Weitere Erkenntnisse resümiert Holger Müller: „Erstaunlicherweise haben knapp ein Drittel der Unternehmen keine Ziele für den digitalen B2B-Vertriebskanal definiert. Und von denjenigen, die Ziele definiert haben, kann nur die Hälfte die Ziele vollständig messen. Die meisten wissen also nicht, wo sie eigentlich stehen oder hinwollen. Fast folglich sind weniger als die Hälfte der Unternehmen ist mit dem eigenen Stand zufrieden.“

Die Forscher werden in drei aufeinanderfolgenden Jahren die Befragungen wiederholen und die Ergebnisse jeweils in eigenständigen Studien frei zugänglich veröffentlichen. Die erste der drei Studien finden Sie unter diesem Link.

Das 25 Hektar große Gelände soll nach Fertigstellung 2.100 Wohnungen, zwei Schulen, zwei Kindergärten sowie Laden- und Sportflächen bieten und sich durch Nachhaltigkeit und Bürgerbeteiligung auszeichnen. 2023 sollen die ersten Gebäude entstehen.

Die nächste Möglichkeit für Bürgerinnen und Bürger, sich über das Projekt zu informieren und in den Dialog zu treten, besteht am 22. März 2023  in der LVZ-Kuppel in Leipzig:
Ab 13:30 Uhr bis 18 Uhr informieren Projektbeteiligte über Forschungsergebnisse, Pläne und Ziele und möchten dabei mit Interessierten ins Gespräch kommen.
Ab 14:15 Uhr wird Tilo Sahlbach vom IWS der HTWK Leipzig über die Planungsinstrumente für eine wassersensible Stadtentwicklung referieren.
Bei Interesse wird bis zum 15. März um Anmeldung gebeten: https://www.ufz.de/leipzigerblaugruen/

Metallische Werkstoffe wie Stahl, Aluminium und Kupfer bilden die Grundlage für Maschinen, Anlagen und Infrastruktur und sichern den Wohlstand in Deutschland. Einen entsprechend hohen Stellenwert wird der Prüfung, Entwicklung und Erforschung metallischer Werkstoffe zuteil, um daraus innovative und langlebige Produkte für verschiedenste Anwendungen herzustellen.

Um im Bereich der Werkstoffforschung national und international wahrnehmbare Forschung an der HTWK Leipzig durchführen zu können, wurden die Labore der Professur Werkstofftechnik in den letzten zwei Jahren umfassend modernisiert und durch neue Geräte erweitert.

Seit der Berufung von Prof. Rosemann am 01. März 2021 wurden sechs neue Laborgeräte durch die Investitionsprogramme HTWK-Invest und HTWK Invest+ zur Weiterentwicklung der HTWK Leipzig beschafft, um modernste Werkstoffforschung zu ermöglichen:

• Lichtbogenschmelzofen – MAM 1 – Edmund Bühler
• metallographische Nasstrennmaschine – Brillant 230 – QATM
• Funkenspektrometer – SPECTROMAXx – SPECTRO / AMETEK
• Universalprüfmaschine – Z050 (Modernisierung) – ZwickRoell
• vollautomatischer Mikrohärteprüfer – VH3100 – BUEHLER
• elektrochemischer Messplatz – INTERFACE 1010 E – Gamry

Mit diesen Geräten im Wert von ca. 250.000 € forscht Prof. Rosemann an neuen metallischen Werkstoffen und Wärmebehandlungskonzepten für Anwendungen mit höchsten Anforderungen. Ein Schwerpunkt ist dabei die Korrosionsbeständigkeit von hochlegierten, nichtrostenden Stählen und deren zielgerichteter Verbesserung. Aktuelle Forschungsfragen fokussieren dabei auf das Verständnis der zugrundeliegenden Mechanismen.

„Die neuen Geräte ermöglichen eine Vielzahl an werkstofftechnischen Analysen und bereichern sowohl die Lehre in den werkstofftechnischen Modulen als auch die Forschung an der HTWK. Ich bin sehr froh darüber, dass die HTWK und insbesondere das Rektorat Forschung den Bereich der Werkstoffforschung so intensiv unterstützt.“, sagt Prof. Rosemann, Professor für Werkstofftechnik und Mitinitiator des Kompetenzzentrums für Werkstoffforschung an der HTWK Leipzig.

Darüber hinaus wurden unter intensiver Beteiligung von Prof. Rosemann in den letzten zwei Jahren auch Forschungsgroßgeräte bei der DFG-Großgeräteinitiative für Fachhochschulen durch die HTWK eingeworben, welche die analytischen Möglichkeiten im Kompetenzzentrum für Werkstoffforschung umfassend erweitern:

• Rasterelektronenmikroskop – Prisma E mit EDX-System – ThermoFisher Scientific
• Computertomograph – Phoenix Nanotom M – Waygate Technologies

Mit dieser modernen Geräteausstattung ist die HTWK nun in der Lage werkstofftechnische Forschungsprojekte im Bereich der Grundlagenforschung bei der DFG zu beantragen und durchzuführen. Entsprechende Projektanträge zur DFG-Sachbeihilfe und bei den DFG-Forschungsimpulsen –FIP sind beantragt und befinden sich in der Begutachtungsphase.

Mit diesen Laborgeräten sind nun die experimentellen Voraussetzungen geschaffen, um industrienahe Forschungsprojekte (ZIM und IGF) an der HTWK durchzuführen, Forschungsdienstleistungen für lokale und national tätige Firmen zu erbringen und werkstofftechnische Abschlussarbeiten sowie Promotionen zu ermöglichen.

Forschungsbeiträge gesucht
Die Nachwuchsforschenden sind für die Hochschule von großer Bedeutung und prägen die Wissenschaftskultur nachhaltig. Ihre Beiträge zur Forschung an der HTWK Leipzig sollen am Tag der Nachwuchsforschung sichtbar gemacht werden.

Dazu können Nachwuchsforschende Beiträge in Form von Vorträgen mit einer Länge von 15 Minuten oder einem Poster präsentieren.

Folgende Themen sind dabei vorstellbar:

•     Erneuerbare Energien
•     Digitalisierung der Arbeitswelt
•     Industrie 4.0
•     Klimaneutrale Bauweisen
•     Nachhaltiger Umgang mit Rohstoffen und Materialien
•     Künstliche Intelligenz in der Anwendung
•     Innovation in der Medizintechnik
•     Sicheres Wohnen und urbanes Leben

Die aufgeführten Forschungsbereiche stellen beispielhaft mögliche Themenfelder vor; Beiträge zu anderen Forschungsgebieten sind jedoch ebenso herzlich willkommen.

Bewerbungsprozess

Teilnehmen können Promovierende, Promovierte, wissenschaftlich Mitarbeitende und Masterstudierende der HTWK Leipzig, die ihr Forschungsprojekt hochschulöffentlich vorstellen und diskutieren wollen.

Interessierte aller Fachbereiche sind eingeladen, einen Abstract (max. 500 Wörter exkl. Literaturangaben) unter Angabe thematischer Schlüsselbegriffe (Keywords) sowie der bevorzugten Präsentationsform (Vortrag/Poster) und einer Kurzbiografie in einem zusammenhängenden PDF-Dokument bis zum 30. April 2023 per E-Mail an gradz[at]htwk-leipzig.de senden.

Das weitere Verfahren gestaltet sich wie folgt:

30. April 2023   Frist für die Einreichung des Abstracts                  
22. Mai 2023     Benachrichtigung über Annahme des Beitrags   
  1. Juni 2023    Übermittlung der Poster an das GradZ       

Die Einreichungen werden von einem hochschulinternen Begutachtungskommitee ausgewählt. Ein Anspruch auf Teilnahme besteht nicht.

Im Labor, am Versuchsstand oder im Feld – ganz gleich, wo und woran Sie forschen: Es entstehen Bilder von Forschung, die zumeist nur für die Forschenden selbst sichtbar sind.

Teilen Sie diese besondere Perspektive mit anderen und machen Sie bei unserem Fotowettbewerb mit: Schicken Sie uns ein Bild aus Ihrer Forschung, aus Ihrem Wissenschafts- oder Promotionsalltag.
Die besten Aufnahmen werden von einer Jury ausgewählt und zum Tag der Nachwuchsforschung  am 7. Juni 2023 ausgezeichnet. 

Im Anschluss werden die Bilder bei der Langen Nacht der Wissenschaften  am 23. Juni 2023ausgestellt.

Senden Sie Ihr digitales Bild bis zum 1. Mai 2023 gradz[at]htwk-leipzig.de.

Bewerbungsvoraussetzungen:

• Das Bild muss druckfähig sein (Auflösung von mindestens 300 dpi).
• Bei dem Bild darf es sich nicht um eine Fotomontage handeln.
• Es kann nur ein Bild eingereicht werden, keine Bilderserien.
• Das Bild muss einen aussagekräftigen Titel haben.
• Eine kurze Beschreibung soll die Forschungsperspektive verdeutlichen.
• Es müssen eindeutige Angaben zu den Urheber*innen des Bildes gemacht werden.

Zur Teilnahme berechtigt sind alle Masterstudierenden, Promovierenden, Postdocs und wissenschaftlich Mitarbeitenden der HTWK Leipzig.

Einblicke aus den vergangen Jahren vermitteln die Bilder der Gewinnerinnen und Gewinner der vorherigen Fotowettbewerbe.

Das Institut für Betonbau der HTWK Leipzig wurde 2006 gegründet. In den Forschungsgruppen Massivbau und Nachhaltiges Bauen spielen unter anderem umweltkonforme und nachhaltige neue Baustoffe eine wichtige Rolle in Forschungsprojekten, ebenso baustoffliche und bauteilspezifische Analysen. In der jüngsten Forschungsgruppe Sensorik und Messtechnik sollen ganzheitliche Lösungen zur Zustandsüberwachung von Bauwerken und Bauteilen, aber auch von klassischen Laborversuchen ermöglicht werden.

Neben dem HTWK-Forschenden Rudolph und seinem wissenschaftlichen Mitarbeiter Maik Wolf ist das Software- und Systemhaus BitCtrl Systems GmbH aus Leipzig am Projekt beteiligt. Deren Aufgabe bestehen einerseits in der vorbereitenden soft- und hardwareseitigen Integration in die Straßenbahn sowie das Management der erfassten Messdaten. Das Projekt LaDeLok wird für 18 Monate im Rahmen der Innovationsinitiative mFUND mit insgesamt fast 180.000 Euro durch das Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV) gefördert.

Beim Kick-off am 27. Februar 2023 treffen sich die Projektpartner mit dem BMDV und weiteren Gästen der Leipziger Verkehrsbetriebe und der Stadt Leipzig. Neben der öffentlichkeitswirksamen Vorstellung der Projektinhalte dient das Treffen zur Vernetzung der im Projekt relevanten Interessensgruppen und der gemeinsamen Koordination der nächsten Projektschritte, Meilensteine und darüber hinausführenden Tätigkeiten.

Im Rahmen der Innovationsinitiative mFUND fördert das BMDV seit 2016 datenbasierte Forschungs- und Entwicklungsprojekte für die digitale und vernetzte Mobilität der Zukunft. Die Projektförderung wird ergänzt durch eine aktive fachliche Vernetzung zwischen Akteuren aus Politik, Wirtschaft, Verwaltung und Forschung und durch die Bereitstellung von offenen Daten auf der Mobilithek.

Das südamerikanische Land dient besonders gut als Forschungsfeld, da immerhin zehn Prozent der weltweit existierenden Arten in den brasilianischen Wäldern und Wiesen leben. Die Forschenden überführten zunächst wissenschaftliche Ergebnisse aus mehr als 50 Jahren Studien zur brasilianischen Biodiversität in der Datenbank NuBBEDB und verzeichneten dort chemische, biologische und pharmakologische Eigenschaften der Flora und Fauna. Die Kenntnisse werden sie nun standardisiert und zertifiziert in einem Wissensgraphen zusammenfassen und somit leichter zugänglich machen. Durch das Verknüpfen der Daten mittels Semantic Web werden die Naturstoffe leichter auffindbar und das über Jahrtausende gesammelte Wissen über die brasilianischen Artenvielfalt wird nachhaltig nutzbar.

Die Forschungsergebnisse des Projekts, einschließlich wissenschaftlicher Methoden, Ansätze und einer Plattform für den Biochemical Knowledge Graph, sollen in Zukunft auch für die Umsetzung anderer Projekte in Ländern mit großer biologischer Vielfalt in Afrika, Asien, Europa, Ozeanien und Südamerika sowie in anderen Datenbanken anwendbar sein.

