur Ermittlung von Emissionsraten von klimarelevanten Gasen aus Flächenquellen. Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG, Radebeul, unter Mitarbeit der Universität Stuttgart, Schlussbericht des Forschungsprojekts AZ 27046, gefördert durch die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU).
  • Zhu, H., Letzel, M.O., Reiser, M., Kranert, M., Bächlin, W., Flassak, T. (2013): A new approach to estimation of methane emission rates from landfills. Waste Management, vol. 33, issue 12, pp. 2713-2719. DOI: 10.1016/j.wasman.2013.08.027.