Von Januar bis März 2023 reist Prof. Thomas Riechert nach Brasilien, um dort Forschungspartner zu treffen und das Projekt voranzutreiben. Seine Erlebnisse und Begegnungen teilt er in den sozialen Medien.

Zu den persönlichen Einblicken von Prof. Thomas Riechert auf:

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Hinter dem Baustoff und dem Innovationshaus „Cube“ stehen fast 30 Jahre Forschung vor allem in Dresden, Aachen, Leipzig. Dazu war in Sachsens Landeshauptstadt Dresden Deutschlands größtes Bauforschungsprojekt „C3 – Carbon Concrete Composite“ angesiedelt, das Ende September 2022 abgeschlossen wurde. Der gleichnamige Verband besteht weiterhin. Aktuell engagieren sich 116 Unternehmen, Institutionen und Verbände darin, darunter auch die HTWK Leipzig. Vorstandsvorsitzender vom C3-Verband sowie Bauherr des „Cube“ ist Manfred Curbach, Direktor des Instituts für Massivbau an der Technischen Universität Dresden: „Insgesamt ist nach fast 30 Jahren Forschung zum Thema Carbonbeton etwas völlig Neues entstanden. Wir präsentieren einen Baustoff, der ökologisch vernünftiger ist als Stahlbeton, der auch langlebiger und werterhaltender ist. Statt massig haben wir filigran gebaut, statt geklotzt viel nachgedacht, was man besser machen kann.“

Das zweisprachige und 242-seitige Buch „Cube: Neues Bauen mit Carbonbeton“ dokumentiert mit vielen Fotos und Texten den Bau und die Gestaltung des „Cube“, stellt die am Projekt beteiligten Partner vor und beleuchtet Geschichte und Zukunft der Materialkombination Carbonbeton. So erhalten Interessierte vielfältige Einblicke in die Planung des „Cube“, das Raumkonzept, den konstruktiven Aufbau der Bauteile sowie die Anwendung und Nachhaltigkeit von Carbonbeton. Am Ende des Buches sind Daten und Fakten sowie alle Baubeteiligten mit Kontaktdaten aufgeführt. Fachleute aus Architektur, Bauwesen, Verwaltung und Bauindustrie können sich so über das Bauen der Zukunft informieren, das im Zeichen von Klimaschutz und Ressourceneffizienz steht.

bitte per E-Mail an: cbt (at) htwk-leipzig.de

Adresse Carbonbetontechnikum

HTWK Leipzig – Carbonbetontechnikum
Hans-Weigel-Straße 2b, 04319 Leipzig
(auf dem MPFA-Gelände)

Im Dezember 2022 erhielt das HTWK-Projekt zu Agri-Photovoltaik den „eku-Zukunftspreis 2022“. Mit diesem zeichnet das Sächsische Staatsministerium für Energie, Klimaschutz, Umwelt und Landwirtschaft (SMEKUL) seit 2020 Projekte aus, „die vorbildhaft zu einer ökologisch nachhaltigen Entwicklung in Sachsen und zum Schutz von Klima, Ressourcen, Natur und Umwelt beitragen“, heißt es beim SMEKUL. Insgesamt 131 Ideen für noch nicht realisierte Vorhaben sowie 41 erfolgreich durchgeführte Projekte wurden ausgewählt und mit Preisgeldern bedacht. Über 1,1 Millionen Euro standen zur Verfügung. „Das Preisgeld für unser Agri-PV-Projekt in Höhe von 10.000 Euro wollen wir in das Projekt investieren, um dieses und die Kooperation mit dem Gymnasium fortführen zu können“, so Rudolph.

Am 19. April 2023 treffen sich alle Preisträgerinnen und Preisträger in Radebeul bei Dresden zur Preisübergabe und um ihre Projekte zu präsentieren, sich kennenzulernen und zu vernetzen.

Aufbauend auf das bisherige Schülerprojekt startete an der HTWK Leipzig im Januar 2023 ein neues Forschungsprojekt. Dieses wird für zwei Jahre von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt gefördert. Beteiligt sind zudem mehrere Kooperationspartner: der Botanischen Garten in Leipzig, das Berufsbildungswerk Leipzig, Auszubildende im Bereich Gartenbau des Leipziger Wilhelm-Ostwald-Gymnasiums sowie des Kantgymnasiums, das Berufliche Bildungswerk „Saline Technikum“ in Halle und das Landtechnische Zentrum Borna. Künftig forschen die Beteiligten verstärkt an Messtechnik, mit denen Schülerinnen und Schüler bei Agri-Photovoltaik Mangelerscheinungen sowie Insekten, die als Nützlinge oder Schädlinge auftreten können, untersuchen.

Das Video ansehen bei YouTube.

In der Videoreihe „Dr. Who? – Promovieren an der HTWK Leipzig“ stellen sich Doktorandinnen und Doktoranden der HTWK Leipzig vor.

Am zweiten Tag befasst sich die Tagung mit Regelwerken, also Neuerungen für Normen im Baubereich, sowie Bauwerken im Ingenieur- und Hochbau. Beispielsweise geht es dort um auch Carbonbeton in der Baupraxis. Dazu wurde jüngst in Dresden Ende September 2022 das erste Haus aus Carbonbeton fertiggestellt: Der Cube. Daran beteiligt waren federführend die TU Dresden und unter anderem auch die HTWK Leipzig. Außerdem eröffnete die HTWK Leipzig am 29. September 2022 das Carbonbetontechnikum in Leipzig-Engelsdorf. „In der Modellfabrik erforschen wir, welche Prozesse eine effiziente Produktion von Carbonbeton ermöglichen, um damit ökologisch und ökonomisch vorteilhafte Bauteile herzustellen. Außerdem zeigen wir hier Bauunternehmen, wie sie ihre Produktionsstätten gestalten müssen, um Carbonbetonbauteile zu produzieren“, so Holschemacher.

Neben den Fachvorträgen können die Teilnehmenden aus Forschung und Wirtschaft in der begleitenden Fachausstellung weitere Informationen zu einzelnen Forschungsgruppen oder Industriepartnern erhalten sowie mit Fachexpertinnen und -experten ins Gespräch kommen.

Das Institut für Betonbau der HTWK Leipzig wurde 2006 gegründet. In den Forschungsgruppen Massivbau und Nachhaltiges Bauen spielen unter anderem umweltkonforme und nachhaltige neue Baustoffe eine wichtige Rolle in Forschungsprojekten, ebenso baustoffliche und bauteilspezifische Analysen. In der jüngsten Forschungsgruppe Sensorik und Mestechnik sollen ganzheitliche Lösungen zur Zustandsüberwachung von Bauwerken und Bauteilen, aber auch von klassischen Laborversuchen ermöglicht werden.

Die Istanbul-Konventionen

Das Übereinkommen des Europarats zur Verhütung und Bekämpfung von Gewalt gegen Frauen und häuslicher Gewalt, auch Istanbul-Konvention genannt, ist ein völkerrechtlicher Vertrag. Die Konvention schafft seit 2014 verbindliche Rechtsnormen gegen Gewalt an Frauen und häusliche Gewalt.

Zum Übereinkommen

Den Zusammenhang zwischen sicherem Wohnen und häuslicher Gewalt erforschen Rüdiger Wink, Professor für Volkswirtschaftslehre, und die wissenschaftlichen Mitarbeiterinnen Friederike Frieler und Sarah Otto seit April dieses Jahres. In den nächsten drei Jahren wollen sie, gefördert vom Freistaat Sachsen, eine interdisziplinäre Forschungsstelle etablieren und ein Netzwerk von Akteurinnen und Partnern in Sachsen aufbauen.

Die interdisziplinäre Forschungsstelle zur Prävention häuslicher Gewalt und Förderung sicheren Wohnens arbeitet mit Erkenntnissen, die aus Wirtschafts- und Sozialwissenschaften, Psychologie und Geisteswissenschaften zusammenfließen. Dabei kooperieren sie mit regionalen Trägereinrichtungen und der Wohnungswirtschaft.

Zunächst analysierten sie das bestehende Netzwerk und erschlossen Datenquellen zu Sozialräumen in sächsischen Städten. Im nächsten Schritt wollen sie Kooperations- und Transferstrukturen mit gesellschaftlichen Akteuren sowie mit Unternehmen aus der Wohnungswirtschaft aufbauen. Ziel ist es, gemeinsame Transferformate und Präventionsprogramme zu entwerfen und das Thema international weiter zu verfolgen. Denkbar ist zukünftig, dass die HTWK Leipzig Modellprojekte und Pilotvorhaben zum Thema wissenschaftlich begleitet und an der Einwerbung entsprechender Fördermittel mitwirkt.

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► Weitere aktuelle Forschungsprojekte.

Das Wasser, das von den Granulaten aufgenommen werden soll, ist Regenwasser, das beispielsweise bei Starkregenereignissen in großen Mengen vorhanden ist. Dieses wird in Städten oft ungenutzt durch die Kanalisation abgeleitet, weil es durch die versiegelten Flächen nicht im Erdboden versickern kann. Mit Görgens geplantem Fassadensystem könnte es zwischengespeichert und zur Abkühlung genutzt werden. Wasser hat eine hohe thermische Masse, weshalb es sich nicht so schnell aufheizt. Der Verdunstungskühlungseffekt sorgt zudem für kühlere Temperaturen im städtischen Außenraum.

Görgens Untersuchungen ergaben: Am besten geeignet ist ein Granulat aus Vulkangestein. Dieses verbaute er im Sommer 2022 in einem ersten Prototyp, um so die Wirkungsweise zu testen. Die Messergebnisse dienen ihm zur Validierung des gekoppelten Simulationsmodells. Ziel ist es, dieses Simulationsmodell in einer frühen Planungsphase von Bauvorhaben einzusetzen, um so standortspezifische Konzepte für eine optimale Verbesserung der Behaglichkeit im Außenraum erstellen zu können.

Die Ergebnisse seiner Voruntersuchung präsentiert Görgen in seinem Vortrag zur „Hygrothermischen Charakterisierung von wasserabsorbierenden Granulaten“ auf der 36. PLEA-Konferenz. Seine Teilnahme förderte der Deutsche Akademische Austauschdienst DAAD in der Förderlinie „HAW-Konferenzreisen“. Neben Görgen kommen vom 23. bis 25. November 2022 in der südamerikanischen Großstadt zahlreiche weitere Fachleute,  Forschende und Studierende aus über 40 Ländern zusammen, um sich mit der zentralen Frage zu befassen: „Werden die Städte überleben? – Die Zukunft der nachhaltigen Gebäude und des Städtebaues in Zeiten des Notstands.“ Görgens Forschungsergebnisse werden nach der Konferenz frei als Open Access veröffentlicht.

Ein Ansatz ist die Integration von Photovoltaik in Sichtbetonfassaden. Damit Betonhersteller derartige Fassaden wirtschaftlich umsetzen können, müssen sie in Serie produzierbar sein. Die Grundidee: Die Photovoltaikmodule sollen sich optimal zur Sonne ausrichten, der Beton passt sich als Designelement gestalterisch dieser Maßgabe an, sodass sich eine glatte Wand in eine dreidimensionale Struktur verwandelt. Bei Solar.con entstand ein sechseckiges Beton-Modul, in dessen Zentrum das Solarmodul eingelassen ist. Der Vorteil einer solchen gleichseitigen Wabenform besteht darin, dass mit einem Standardelement neben Süd- auch Ost- und Westfassaden umgesetzt werden können: Indem die Solar-Beton-Elemente 60 Grad nach links oder rechts gedreht werden, verändert sich die Orientierung des Solarmoduls.

„Sogar innerhalb einer Solar.con-Fassade können unterschiedliche Modulausrichtungen realisiert werden. So können wie die Stromerzeugung auf die Morgen- und Abendstunden ausdehnen und Ertragsspitzen um die Mittagszeit vermeiden“, erklärt Stefan Huth. Ist ein Solarmodul defekt oder erbringt es im Laufe seines Lebens weniger Leistung, kann es ausgetauscht werden. Derzeit wird die erste Solar.con-Fassade beim Projektpartner Hering Bau in Burbach in Westfalen errichtet. Die Forschung wird durch das Bundeswirtschaftsministerium gefördert, Projektpartner sind die Sunovation Produktion GmbH, das Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik sowie das Institut für Baustoffe der Technischen Universität Dresden.

Ein weiterer Vorschlag zur Integration ertragsoptimiert ausgerichteter Solarmodule ist die vorgehängte Fassade von Solar.shell aus Aluminium-Verbundelementen, an der Hülsmeier, Huth und Heller seit 2015 arbeiten. Wie eine Solar.shell-Fassade im Detail aussieht, berechnet ein Algorithmus. Darin fließen Informationen wie Gesamtfläche, erwünschter Stromertrag, Standort, Himmelsrichtung und die Eigenschaften der verwendeten Materialien ein. Ein Computerprogramm berechnet dann, wie groß die Einzelelemente sein müssen, um den Platz optimal auszunutzen. Diesen Vorschlag können Architektinnen und Architekten mit ihren Gestaltungsideen erweitern. Gegenüber flächig installierten Modulen kann eine derart ausgerichtete Fassade deutlich mehr Energie pro Quadratmeter Photovoltaik-Fläche erzielen: im Mittel sind es 33 Prozent mehr, im urbanen Umfeld mit höherer Verschattung sogar bis zu 55 Prozent.

In Bad Rappenau im Landkreis Heilbronn wurde 2021 das erste Gebäude mit einer Solar.shell-Fassade fertiggestellt. Im Mai 2022 erzielte das Architektur-Institut Leipzig den 3. Platz beim Sonderpreis Nachhaltigkeit des Innovationspreises Reallabore 2022 des Bundeswirtschaftsministeriums.

_{Autorinnen: Dr. Rebecca Schweier & Katrin Haase}

„Das grundlegende Dilemma ist, dass Klimaschutz ein globales öffentliches Gut ist: Alle profitieren davon, wenn die Erderwärmung eingedämmt wird. Die dafür nötigen Maßnahmen verursachen allerdings erhebliche individuelle Kosten. Deshalb ist es aus Sicht der einzelnen Staaten am günstigsten, wenn andere mehr in den Klimaschutz investieren als man selbst“, erklärt Bodo Sturm, Ökonomieprofessor an der HTWK Leipzig. Sturm hat untersucht, wie sich die Vorgabe des Pariser Abkommens, die eigenen Anstrengungen kontinuierlich zu erhöhen, auf die Höhe der nationalen Beiträge auswirkt. Seine Vermutung: Dieses Fortschrittskriterium ist kontraproduktiv. Um das zu belegen, entwarf er gemeinsam mit seinem Kollegen Dr. Carlo Gallier vom ZEW Mannheim ein Experiment.

Dabei konnten 340 Probandinnen und Probanden über fünf Runden etwas Geld erspielen. Sie bekamen ein eigenes Budget, das sie für sich behalten oder in einen gemeinsamen Topf abgeben konnten. Je voller der gemeinsame Topf, desto mehr sprang für alle heraus. Ein Drittel der Teilnehmenden konnte fünf Runden lang frei seinen Einsatz wählen, ein Drittel durfte von Runde zu Runde seinen Einsatz nicht verringern und ein Drittel musste, wie im Pariser Abkommen, von Runde zu Runde mehr Geld in den gemeinsamen Topf werfen. „Wir beobachten einen deutlichen und statistisch signifikanten Effekt“, fasst Sturm die Erkenntnisse zusammen: „Die Spielenden reduzieren zu Beginn des Spiels ihre Beiträge für das Gemeinwohl, wenn sie in Zukunft ihre Beiträge nicht absenken dürfen oder höhere Beiträge leisten müssen.“ Zwar führen solche Spielbedingungen im Verlauf zu steigenden Beitragsniveaus. Dieser Anstieg ist aber nicht stark genug, um die Effizienzverluste zu Beginn auszugleichen.

Für die internationale Klimapolitik bedeutet das: Das Fortschrittskriterium, nach welchem alle Staaten ihre Anstrengungen alle fünf Jahre verstärken müssen, schadet möglicherweise mehr als es nutzt. „Die Staatengemeinschaft sollte stattdessen stärker auf bedingt kooperative Maßnahmen setzen, die auf Gegenseitigkeit abzielen. Das auch im Völkervertragsrecht geläufige Prinzip ‚Leistung gegen Gegenleistung‘ könnte daher stärker angewendet werden. Wenn beispielsweise Staaten in einer Art ‚Klimaklub‘ Steuern für CO₂-Emissionen erheben und gleichzeitig Importe aus Staaten ohne CO₂-Bepreisung zusätzlich besteuern, gibt es für alle einen Anreiz, CO₂-Emissionen zu verringern“, so Sturm.

Es ist sehr schwierig zu beziffern, wer fairerweise wie viel zum Klimaschutz beitragen soll. Doch wenn die „Lastenverteilungsregeln“ klarer wären, könnten die Staaten die Anstrengungen der anderen besser einschätzen. „Das Pariser Abkommen ist ein völkerrechtlicher Vertrag und als solcher bindend für die Vertragsparteien. Allerdings ist der Wortlaut der Lastenverteilungsregeln so vage, dass die juristische Auslegung keine hinreichende Klarheit über den Umfang der nationalen Klimaschutzbeiträge schafft, sondern vielmehr den Vertragsstaaten die Aufgabe überträgt, das Klimaschutzziel in ‚gemeinsamer, aber unterschiedlicher Verantwortung‘ zu erreichen“, erklärt Cornelia Manger-Nestler, Professorin für Deutsches und Internationales Wirtschaftsrecht. Sie hat gemeinsam mit der Völkerrechtlerin Dr. Ulrike Will an der HTWK Leipzig das Vertragswerk analysiert. „Die erwartete Nichteinhaltung des Zwei-Grad-Ziels kann rechtlich nicht auf einzelne Staaten bezogen werden. Vielmehr trägt die Staatengemeinschaft als Ganzes die Verantwortung dafür, dass die Ambitionen beim Klimaschutz derzeit noch nicht hinreichend sind“, so das Urteil der beiden Rechtswissenschaftlerinnen.

Ulrike Will führt weiter aus: „Die offenen Lastenverteilungskriterien und die starke Betonung der freiwilligen nationalen Beiträge im Pariser Abkommen werfen die Frage auf, wie die einzelnen Staaten das Regelwerk für sich interpretieren. Denn wenn viele Staaten einer ähnlichen Rechtsauslegung folgen, dann beeinflusst diese sogenannte ‚nachfolgende Übung‘ die Rechtsnorm selbst.“ Die Völkerrechtlerin hat 193 nationale Beiträge untersucht. Dabei fand sie heraus: Konsens herrscht darüber, dass die Staaten, die absolut betrachtet mehr Treibhausgase ausstoßen, auch mehr in den Klimaschutz investieren müssen. Außerdem legen die Staaten Wert auf eine faire Verteilung der Klimaschutzbeiträge – und am häufigsten wird unter „fair“ verstanden, dass die Emissionen pro Kopf berücksichtigt werden. Hier enden allerdings bisher die Gemeinsamkeiten. Kein Wunder, denn die nationalen Beiträge unterscheiden sich von Staat zu Staat in Detailierungsgrad und Umfang erheblich.

Die Klimaziele der EU

Alle 27 Mitgliedsstaaten der EU haben ein gemeinsames Klimaschutzziel im Pariser Abkommen vereinbart. Sie wollen ihre Treibhausgasemissionen bis 2030 um 55 Prozent gegenüber 1990 reduzieren und bis 2050 klimaneutral werden. Als Instrumente nutzt die EU einen Emissionshandel, nunmehr mit stärkerer Berücksichtigung des Verkehrssektors, und eine Lastenteilungsverordnung, die den einzelnen EU-Mitgliedern konkrete Ziele für Gebäude, Verkehr, Landwirtschaft, Abfallwirtschaft und kleine Unternehmen vorgibt. Vereinbart wurde zudem der „European Green Deal“, ein durch Finanzmittel und ein EU-Klimaschutzgesetz unterfüttertes Konzept, das eine Brücke zwischen dem Pariser Abkommen und den nationalen Gesetzen der EU-Mitgliedsstaaten schlägt.

Die Klimaziele Deutschlands

Deutschland will bis 2030 seine Treibhausgasemissionen um 65 Prozent gegenüber 1990 reduzieren und bereits bis 2045 klimaneutral werden. Bis 2038 sollen die Kohlekraftwerke vom Netz gehen. Mit dem Sofortprogramm Klimaschutz 2022 sollen acht Milliarden Euro in eine Industrie ohne Kohle, in grünen Wasserstoff und grünen Stahl, in energetische Gebäudesanierung und klimafreundlichen Verkehr fließen. Über die Hälfte der Mittel sind für Fördermaßnahmen für klimafreundliche Gebäude vorgesehen.

Gallier, C.; Sturm, B. (2021): The Ratchet Effect in Social Dilemmas, Journal of Economic Behavior and Organization 186: 251–268, doi.org/10.1016/j.jebo.2021.03.022

Will, U.; Manger-Nestler, C. (2021): Fairness, Equity and Justice in the Paris Agreement: Terms and Operationalization of Differentiation, Leiden Journal of International Law 34(2): 397–420, doi.org/10.1017/S0922156521000078

Will, U. (2022): Differentiation in the NDCs to the Paris Agreement – A Legal and Empirical Analysis, Carbon & Climate Law Review 16(1): 56–72, https://doi.org/10.21552/cclr/2022/1/8

_{Autorin: Dr. Rebecca Schweier}

Blickfang des Ausstellungstandes sind zwei gekrümmte Dachelemente in weiterentwickelter Zollinger-Bauweise. Die Forschungsgruppe FLEX arbeitet seit mehreren Jahren an der Renaissance der über hundert Jahre alten Dachbauweise des Merseburger Stadtrats Friedrich Zollinger. „Die Baumethode war effizient und materialsparend, doch der Aufbau der Dächer war sehr aufwändig. Noch dazu senkten sie sich mit der Zeit ab. Deshalb haben wir konstruktive Mängel beseitigt und den Bauprozess auf der Basis der Möglichkeiten der Digitalisierung deutlich effizienter gestaltet“, erklärt Professor Alexander Stahr. Dafür wurden Stahr und sein Team auf der Denkmal-Messe 2016 mit einer Goldmedaille für herausragende Leistungen in der Denkmalpflege in Europa ausgezeichnet. Aktuell entwickeln die Forschenden die Bauweise dahingehend weiter, dass eine wirtschaftlich effiziente, automatisierte und digital gesteuerte Fertigung und Vormontage durch Zimmerei- und Dachdecker-Betriebe möglich wird. Dafür erhalten die Forschenden gemeinsam mit ihren sieben Projektpartnern aus Wissenschaft und Praxis rund eine Million Euro Förderung vom Bundeslandwirtschaftsministerium.

Augmented Reality für Zimmerleute

Außerdem präsentiert die Forschungsgruppe ein Assistenzsystem für die handwerkliche Vorfertigung von Holzständerwänden mithilfe von Augmented Reality. Besucherinnen und Besucher des Messestands können eine Daten-Brille aufsetzen und mit dieser Unterstützung an einem tischgroßen Modell im Maßstab 1:3 Schwelle, Stiele, Kämpfer und Rähm zum Ständerwerk eines Wandelements in Holzrahmenbauweise fügen. Im zweiten Arbeitsschritt können sie durch die Schalungsplatten „hindurch“ die Lage der Hölzer sehen – eine große Hilfestellung für das millimetergenaue Einbringen von Nägeln, Schrauben, und Klammern. Dadurch wird die handwerkliche Vorfertigung im Holzbau effizienter.

Zu finden sind die Forschenden am Gemeinschaftsstand mit der Bennert GmbH (Stand G45). Der auf die Denkmalsanierung spezialisierte Mittelständler aus Thüringen will in der nahen Zukunft gemeinsam mit der Forschungsgruppe FLEX ein Schirmdach aus Holz für E-Tankstellen umsetzen. Das Design erinnert an einen Blütenkelch und wurde von Markus Schaller und Christopher Stolle im Rahmen ihres Architektur-Studiums an der HTWK Leipzig entworfen.

Museologie & Vermessungskunde präsentieren sich auf MUTEC

Auf der parallel stattfindenden Internationalen Fachmesse für Museums- und Ausstellungstechnik präsentiert die HTWK Leipzig ihren Bachelorstudiengang Museologie (Stand I20) sowie den Masterstudiengang „Museumspädagogik | Bildung und Vermittlung im Museum“ (Stand I16). Als weiterbildender Studiengang kann dieser auch berufsbegleitend absolviert werden. Der Bewerbungszeitraum für das Sommersemester 2023 beginnt am 1. Dezember. Direkt daneben führt Ulrich Weferling, Professor für Vermessungskunde, in die Methode des Heritage Building Information Modeling ein und stellt seine Forschung zur digitalen Rekonstruktion der Villa Sette Bassi aus dem 2. Jahrhundert in Rom vor.

Im Rahmenprogramm der MUTEC am Freitag, dem 25. November, sind die beiden Museumsstudiengänge gleichfalls vertreten. Unter dem Titel „Forschen und Bewahren, Dokumentieren und Interpretieren“ werden von Professor Johannes Tripps und Dr. Britta Schmutzler sowie dem Absolventen Bernhard Baumecker „Einblicke in die Leipziger Museologie“ gegeben (13:30 bis 14:30 Uhr, Moderation: Professorin Gisela Weiß). Im Themenblock „Bewahren“ referiert Professor Markus Walz zu „Dauerarbeit am Kulturellen Gedächtnis – Licht- und Schattenseiten der drei Gedächtnisinstitutionen“ (15.30 Uhr bis 18 Uhr).

_{Autorinnen: Dr. Rebecca Schweier & Katrin Haase}

Das Problem ist: „Eine Erdschlussspule kann nur für eine bestimmte Frequenz eingestellt werden und kann damit auch nur diese Frequenz des Stroms bei einem Erdschluss kompensieren“, sagt Bartholomäus. Damit dies auch bei einem zu hohen Reststrom von Oberschwingungen funktioniert, entwickelte er bereits seit 2011 am Institut für Elektrische Energietechnik der HTWK Leipzig eine Erweiterung für die Erdschlussspule mit. Dieses Verfahren entwickelte Bartholomäus während seiner Promotion von 2013 bis 2019 weiter. Dabei legte er den Fokus auf die Frage ob, und, wenn ja, wie, das Verfahren bei weiterem Netzausbau angepasst werden muss. „Mit meiner Arbeit konnte ich zeigen, dass rein passive Schaltungen, bestehend aus Reihen- und Parallelschwingkreisen, geeignet sind, um mit geringem Aufwand die dominanten Oberschwingungsanteile im Erdschlussreststrom ausreichend zu reduzieren. Die einzelnen Schaltungen müssen bei variablen Energienetzen – und damit auch beim Netzausbau – nicht angepasst werden“, fasst Bartholomäus das zentrale Ergebnis seiner Arbeit zusammen.

Um die Wirksamkeit seiner Technologie nachzuweisen, bereitete Bartholomäus anschließend Netzversuche vor. „Der Erdschlussreststrom besteht aus mehreren Frequenzen, von denen einige zu Schäden oder Überlastungen – und damit zu Netzausfällen und Stromausfällen bei Kundinnen und Kunden – führen können. Für meine Messungen sind jedoch nur die Oberschwingungen relevant“, so der Ingenieur. „Deshalb habe ich zusätzlich das Verfahren des frequenzselektiven Erdschlusses entwickelt.“ Damit können bestimmte Frequenzen wie eben Oberschwingungen kontrolliert und gemessen werden, ohne dass es zu Netzausfällen kommt. Das Verfahren meldete er 2014 zum Patent an.

Die Netzversuche führte Bartholomäus in Mittelspannungsnetzen mit 20 Kilovolt durch. Viele Messungen fanden beim Energieversorger „N-ERGIE“ in Nürnberg und Franken statt, weil die Netze dort sehr groß und damit die Gefahr von zu großen Erdschlussreststömen höher ist. Können Netzbetreiberinnen und -betreiber aufgrund zu hoher Oberschwingungen die Grenzwerte nicht mehr einhalten, können sie die Netze umstrukturieren oder bei Fehlerauftritt schnellstmöglich abschalten. Beide Maßnahmen sind aufwendig, teuer und beeinträchtigen die Versorgungszuverlässigkeit. Die Erfindung von Bartholomäus ist eine einfache, günstige und zugleich wirksame Alternative.

Im Wasserstoffdorf in Bitterfeld-Wolfen wird auf einer Versuchsfläche von 12.000 Quadratkilometern der Transport von Wasserstoff erprobt. Herzstück ist das 1.400 Meter lange Verteilnetz, an welches eine Gasdruckregel- und -messanlage sowie ein Versuchscontainer mit Messtechnik angeschlossen sind. Bis 2040 wollen die europäischen Gasnetzbetreiber ein Wasserstoffnetz betreiben und dazu überwiegende Teile ihrer heutigen Infrastruktur umstellen und weiterentwickeln. Die Forschung im Wasserstoffdorf Bitterfeld-Wolfen ergab, dass prinzipiell die vorhandene Erdgasinfrastruktur nach Prüfung und gegebenenfalls Anpassung auch für Wasserstoff genutzt werden kann. Allerdings geben die bisher für Gasverteilnetze verwendeten Kunststoffmaterialien Reststoffe in den transportierten Wasserstoff ab. Für bestimmte Anwendungen wie beispielsweise Brennstoffzellen wird besonders reiner Wasserstoff benötigt. Daher erforschen Ingenieure der DBI-Gruppe, welche Materialien für den Transport von besonders reinem Wasserstoff geeignet sind und wie sie sich im Langzeitbetrieb bewähren. Ein Team um HTWK-Professor Robert Huhn wertet umfassende Monitoringdaten des Wasserstoffdorfs aus und analysiert die gesamte Wasserstoffwertschöpfungskette im Rahmen einer Ökobilanzierung (Life Cycle Analysis). Die MITNETZ Gas wiederum entwickelt Strategien für Betrieb und Instandhaltung von Wasserstoffverteilnetzen.

In diesem Video bei Youtube wird das Wasserstoffdorf Bitterfeld-Wolfen von Anna Schwert (MITNETZ Gas) im Rahmen der Nominierung für den Innovationspreis vorgestellt.

Das Wasserstoffdorf Bitterfeld-Wolfen entstand im Rahmen des Forschungsprojekts HYPOS mit Fördermitteln des Bundesforschungsministeriums. Die aktuellen Forschungsaktivitäten werden im Projekt H2-Infra aus Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert.

Das Wasserstoffdorf öffnet interessierten Fachleuten und Medienschaffenden regelmäßig seine Tore. Die nächsten Tage der offenen Tür finden am 9. November und am 14. Dezember 2022 statt. Zur Anmeldung

Mit dem Innovations­preis würdigt die deutsche Gas­wirt­schaft zu­kunfts­weisende Energie­­kon­zepte. In diesem Jahr lag der Fokus auf der Trans­formation des Energie­systems hin zur Klima­neu­tral­ität. Mehr als 50 Bewerbungen gingen ein, davon wurden 12 Projekte in den vier Kategorien „Anwendungs­orien­tierte Forschung“, „Nach­haltige Erzeugung“, „Intelli­gente Infra­struktur“ und „Effiziente Anwen­dungs­technik“ nominiert. Der Preis wird seit 1980 alle zwei Jahre durch eine Jury aus Ver­tre­terinnen und Vertretern der Wissens­chaft, Fach­medien und Ver­bänden der deutschen Gas­wirt­schaft ver­liehen.

_{Autorin: Dr. Rebecca Schweier}

„In Leipzig wird ein nächstes Kapitel für zukunftsfähiges Bauen aufgeschlagen. Wir weihen heute einen weiteren Leuchtturm sächsischer Ingenieurkunst ein. Das Carbonbetontechnikum ist ein sächsisches Markenzeichen – wie auch das CUBE, das neue, weltweit erste Gebäude aus Carbonbeton in Dresden. Die einzigartige Modellfabrik der HTWK Leipzig schafft gute Grundlagen für ein digitales, ressourcen- und klimaschonenderes Zeitalter auf dem Bau. Ich freue mich über diese Innovationen aus Sachsen. Sie sind wichtig für die Baubranche und für die regionale Entwicklung im Freistaat“, so Thomas Schmidt, Sächsischer Staatsminister für Regionalentwicklung.

„Die HTWK Leipzig verzeichnet mit über 17,51 Millionen Euro die bisher höchste eingenommene Drittmittelsumme und ist damit eine der forschungsstärksten Hochschulen für Angewandte Wissenschaften in Deutschland. Wir sind ein starker Partner in der Wissenschaft, für die regionale Wirtschaft und freuen uns, dass wir mit dem Carbonbetontechnikum eine weitere, hervorragende Möglichkeit bekommen, gemeinsam zu forschen und Innovationen anwendungsnah erproben zu können. In der Kooperation kommen insbesondere unsere Kompetenzen auf dem Gebiet der Automatisierung von Fertigungsprozessen und unser Engagement für Klimaschutz und Nachhaltigkeit zum Tragen“, so Prof. Mark Mietzner, Rektor der HTWK Leipzig.

„Im Carbonbetontechnikum erforschen wir, welche Prozesse eine effiziente Produktion von Carbonbeton ermöglichen, um damit ökologisch und ökonomisch vorteilhafte Bauteile herzustellen. Denn auch wenn Carbonbeton und Stahlbeton vergleichbare Anwendungsgebiete haben, müssen alle Produktionsschritte und Maschinen an den neuen Baustoff angepasst und zum Teil völlig neu gedacht werden“, so Prof. Klaus Holschemacher vom Institut für Betonbau der HTWK Leipzig. „Hier zeigen wir Bauunternehmen, wie sie ihre Produktionsstätten gestalten müssen, um Carbonbetonbauteile zu produzieren.“

Automatisierte Fertigung spart Ressourcen und Kosten

Drei Industrieroboter und 64 Meter an Rolltischen sorgen im Carbonbetontechnikum dafür, dass die Fertigung von bis zu 3,125 Meter breiten und 1,25 langen Bauteilen automatisch abläuft. Die fertigen Bauteile können an einem speziell entwickelten Kipptisch per Kran entnommen werden. Anfang 2023 sollen die derzeit noch im Aufbau befindlichen Bereiche Betonage und Qualitätsprüfung in Betrieb gehen.

Besonders stolz sind die Leipziger Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf eine Innovation: Im Carbonbetontechnikum fertigt ein Roboter die Bewehrung aus Carbon individuell vor Ort. Dazu legt er innerhalb von wenigen Minuten Carbongarn gitterförmig zu genau der Geometrie, die für ein bestimmtes Bauteil benötigt wird. Ein riesiger Fortschritt: Wird bislang Carbon verwendet kommen fast immer vorgefertigte Carbonmatten mit Standardmaßen zum Einsatz. Sie müssen für die eigentliche Anwendung zugeschnitten oder zusammengelegt werden. „Durch die direkte Garnablage sparen wir nicht nur Transportwege, sondern auch bis zu 40 Prozent des teuren und energieintensiven Materials Carbon. Damit fallen die Herstellungskosten von Carbonbetonbauteilen auf das Niveau vergleichbar leistungsfähiger Stahlbetonbauteile“, prognostiziert Otto Grauer, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Betonbau der HTWK Leipzig.

Modellfabrik ermöglicht neue Innovationen

Für die Leipziger Forschenden ist die direkte Garnablage eine Schlüsseltechnologie, denn sie ermöglicht es auch, nützliche Funktionen wie Heizelemente oder Sensorik direkt in Bauteile zu integrieren. „Nachdem ein Roboter die Gitterstruktur für die Bewehrung des Bauteils abgelegt hat, könnte er zukünftig an einer bestimmten Stelle eine zusätzliche Struktur aus Carbongarn legen und so beispielsweise einen kapazitiven Sensor nachbilden. Wer später an dieser Stelle an das Bauteil fasst, könnte das Licht an- und ausschalten – ähnlich einem Touchscreen, ganz ohne Schalter“, so der wissenschaftliche Mitarbeiter Tobias Rudloff vom Institut für Prozessautomation und Eingebettete Systeme der HTWK Leipzig. Im Carbonbetontechnikum können Visionen wie diese erprobt und in die Anwendung überführt werden. Aktuell laufen fünf Forschungsprojekte zur Weiterentwicklung der Carbonbetonbauweise mit einem Fördervolumen von insgesamt 2,5 Millionen Euro.

Das Carbonbetontechnikum wurde im Rahmen von Deutschlands größtem Bauforschungsprojekt C³ – Carbon Concrete Composite durch das Bundeswissenschaftsministerium sowie durch den Freistaat Sachsen gefördert. Die Eröffnung war Programmpunkt der vom C³-Verband organisierten Carbon- und Textilbetontage in Dresden.

Hintergrund

Die Bauindustrie verbraucht rund 40 Prozent der weltweit abgebauten Rohstoffe. Zudem gehen rund ein Drittel der ge­samten Treibhausgasemissionen auf das Bauen, Nutzen und Rückbauen von Gebäuden zurück. Mit über 100 Millionen verbauten Kubikmetern im Jahr ist Stahlbeton der wichtigste Baustoff Deutschlands. Bauteile aus Carbonbeton sind bei gleicher Leistungsfähigkeit um ein Vielfaches dünner und leichter als solche aus Stahlbeton. Dadurch wird nicht nur weniger Beton und damit weniger Zement, Kies, Sand und Wasser benötigt, sondern auch deutlich weniger Energie für Herstellung, Transport und Logistik.

www.carbonbetontechnikum.de

_{Autorin: Dr. Rebecca Schweier}

Hintergrund zur Forschungsgruppe Sensorik und Monitoring der HTWK Leipzig

Die Forschungsgruppe Sensorik und Monitoring des Instituts für Betonbau wurde 2020 mit dem Ziel gegründet, ganzheitliche Lösungen zur Zustandsüberwachung von Bauwerken und Bauteilen, aber auch von klassischen Laborversuchen zu ermöglichen. Der Schwerpunkt ist die Dehnung- und Temperaturmessung mittels faseroptischer Sensoren. Darüber hinaus spielen die Analyse und Interpretation der gewonnenen Messdaten eine enorme Rolle bei dem Zusammenspiel unterschiedlicher Messgrößen und deren Unsicherheiten. Um in diesem Wechselspiel statistisch belastbare Ergebnisse mehrerer Faktoren zu erhalten, beschäftigt sich das Team aus vier Bauingenieuren mit verschiedenen Aspekten der statistischen Versuchsplanung.

Das Institut, seine zehn festen Mitarbeiter und zwei studentischen Hilfskräfte stellen sich sowohl wissenschaftlichen als auch praktischen Fragestellungen des Wasserbaus und der Siedlungswasserwirtschaft. Vom steten Austausch profitieren beide Seiten: Tiefergehende Forschungen ermöglichen den Praxispartnern neue Erkenntnisse insbesondere in Bezug auf neue Regelblätter, Techniken, Mess- oder Modelliermethoden. Die unmittelbare Rückmeldung aus der Praxis lässt sich auf die weitergehende Forschung übertragen und ermöglicht eine bodenständige Herangehensweise, die am Ende nicht nur auf dem Papier sondern auch im Kanal oder am Gewässer funktioniert.

Insbesondere im Rahmen des Klimawandels stehen Wasserbau und Siedlungswasserwirtschaft vor großen Herausforderungen. Einige Fragestellungen sind in der Wasserwirtschaft schon seit Jahren bekannt, gelangen jetzt aber erst in das Bewusstsein der weiten Bevölkerung. Für das IWS heißt das vor allem, dass auch nach 20 Jahren Arbeit noch kein Ende in Sicht ist.

Zur Institutsseite

Welche Regeln gelten nicht mehr: Was verändert sich gerade bei der Personalbeschaffung?
Zu beobachten ist ein Wechsel vom Arbeitgeber- zum Arbeitnehmermarkt, denn Bewerberinnen und Bewerber können sich im Moment meist ihren Arbeitgeber aussuchen. Zugespitzt gesagt: Heute bewerben sich die Unternehmen um gute Mitarbeitende. Das liegt unter anderem an der demographischen Lage mit einem sich zuspitzenden Mangel an Fachkräften, aber auch an aktuellen Entwicklungen wie sich ändernden Erwartungen der jüngeren Generation und politischen Entscheidungen. Bei einem Stellenwechsel oder dem Berufseinstieg sind Recruiterinnen und Recruiter der erste Kontaktpunkt und bildet somit oft das „Gesicht“ eines Unternehmens. Mit den Erfolgen bei der Personalbeschaffung entscheiden auch sie über die künftige Leistungsfähigkeit der Unternehmen. Fehlbesetzungen oder Mitarbeitende, die das Unternehmen nach kurzer Zeit wieder verlassen, können gravierende Probleme nach sich ziehen. Dies sind einige der Gründe dafür, dass die Personalauswahl interdisziplinär, wissenschaftlich fundiert und systematisch erfolgen muss. Recruiterinnen und Recruiter müssen über aktuelle Kompetenzen im Bereich Eignungsdiagnostik verfügen und Kenntnisse zur Gestaltung einer optimalen Bewerbungserfahrung und zur Bedeutung der kulturellen Prägung von Bewerbenden einbringen. Und: Bei der Auswahl von Mitarbeitenden sollte es nicht nur um die Ist-Kompetenzen gehen – es sind vielmehr die Potenziale für eine weitere Entwicklung, die hier wichtig sind.

Welche Erwartungshaltung haben frisch Ausgebildete wie die HTWK-Absolventinnen und Absolventen, die auf den Arbeitsmarkt strömen?
Die Erwartungen betreffen erst einmal eine schnelle, faire und transparente Behandlung der Bewerbung. Bei den Arbeitsbedingungen geht es um hohe Flexibilität hinsichtlich Ort und Zeit, eine ausgewogene Work-Life-Balance und konkrete Möglichkeiten zur persönlichen Weiterentwicklung. Oft wird auch die Atmosphäre im Team und das konkrete Verhalten der Führungskräfte hervorgehoben. Bei ihrer Arbeit geht es vielen darum, dass sie sich weit stärker als bisher einbezogen und ernst genommen fühlen wollen und nicht nur Zeit und Ort der Arbeit, sondern auch die Zusammensetzung von Teams und Führungsfragen mitbestimmen möchten. Hier sollten auch mithilfe digitaler Medien Informationen verfügbar sein, um diese Mitsprache und -gestaltung zu befördern.

Mit welchen Methoden erforschen Sie die sich ändernden Trends auf dem Arbeitsmarkt?
Ausgangspunkte sind hier häufig Fragen aus der Praxis, die vor allem in Gesprächen mit Unternehmensvertretenden aufkommen. Bei vielen Studien gibt es deshalb Kooperationen mit Partnern, die ihre Sichtweise und Herausforderungen einbringen. Gemeinsam mit ihnen werden dann die zumeist quantitativen Studien mithilfe empirischer digital gestützter Befragungen durchgeführt und ausgewertet. So auch bei der vor kurzem abgeschlossenen Studie, die gemeinsam mit Jan Kirchner von der Wollmilchsau GmbH und Kai Helfritz von der Deutschen Gesellschaft für Personalführung e.V. durchgeführt wurde. Hier sollen neben Einblicken in das aktuelle Recruitinggeschehen auch qualitative und quantitative Vergleichsmaßstäbe – sogenannte Benchmarks – zur Orientierung und Neugestaltung in der Personalbeschaffung vorgelegt werden. Hinzu kommen weitere Themen, die im Rahmen studentischer Abschlussarbeiten eher qualitativ bearbeitet werden. Hier stehen derzeit auch Themen wie die Personalbeschaffung und -bindung im Handwerk im Mittelpunkt.

Weiterführende Links:

• Vita, Forschungsschwerpunkte und Veröffentlichungen von Prof. Peter M. Wald
• Zur Veranstaltung HR Innovation Day an der HTWK Leipzig

„Schon jetzt machen die NDCs einzelne Klimaschutzinstrumente der Staaten sichtbarer. Allein dies hat positive Wirkungen: So können die Maßnahmen durchaus eine gewisse Vorbildwirkung erzielen, die Koordination von Klimaschutzmaßnahmen vereinfachen und gleichzeitig Kooperationsmöglichkeiten eröffnen. Transparenz und Fortschrittsgebot sorgen zwar über die Öffentlichkeit für Rechtfertigungs- und Handlungsdruck, reichen aber bei weitem nicht aus, die ehrgeizigen Klimaschutzziele am Ende auch umzusetzen. Hier gilt es, nachzuschärfen“, sagt Prof. Dr. Martin Kesternich, Kooperationspartner im BMBF-Forschungsprojekt InFairCom und stellvertretender Leiter des ZEW-Forschungsbereichs Umwelt- und Klimaökonomik.

„Die offenen Lastenverteilungskriterien und die starke Betonung der freiwilligen nationalen Beiträge im Pariser Abkommen werfen die Frage auf, wie die einzelnen Staaten das Regelwerk für sich interpretieren. Denn wenn viele Staaten einer ähnlichen Rechtsauslegung folgen, dann beeinflusst diese sogenannte ‚nachfolgende Übung‘ die Rechtsnorm selbst“, so die Völkerrechtlerin Dr. Ulrike Will, die an der HTWK Leipzig alle NDCs wissenschaftlich analysiert hat. „Konkretere Berichtspflichten wären ein geeignetes Mittel, um die juristisch wenig greifbaren Kriterien für die Lastenverteilung einzugrenzen, Freifahreranreize zu mindern und somit die Multilateralität des Klimaschutzes zu stärken“, ergänzt Prof. Dr. Cornelia Manger-Nestler, Kooperationspartnerin im InFairCom-Projekt und Professorin für Deutsches und Internationales Wirtschaftsrecht an der HTWK Leipzig.

Das Autorenteam empfiehlt daher einheitlichere Strukturvorgaben der NDCs, um die Bewertung einzelstaatlicher Klimaschutzbeiträge zu erleichtern, ohne die Freiwilligkeit der Einhaltung der NDCs in Frage zu stellen. Gleichzeitig regen sie an, das NDC-Register um eine detaillierte Datenanalyse zu ergänzen. Dies kann dabei helfen, die Transparenz der NDCs innerhalb der verbleibenden staatlichen Spielräume zu verbessern. Dies bildet eine wichtige Voraussetzung für die Koordination der Vertragsparteien, auch im Hinblick auf das Ziel, CO₂-Preise perspektivisch international zu koordinieren. Gleichzeitig können NDCs als Vorbild dienen, um den Kapazitätsaufbau in Entwicklungsländern zu erleichtern.

Ausführliche Informationen zum Forschungsprojekt InFairCom finden sich auch im Forschungsmagazin Einblicke 2022 der HTWK Leipzig.

Hintergrund zum „Circus of Science“

Der „Circus of Science“ ist eine Infotainment-Show in Leipzig. Sie bietet „Hirnfutter für Nerds und Noobs, für Galileo-Gucker und Gar-nichts-Checker, für Akademiker und Schulabbrecher“, wie es auf der Webseite heißt. Dafür lässt Moderator Jack Pop Forschung mit Fakten, Gags und Live-Musik lebendig werden, damit das bunt gemischte Publikum am Ende mit Erkenntnisgewinnen nach Hause geht. Zusätzlich treten jeweils drei Wissenschaftlerinnen oder Wissenschaftler auf, die in Form eines Science Slams ihr Fachgebiet vortragen. Dabei können sie alle Hilfsmittel nutzen: von Power-Point-Präsentationen bis hin zu Live-Experimenten. Das Publikum kann ebenfalls aktiv sein: Vor Showbeginn dürfen sie vor Ort an verschiedenen Stationen selbst Experimente ausprobieren und während der Show können sie an interaktiven Quizrunden teilnehmen, bei denen es manchmal ganz schön wild, aber stets auch lehrreich zugehen kann.

Mit Metall gestalten Architektinnen und Architekten verhältnismäßig selten Fassaden. Häufig bestehen Gebäudewände aus Mauersteinen oder Betonbauteilen, die von außen gedämmt und verputzt werden. Manchmal sollen die Materialien aber sichtbar bleiben: In der modernen Architektur wird beispielsweise gern Sichtbeton als gestalterisches Element verwendet. Auch dort könnte Photovoltaik zum Einsatz kommen. Doch wie genau? Dafür untersuchen Hülsmeier und sein Team derzeit verschiedene Lösungen – mit der gleichen Grundidee wie bei Solar-Shell: Die Photovoltaikmodule sollen sich optimal zur Sonne ausrichten, der Beton passt sich als Designelement gestalterisch dieser Maßgabe an, sodass sich auch hier eine glatte Wand in eine dreidimensionale Struktur verwandelt.

Dieser Text erschien zuerst im Forschungsmagazin Einblicke 2022 der HTWK Leipzig. Hier können Sie das Magazin digital lesen oder kostenfrei abonnieren.

Zur aktuellen Ausgabe der „Einblicke“

Derzeit untersuchen die Netzwerktechniker an der HTWK Leipzig gemeinsam mit Mete Ramazan, einem Gastforscher aus Nordzypern, welche Störungen generell auf VLC einwirken und welche Modulationsformate sich für diese Anwendungen am besten eignen. Dazu erstellen sie mathematische Modelle des Übertragungskanals und führen in kontrollierter Umgebung Experimente durch. Sie messen, wie groß Interferenzen zwischen Senden und Empfangen der Signale durch Effekte wie Reflektionen oder Überlagerungen sein können. „Wir gehen davon aus, dass es weniger Störungen gibt als bei elektrischen Funktechniken. Aber genau hat das bisher niemand für VLC berechnet“, so Bunge. Darauf aufbauend können sie einen möglichen Einsatz der Leuchtdioden als Datenüberträger in Medizin und Industrie weiterentwickeln und Licht dort, wo es sinnvoll ist, mit Informationen anreichern – sei es im Operationssaal oder in der Fertigungshalle.

Dieser Text erschien zuerst im Forschungsmagazin Einblicke 2022 der HTWK Leipzig. Hier können Sie das Magazin digital lesen oder kostenfrei abonnieren.

Zur aktuellen Ausgabe der „Einblicke“

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Die Anwendung von Prägungen hat im Druck- und Verpackungsbereich stark zugenommen. Im Kontrast dazu steht der gegenwärtig noch wenig entwickelte Stand der Technik von Prägetechnologie und Prägeprozess. Eine wissenschaftliche Basis für die Charakterisierung und gezielte Beeinflussung von Prägeprozessen existiert nur ansatzweise. Das führt dazu, dass die gestalterischen und qualitativen Möglichkeiten bei Produkten und Verpackungen nicht ausgeschöpft werden und die technische Umsetzung mit hohem Zeit- und Kostenaufwand verbunden ist. Im Anschluss an diese Ausgangslage beschäftigt sich Jennes Hünnigers Dissertation mit dem Verformungsverhalten von Karton im Prägeprozess unter Berücksichtigung der Prägegeometrie, des Produktionsprozesses und des Ausgabemediums mit dem Ziel, unter den gegebenen Bedingungen das optimale Prägeergebnis zu erzielen.

iP3 Leipzig - Institute for Printing, Processing and Packaging

Am Beispiel einer mehr als hundert Jahre alten Dachbauweise demonstrieren die Leipziger Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, wie traditionsreiche Baumethoden mithilfe der Digitalisierung ins Heute überführt werden können – und dabei Ressourcen schonen.

Nach dem Ersten Weltkrieg herrschte Material- und Wohnungsnot. Deswegen erdachte der Merseburger Stadtbaurat Friedrich Zollinger eine besonders effiziente Baumethode für Dächer: eine gekrümmte, freitragende Konstruktion aus kurzen Hölzern, heute bekannt als Zollingerdach. Damit wurden bis 1928 mehr als tausend Häuser und Hallen in Deutschland überdacht. Warum also ist diese sparsame Bauweise so gut wie verschwunden? Was können wir heute, was Zollinger damals noch nicht konnte?

Die Forschenden fanden heraus, dass sowohl technische als auch wirtschaftliche Defizite die Bauweise verschwinden ließen. Der Aufbau war zeit- und personalintensiv und trieb die Baukosten in die Höhe. Außerdem gab es seinerzeit nur acht feste Dachgrößen. Das größte technische Manko: An den Knotenpunkten, wo die Lamellen miteinander verbunden sind, verschob sich die Konstruktion über die Jahrzehnte. Die Dächer verformten sich sukzessive.

Dieser Text erschien zuerst im ZEIT Forschungskosmos.

Diese Informationen visualisieren die Computer. Dadurch sehen Hahn und Fischer zeitgleich alle notwendigen Parameter zur Bewertung des Tragverhaltens der Decke. Sollten die Last-Verformungs-Kurven oder Schallsignale in kritische Bereiche kommen, können die Bauingenieure das Experiment sofort abbrechen. Dann würde Hahn das Ventil öffnen und den Ölfluss umkehren. So kann er eine Schädigung der Struktur vermeiden. Denn nicht die zwei Tonnen schweren Stahlrahmen, sondern die Hydraulikzylinder sorgen für die eigentliche Last. „Zum Vergleich: Wasser schießt mit einem Druck von rund drei Bar aus dem Wasserhahn. Das Öl im Hydraulikzylinder drückt den Kolben mit einem hundertfach höheren Druck auf den Boden. Dadurch können die beiden hier eingesetzten Hydraulikzylinder je eine Last von bis zu 38 Tonnen erzeugen“, erläutert Hahn.

Heute muss er die Belastung nicht vorzeitig stoppen: Die Decke hält die Ziellast von 52 Tonnen ohne Probleme. Hahn überbringt dem Bauherrn schon vor Ort die frohe Botschaft, dass er das alte Gebäude für den neuen Zweck nutzen kann. Das ist fast jedes Mal so: In 15 Jahren Arbeitserfahrung und über 300 Untersuchungen gingen Hahns Belastungstests nur zweimal negativ aus. Eine Probe vor Ort kann sich also durchaus lohnen: für die Bauherren und auch für die Umwelt. Wenn Gebäude, die rein rechnerisch nicht neu genutzt werden dürften, doch noch für eine Umnutzung taugen, spart das Materialien und Energie, die für einen Neubau oder eine aufwendige Verstärkung nötig wären.

Dieser Text erschien zuerst im Forschungsmagazin Einblicke 2022 der HTWK Leipzig. Hier können Sie das Magazin digital lesen oder kostenfrei abonnieren.

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Wie schnell ein Auto mit einer HPC-Ladesäule vollgeladen ist, hängt vom Modell, vom Zustand der Batterie und von der Temperatur ab. Ein Tesla Model 3 würde innerhalb von 30 Minuten Ladezeit eine Reichweite von knapp 500 Kilometern erreichen. Dank der eingesparten Ladezeit sind auch lange Strecken mit einem Elektroauto besser zu bewältigen.

„Um die Elektromobilität voranzubringen, muss die Ladeinfrastruktur dringend ausgebaut werden. Deshalb arbeiten wir bereits seit Jahren gemeinsam mit Partnern aus der Wirtschaft an innovativen Lösungen. Mit den Leipziger Stadtwerken konnten wir bereits Ladestationen an Laternen in der Leipziger Innenstadt installieren. Nun ist uns ein weiterer Beitrag für eine Verkehrswende in Leipzig gelungen“, so HTWK-Professor Andreas Pretschner, der das Projekt federführend leitet.

Möglich ist das Schnellladen durch die Verwendung von Gleichstrom statt bisher Wechselstrom. Dabei müssen bei der Herstellung und Anwendung der armdicken Ladekabel höchste Sicherheitsnormen eingehalten werden, worauf die HTWK Leipzig, Siemens und die Leipziger Stadtwerke bei der Entwicklung besonders viel Wert legten.

Taubert Consulting als Backend-Anbieter der Leipziger Stadtwerke kümmert sich um die zentrale Verwaltung und Kontrolle der Ladestationen, so auch bei dem neuen HPC-Lader. Das Team besteht aus Absolventen und ehemaligen Mitarbeitern der HTWK Leipzig.

Neues Gesetzespaket soll Ausbau erneuerbarer Energien beschleunigen

Um sich von Energieimporten unabhängig zu machen und den CO₂-Ausstoß zu verringern, hat der Bundestag Anfang Juli ein umfangreiches Gesetzespaket zum Ausbau der erneuerbaren Energien in Deutschland beschlossen. Demnach soll der Anteil erneuerbarer Energien am gesamten Stromverbrauch von derzeit knapp unter 50 Prozent bis 2030 auf mindestens 80 Prozent gesteigert werden. Um das Ziel zu erreichen, sollen unter anderem die Rahmenbedingungen für neue Solaranlagen verbessert werden.

„Bifaziale Solarmodule sind zwar etwas teurer als konventionelle Solaranlagen. Aber da sie die Anzahl von Stunden mit verfügbarer Solarenergie erhöhen, werden andere Elektrizitätsbedarfe, beispielsweise in Gaskraftwerken, reduziert. Senkrecht installiert, können die Solaranlagen gut auf landwirtschaftlich genutzten Flächen errichtet werden. Das schafft zusätzliche Verdienstmöglichkeiten für Landwirtinnen und Landwirte und erhöht das Flächenpotenzial für erneuerbare Energien in Deutschland so sehr, dass wir nur in geringem Maße zusätzlich Energie importieren müssten“, so Jens Schneider, Professor für Vernetzte Energiesysteme an der HTWK Leipzig und Ko-Autor der Studie. Auf landwirtschaftlichen Flächen installierte Solaranlagen können das Wachstum bestimmter Nutzpflanzen unterstützen, da sie die Pflanzen vor Wind und Hitze schützen. Direkt unter den Modulen sind Blühstreifen für mehr Biodiversität möglich. Durch das neue Gesetzespaket der Bundesregierung soll sogenannte Agri-Photovoltaik in Zukunft besonders gefördert werden.

Modellierung des Energiesystems im Jahr 2030 als Grundlage

Für ihre Studie haben Sophia Reker, Jens Schneider und Christoph Gerhards mit der Software Energyplan ein Energiesystem für Deutschland modelliert, welches entsprechend der deutschen Klimaschutzziele im Jahr 2030 im Vergleich zu 1990 insgesamt 80 Prozent weniger CO₂-Ausstoß verursacht. Dafür nehmen die Forschenden einen Zubau von derzeit 64 auf 195 Gigawatt Windenergieleistung und von derzeit 58 auf 400 Gigawatt Sonnenenergieleistung an. Um diese installierte Leistung tatsächlich nutzen zu können, sind Stromspeicher nötig. Die Forschenden zeigen in ihrer Studie auf, dass der Bedarf an Stromspeichern sinkt, wenn der Großteil der zugebauten Solarleistung vertikal in Ost-West-Ausrichtung installiert wird. So können beispielsweise in einem Szenario ohne zusätzliche Stromspeicher allein dadurch mehr als 10 Megatonnen CO₂ pro Jahr eingespart werden, dass 70 bis 90 Prozent der zugebauten Solarmodule nicht nach Süden geneigt, sondern in Ost-West-Ausrichtung vertikal installiert werden.

Sophia Reker hat an der HTWK Leipzig Energie-, Gebäude- und Umwelttechnik im Master studiert. Das Paper basiert auf ihrer Master-Arbeit von 2021. Reker arbeitet als wissenschaftliche Mitarbeiterin in der Forschungsgruppe von Prof. Jens Schneider. Nachhaltigkeit und Klimaneutralität sind ein Querschnittsthema in Forschung und Lehre an der HTWK Leipzig.

Literaturangabe

Sophia Reker, Jens Schneider, Christoph Gerhards (2022): Integration of vertical solar power plants into a future German energy system, Smart Energy 7, https://doi.org/10.1016/j.segy.2022.100083

_{Autorin: Dr. Rebecca Schweier}

Beim vernetzten Fahren liegen die Projekt-Schwerpunkte in der Automatisierung und Fernsteuerung von Fahrfunktionen sowie im Vernetzen von Fahrzeugen mit einer zentralen Infrastruktur via 5G. Getestet werden soll beispielsweise das autonome Fahren auf dem Flughafenvorfeld, etwa zur Schneeräumung auf den Landebahnen (mittels Platooning) und die Erprobung von autonomen Einparkfunktionen im Parkhaus des Flughafens.

Die Forschenden und Praxispartner wollen zudem herausfinden, ob sich der Einsatz von Drohnen zur Datenerfassung und automatisierten Auswertung eignet. Im Fokus steht die KI-gestützte Echtzeitdatenverarbeitung von Bildern aus Drohnenüberflügen, etwa zur Hangar-internen Inspektion von Flugzeugen auf Schäden an der Außenhaut.

In der Kategorie „Tracking, Monitoring, IoT & Maintenance“ wird untersucht, inwiefern der 5G-Mobilfunkstandard für die Outdoor-Echtzeitspositionserfassung geeignet ist. Einsatzgebiete sind beispielsweise das Erfassen von beladenen Transportmitteln auf dem Flughafenvorfeld, um die Be- und Entladung von Luftfrachtcontainer effizienter planen zu können oder die Datenübertragung aus dem Rettungsfahrzeug zur telemedizinischen Begutachtung.

Erste Arbeitspakete sind bereits gestartet. Zudem wird ab Juli 2022 die europaweite Ausschreibung für eine 5G-Netzinfrastruktur erwartet, welche die Grundlage für die Erprobungen der Anwendungsfälle bildet.

„Trimodal“ steht sowohl für die im Projekt untersuchten Verkehrswege Straße, Schiene und Luft, als auch für die potenziellen Anwendergruppen der zu erforschenden Technologie aus Wissenschaft, Wirtschaft und öffentlicher Verwaltung. Für eine Vernet­zung und die Nutzung der 5G-Tech­no­logie in unter­schied­li­chen Anwen­dungs­be­rei­chen wollen die im Konsortium vertretenen Unter­nehmen wie BMW, DHL Express sowie der Flughafen Leipzig-Halle zusammenarbeiten. An Tri5G sind kleine und mittelständische Unternehmen, Großkonzerne, wie auch Forschungseinrichtungen und die öffentliche Verwaltung beteiligt. Dazu gehören neben dem Konsortialführer, dem Institut für Wirtschaftsinformatik, auch das Innovation Center Computer Assisted Surgery (ICCAS) der Universität Leipzig sowie die HTWK Leipzig. Weitere Partner sind die TU Dresden, das Amt für Wirtschaftsförderung der Stadt Leipzig, das DHL Drehkreuz Leipzig, die L-Gruppe, BMW Group Werk Leipzig, die Kopernikus Automotive GmbH, der Flughafen Leipzig-Halle sowie die AIN GmbH. Gefördert wird das Projekt vom Bundesministerium für Digitales und Verkehr.

Autorin: Susann Huster, Universität Leipzig; redaktionelle Ergänzung durch Dr. Rebecca Schweier/HTWK Leipzig

Das Besondere: Das gesamte Regenwasser soll im Stadtviertel bleiben. Dachrinnen und Gullydeckel wird es nur wenige geben. Stattdessen soll eine Grünfläche im Zentrum des Viertels das Wasser wie ein Schwamm aufsaugen. „Parks und Bäume speichern versickerndes Regenwasser optimal“, erläutert Sahlbach, während wir über das noch leere Gelände spazieren. „Am besten sollten wir der Natur möglichst viel selbst überlassen – sie ist die Expertin.“ Ein Satz, den Sahlbach während der Spritztour des Öfteren wiederholt, denn: „Wenn der Mensch gegen die natürlichen Kreisläufe kämpft, kostet es immer mehr Energie, als diese Wege zu nutzen.“ Damit das Regenwasser auf natürlichem Wege dorthin fließt, wo es versickern kann, wird das neue Quartier mit einem Gefälle zur zentralen Grünanlage errichtet. Beim Speichern des Wassers helfen Rigolen. Das sind mit Kies gefüllte Auffangbecken, die unter Rasen und Bäumen angelegt werden. Dadurch kann das Wasser langsam versickern oder von den Wurzeln erneut aufgenommen werden. Das löst zwei Probleme: Es hilft gegen überschwemmte Häuser und zugleich gegen verdorrte Wiesen. „Regenwasser, das auf Dächer fällt, sollte Pflanzen bewässern oder ins Grundwasser fließen“, ist Sahlbach überzeugt, „sonst verschwenden wir dieses wertvolle Gut.“ Deshalb setzen die Planerinnen und Planer von Leipzig 416 auf Gründächer. Sie speichern Regenwasser, verbessern die Luftqualität, kühlen Gebäude im Sommer und wirken im Winter wie eine Wärmedämmung.

Die Chance, dass ein ganzes Viertel von Grund auf neu entsteht, bietet sich selten. Umso spannender ist dieses Bauprojekt, das im Auftrag der Stadt und des Eigentümers unter dem Namen „Leipziger BlauGrün“ von Forschungseinrichtungen wie dem Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung und vielen weiteren Partnern begleitet wird. Die Forschenden der HTWK Leipzig modellieren und visualisieren hierbei die Wege des Wasserflusses und übertragen die gewonnenen Erkenntnisse auf das Stadtgebiet von Leipzig. 2023 sollen die ersten Gebäude entstehen.

Wie können Sie sich vor Hochwasser schützen?

Wer seine eigenen vier Wände vor Hochwasser schützen will, findet im Bildungs- und Demonstrationszentrum Dezentrale Infrastruktur in Leipzig-Leutzsch praktische Tipps. Der Verein zeigt, wie Hausbesitzende Kabel wasserdicht verlegen, Fenster abdichten und Garagen vor Sturzfluten schützen können. Auch verschiedene Kläranlagen für Grundstücke können sich Interessierte hier zeigen und erklären lassen.

www.bdz-infrastruktur.de

Die nächste Etappe führt uns ins Grüne und Blaue: in den Leipziger Auwald samt seinen Flüssen. Er zählt zu den größten in einer Stadt gelegenen Auwäldern Europas. Doch das einzigartige Biotop ist vom Austrocknen bedroht. Auwälder müssen mehrmals pro Jahr von den naheliegenden Flüssen überschwemmt werden; die hier lebenden Pflanzen und Tiere sind auf nassen Boden angewiesen. Wenn eine Aue austrocknet, setzt sie zudem CO2 frei. „Seit Jahrhunderten schaden Menschen diesem Ökosystem, indem sie Flüsse begradigen und die Stadt mit Dämmen und Flutbetten vor Hochwasser schützen“, erklärt Sahlbach, während wir an den Ufern der Nahle entlangspazieren, einem begradigten Fluss, der ursprünglich ein weitläufiges Delta war. „Jetzt schützen hier ein Hochwasserdeich und ein Wehr nicht nur die nahegelegenen Stadtteile, sondern auch die Aue vor kleinem und großem Hochwasser, obwohl gerade die Aue die kleinen, häufigen Hochwasser braucht.“ Auf eine gute Mischung aus notwendigem Hochwasserschutz für die Stadt und wichtiger natürlicher Flutung der Aue kommt es jedoch an. Vom Menschen gebaute Änderungen des natürlichen Flusses sollen – soweit möglich und sinnvoll – wieder rückgängig gemacht werden. „Zurück zur Natur – das ist ein Paradigmenwechsel nach Generationen von Wasserbau-Projekten, die meist versuchten, Kräfte der Natur umzulenken“, so Sahlbach.

Unsere Spritztour endet im nordsächsischen Treptitz. In dem beschaulichen Dorf lebt Sahlbachs Familie seit fünf Generationen. Hier machte sich der Bauingenieur für nachhaltige Kläranlagen stark. Was als Konfrontation gegen die Vorschriften der Gemeinde begann, wurde zum Vorzeigeprojekt: Das Dorf erhielt im Jahr 2014 den sächsischen Umweltpreis und die Auszeichnung „Land der Ideen“. Ursprünglich hatte jedes Grundstück im Dorf eine eigene Mini-Klärgrube. Ab 2009 sollten sie biologisch umgerüstet werden, das gab eine neue Umweltrichtlinie vor. Das hätte alle Grundstücksbesitzende mehrere tausend Euro gekostet. Bei der Suche nach Alternativen setzten die Treptitzerinnen
und Treptitzer auf den Wasserwirtschaftsexperten aus den eigenen Reihen. Unter seiner Betreuung entstand an der HTWK Leipzig eine Diplomarbeit, in der die Bauingenieurin Uta Stark herausfand: In Treptitz ist der Einsatz von Gruppenkläranlagen nachhaltiger, da sie im Vergleich zu Einzelkläranlagen kostengünstiger im Bau und Betrieb sind und pro Kopf weniger Strom verbrauchen.

Den anfallenden Klärschlamm entsorgt die Dorfgemeinschaft in einer eigenen Vererdungsanlage. Dort wird das Abfallprodukt dreißig Jahre lang sich selbst überlassen, bis Humus daraus entsteht. „Auch hier gilt wieder: einfach die Natur machen lassen. Das braucht Zeit, aber die haben wir“, sagt Sahlbach, während er uns zu dem abgesperrten kleinen Feld am Dorfrand führt, in dem Schilf, wilde Tomaten und Gräser wachsen. Es riecht nach Landluft, von Fäkalien keine Spur.

Unsere Spritztour ist für heute zu Ende. Voller Inspiration verlassen wir den kleinen Ort, der hoffentlich viele andere zu bestmöglichen Lösungen für Mensch und Umwelt anregt, um mit der natürlichen Ressource Wasser sorgsam umzugehen. Auf dem Heimweg tröpfelt leichter Regen auf die Windschutzscheibe. Nach diesem Tag stimmt uns das froh.

Dieser Text erschien zuerst im Forschungsmagazin Einblicke 2022 der HTWK Leipzig. Hier können Sie das Magazin digital lesen oder kostenfrei abonnieren.

Zur aktuellen Ausgabe der „Einblicke“

Die mobile Radiowellen-Anlage ist das erste Produkt von RWInnoTec. In Zukunft möchte das Unternehmen noch weitere Produkte und Dienstleistungen auf Basis der Radiowellen-Technologie in den Markt bringen. Beispielsweise sollen Radiowellen künftig zur Trocknung feuchten Mauerwerks und zur chemikalienfreien Bekämpfung von Holzschädlingen eingesetzt werden. Beides wurde in den letzten Jahren im Rahmen von Forschungsprojekten des UFZ und der HTWK Leipzig detailliert untersucht und erfolgreich erprobt. „Weil mithilfe von Radiowellen Wärme sehr effektiv im Inneren von Objekten erzeugt werden kann und die Erwärmung nicht über die Oberfläche erfolgt, ist ihre Nutzung in der Regel deutlich energiesparender und kostengünstiger als herkömmliche Methoden. Vor allem kleinere und mittlere Unternehmen sowie Handwerksbetriebe interessieren sich für die neue Technologie, zu der wir – wie auch bei der Asphalterwärmung – sowohl die notwendigen Geräte liefern als auch Schulungen und Unterstützung vor Ort anbieten wollen“, sagt Kraus.

Die Entwicklung der Radiowellen-Technologie am UFZ und an der HTWK Leipzig reicht zurück bis in die 1990er Jahre. Damals untersuchten die Forscherinnen und Forscher den Einsatz von Radiowellen zur thermischen Unterstützung der Bodensanierung, indem bei höheren Temperaturen Schadstoffe aus dem Boden abgesaugt oder biologische Abbauprozesse unterstützt wurden. Nachdem dieses Verfahren erfolgreich in die Praxis überführt wurde, suchten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nach weiteren Einsatzmöglichkeiten dieser Methode – etwa um verschiedene technologische Prozesse in der Industrie kostengünstiger und effektiver zu gestalten. „Wir haben mit der thermischen Regenerierung von Adsorbenzien und Katalysatoren experimentiert, die damit kontinuierlich in industriellen Prozessen eingesetzt werden können, und testeten den Nutzen von Radiowellen für die Trocknung von Rohbiogas oder Wasserstoff“, blickt Dr. Ulf Roland zurück. Der Wissenschaftler leitet seit vielen Jahren die einrichtungsübergreifende Arbeitsgruppe im Innovationsnetzwerk RWTec.

RWInnoTec baut auf dieses Fundament auf. Das ist für Ulf Roland einer der Gründe, die ihn trotz des Unternehmensstarts mitten in der Corona-Pandemie optimistisch in die Zukunft schauen lassen: „Die über Jahre kontinuierlich entwickelte Zusammenarbeit zwischen UFZ und HTWK Leipzig, die solide technologische Grundlage und die Einbindung in das Innovationsnetzwerk RWTec lassen eine erfolgreiche Entwicklung von RWInnoTec erwarten.“

Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie förderte die Gründung von RWInnoTec über zwei Jahre im Rahmen des Programms EXIST-Forschungstransfer. Die Abteilung Wissens- und Technologietransfer am UFZ sowie das Forschungs- und Transferzentrum der HTWK Leipzig unterstützten diese Entwicklung. Die Unternehmensgründung reiht sich ein in die bereits seit vielen Jahren laufende Kooperation zwischen UFZ und HTWK Leipzig, in der die Grundlagen für zahlreiche gemeinsame Forschungs- und Entwicklungsprojekte geschaffen wurden.

Mit dem Clusterinnovationswettbewerb IQ Innovationspreis Mitteldeutschland fördert die Europäische Metropolregion Mitteldeutschland neuartige, marktfähige Produkte, Verfahren und Dienstleistungen zur Steigerung von Innovation und Wettbewerbsfähigkeit in Mitteldeutschland. Der Wettbewerb wird in fünf branchenspezifischen Clustern ausgelobt. Die Innovationen werden in einem mehrstufigen Verfahren von führenden Expertinnen und Experten aus den jeweiligen Clustern unter die Lupe genommen. In unabhängigen Fachjurys ermitteln sie die Clusterpreisträger. Bei der Bewertung stehen die Hauptkriterien Innovationsgrad, Wirtschaftlichkeit und Marktfähigkeit im Fokus. Insgesamt gingen 104 Bewerbungen auf den Preis ein. Die Leipziger Stiftung für Innovation und Technologietransfer vergibt zusätzlich den IQ Innovationspreis Leipzig.
https://iq-mitteldeutschland.de

Beim Sächsischen Gründerpreis schaffte es RWInnoTec ebenfalls ins Finale. In diesem Video aus dem Wettbewerb wird die Innovation beschrieben.

Zahlreiche Interessierte fanden den Weg in den Nieperbau der Hochschule, wo Forschende Experimente und Exponate aufgebaut hatten: Besuchende konnten direkt erleben und ausprobieren, woran aktuell an der HTWK Leipzig geforscht wird. Informationstände der Hochschulbibliothek, der Startbahn 13, dem Dezernat Studienangelegenheiten, der Promovierendenvertretung und des GradZ luden dazu ein, sich über Unterstützungsangebote für Nachwuchsforschende zu Informieren.

Wissenschaftsminister Sebastian Gemkow gratulierte der HTWK Leipzig zum „Tag der Nachwuchsforschung“ und preist die exzellente Forschungsumgebung, die die Hochschule den 100 aktuell Promovierenden bietet: Mit den Beratung- und Unterstützungsangeboten des Graduiertenzentrums sowie den Einsatz von Mitteln des Freistaats Sachsen für die Promotions- und Postdocförderungen gelingt es, hervoragende Forschungsbedingungen für angehende Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zu schaffen.

Sebastian Gemkow resümiert mit voller Überzeugung: „Wenn Sie als Nachwuchsforscherin oder Nachwuchsforscher in Leipzig in einer technischen Disziplin promovieren wollen, kommen Sie an der HTWK Leipzig nicht vorbei.“

Ein durch das Graduiertenzentrum geförderter Wissenschaftler sprach über seine Forschungserfahrungen an der Hochschule: Forschungsgruppenleiter Dr. Friedemann Sandig sprach in seinem Keynote-Vortrag „Irren ist wissenschaftlich – Ein Plädoyer für die Forschung“ über früheste Experimente, anhaltenden Forschungsdrang und die essentielle Fähigkeit, eigene Annahmen und Überzeugungen beständig zu reflektieren und durchaus auch einmal in Frage zu stellen. Jeder Schritt – auch wenn er zunächst einmal in die falsche Richtung führt – trägt zur Erkenntnis und weiterem Voranschreiten im wissenschaftlichen Feld bei.

Zum Abschluss der feierlichen Eröffnung wurden die besten Bilder im Rahmen des Wettbewerbs „Forschungsperspektiven“ ausgezeichnet. Mit dem vom Graduiertenzentrum bereits zum vierten Mal ausgelobten Wettbewerb werden Einblicke in die wissenschaftliche Welt der HTWK Leipzig gegeben werden. Zugleich erhalten Forschende der Hochschule die Möglichkeit, anderen zu zeigen, woran sie tagtäglich arbeiten und können die Öffentlichkeit an ihrer Forschung teilhaben lassen.

Am Nachmittag erhielten Nachwuchsforschende ein Forum, sich über aktuelle Forschungsprojekte auszutauschen. Mit den beiden zukunftsträchtigen Forschungsschwerpunkten Nachhaltigkeit und Digitalisierung an der HTWK Leipzig präsentierten sie neue Ansätze für ressourcenschonende Bauweisen und innovative Energieerzeugung sowie digitale Methoden im Bereich Gesundheit und Sicherheit.

Um Austausch und Vernetzung mit anderen Forschenden ging es beim Science Speed Dating. Promotionsinteressierte hatten die tolle Gelegenheit, mit Doktorandinnen und Doktoranden an der HTWK Leipzig zu sprechen und Tipps für den Einstieg in die Promotion zu halten. Fünf Minuten Zeit gab es pro Gespräch und die Devise lautete: „Ask me anything“. Masterstudierende und wissenschaftlich Mitarbeitende, die in Zukunft eine Doktorarbeit schreiben wollen, konnten mit den Promovierenden über ihre persönlichen Eindrücke und Erfahrungen sprechen.

Kröneneder Abschluss der Veranstaltung war der HTWK Science Slam: Sechs Promovierende haben den Sprung auf die Bühne gewagt und präsentierten ihre Doktorarbeiten vor einem begeisterten Publikum auf unterhaltsame und spannende Weise. Der Science Slam bot originelle Einblicke in aktuelle Forschung an der Hochschule.

Weitere Eindrücke vom „Tag der Nachwuchsforschung“

Der „Tag der Nachwuchsforschung“ fand 2022 das erste Mal an der HTWK Leipzig statt. Die Veranstaltung wird vom Graduiertenzentrum organisiert und informiert über Unterstützungsangebote für Nachwuchsforschende. Darüber hinaus ist es das Anliegen, den interdisziplinären Austausch und die hochschulweite Vernetzung zu fördern sowie den wissenschaftlichen Nachwuchs für eine Karriere in der Forschung zu begeistern.

Selber Lust aufs Promovieren? Dann informieren Sie sich beim Tag der Nachwuchsforschung am 8. Juni in der HTWK Leipzig!

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Zur aktuellen Ausgabe der „Einblicke“

Gebäudeintegrierte Photovoltaik birgt großes Potenzial für die Energiewende: 6.000 Quadratkilometer Gebäudedächer und doppelt so viel Fassadenfläche ließen sich theoretisch in Deutschland für Photovoltaik nutzen. Doch Fassaden sollten nicht nur funktionell, sondern auch abwechslungsreich gestaltet sein, findet Hülsmeier: „Um die Energiewende zu schaffen, müssen wir Architektinnen und Architekten mitnehmen. Allein flächig mit schwarzen Solarpanels behängte Wände wären keine Lösung für einen vielfältigen öffentlichen Raum.“

Ein Lösungsvorschlag ist die vorgehängte Fassade aus Aluminium-Verbundelementen mit integrierten Photovoltaikmodulen namens Solar-Shell, an der Hülsmeier und seine Mitarbeiter Stefan Huth und Adrian Heller seit 2015 arbeiten. Wie eine Solar-Shell-Fassade im Detail aussieht, berechnet ein Algorithmus. Darin fließen Informationen wie Gesamtfläche, erwünschter Stromertrag, Standort, Himmelsrichtung und die Eigenschaften der verwendeten Materialien ein. Ein Computerprogramm berechnet dann, wie groß die Einzelelemente sein müssen, um den Platz optimal auszunutzen. Diesen Vorschlag können Architektinnen und Architekten mit ihren Gestaltungsideen erweitern. Gegenüber flächig installierten Modulen kann eine Solar-Shell-Fassade bis zu 55 Prozent mehr Energie pro Quadratmeter Photovoltaik-Fläche erzielen.

Für die Umsetzung an einem realen Gebäude arbeiteten die Forschenden mit mehreren Unternehmen zusammen. Am Firmengebäude von Aluform, ein Verarbeiter von Aluminium-Verbundwerkstoffen, in Bad Rappenau-Bonfeld wurde die Solar-Shell-Fassade 2021 erstmals gebaut. An der Süd- und Westfassade des Neubaus glänzen helle Drei- und Vierecke, die aus den beiden Wänden dreidimensional hervorstehen und Solarstrom erzeugen. „Die plastische Struktur entsteht automatisch, wenn wir die Photovoltaik-Module bestmöglich zur Sonne ausrichten, denn kaum eine Wand steht in einem für die Energiegewinnung optimalen Winkel“, erläutert Hülsmeier. Das Projekt wurde im Programm „Zukunft Bau“ des Bundesbauministeriums gefördert.

Reallabore sind zeitlich und meist räumlich begrenzte Testräume, in denen innovative Technologien oder Geschäftsmodelle unter realen Bedingungen erprobt werden. Sie erfordern oftmals Ausnahmegenehmigungen oder die Nutzung von Experimentierklauseln und liefern wichtige Erkenntnisse, ob und wie der rechtliche Rahmen weiterentwickelt werden muss. Mit dem Innovationspreis Reallabore würdigt das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz herausragende Reallabore, die sich durch ihren Vorbildcharakter und ihren Beitrag für ein modernes und innovationsfreundliches Recht auszeichnen. Insgesamt gingen 101 Bewerbungen ein.

_{Autorinnen: Dr. Rebecca Schweier & Katrin Haase}

Die Ausschreibung richtet sich an Forscherinnen und Forscher mit einer exzellenten Dissertation in Betreuung einer Professorin oder eines Professors an der Hoch-schule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig, die im Jahr 2021 erfolgreich verteidigt wurde. Promovendinnen und Promovenden können sich auf Vorschlag der Betreuerin oder des Betreuers ihrer Arbeit bewerben.

Der Preis ist mit 3.000 Euro dotiert. Der Preis ist nicht teilbar.

Die eingereichte Arbeit sollte bereits in deutscher oder englischer Sprache zur Veröffentlichung angenommen worden sein. Bewerbungen sind zu richten an dissertationspreis (at) htwk-leipzig.de.

Folgende Unterlagen sind einzureichen:

•   Ein Exposé inklusive einer Darstellung der Bedeutung und Anwendbarkeit der wissenschaftlichen Arbeit für die Praxis;
•   eine Kopie der Promotionsurkunde bzw. offizieller Nachweis über das Ergebnis der Promotionsverteidigung;
•   ein Empfehlungsschreiben der vorschlagenden Professorin bzw. des vorschlagenden Professors der HTWK mit Würdigung der Vergabekriterien des Dissertationspreises;
•   ein Exemplar der Dissertation in elektronischer Form;
•   eine Liste der Publikationen, die aus der Dissertation hervorgegangen sind;
•   ein Lebenslauf;
•   eine Liste bisheriger Förderungen oder Preise.

Die Unterlagen sind in separaten PDF-Dokumenten in der vorgegebenen Gliederung einzureichen.

Die Auswahlkriterien sind in den „Bestimmungen über die Vergabe des Disserta-tionspreises der Stiftung HTWK“ aufgeführt. Es wird ein Abschlussprädikat von mindestens magna cum laude für die Dissertation vorausgesetzt.

Bewerbungsfrist: 1. Juli 2022.

Die Jury besteht aus einem Mitglied des Rektorats sowie einem weiteren Mitglied der Professorenschaft der HTWK Leipzig sowie zwei Gremienmitgliedern der Stiftung HTWK. Die Jury trifft die Entscheidung einstimmig. Die Einreichung der Bewerbung begründet keinen Anspruch auf den ausgeschriebenen Preis.

In der neuen Einblicke-Ausgabe richten wir den Fokus auf das Thema nachhaltiges Bauen und zeigen, an welchen Lösungen für mehr Nachhaltigkeit unsere Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler arbeiten. Die Baubranche gehört weltweit zu den Sektoren, die die Umwelt am meisten belasten. Deshalb haben hier schon kleine Verbesserungen große Auswirkungen auf den ökologischen Fußabdruck des Menschen. Carbonbeton statt Stahlbeton, Solarkraft in Häuserwänden und überflutete Auen statt begradigter Flüsse – Ideen gibt es viele. Wir stellen sie vor.

Nicht nur unser Magazin feiert einen runden Geburtstag, auch die HTWK Leipzig freut sich in diesem Jahr über ein Jubiläum. Wir gratulieren zum 30. Jahrestag der Gründung und bringen aus diesem Anlass drei ehemalige und den aktuellen Prorektor für Forschung an einen Tisch, um gemeinsam über Vergangenes und Zukünftiges zu sprechen. In der Fotoreportage wird ordentlich viel Druck gemacht und zwei neue Rubriken schließen die hinteren Seiten ab. Lassen Sie sich überraschen und blättern Sie digital rein: https://www.htwk-leipzig.de/publikationen/einblicke2022

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Im Bausektor müssen Ressourceneffizienz und Ästhetik oft zurückstehen, um durch Standardisierung Arbeitskosten zu sparen. Die Forschungsgruppe FLEX möchte diesen Widerspruch auflösen, indem sie Konstruktion und Fertigung mithilfe digitaler Prozesse und 3D-Druck vereint. Sie hat eine durchgängig automatisierte und digitale Prozesskette für geometrisch individuelle Knotenelemente entwickelt, die standardisierte Stäbe zu einem Tragwerkskonstruktion verbinden. Gefertigt werden die Knoten per 3D-Druck – derzeit aus Aluminium, aber perspektivisch aus Stahl. „Mit dem InNoFa-Modell zeigen wir beispielhaft, wie sich Ästhetik und Ressourceneffizienz vereinen lassen, wenn automatisierte Fertigung bereits in der Konstruktionsphase mitgedacht wird“, so Prof. Alexander Stahr von der Forschungsgruppe FLEX. „Im Moment müssen selbst regelmäßig geformte Stabnetzwerk-Konstruktionen, wie wir sie beispielsweise als Dach im Leipziger Fußballstadion vorfinden, komplett in Handarbeit zusammengefügt werden“, erklärt der Professor für Tragwerkslehre weiter. Das heißt, die Stäbe werden einzeln mit den Knoten verschweißt – ein enormer Arbeitsaufwand. Stahr: „Durch Automatisierung und generative Fertigungsverfahren können wir Material, Zeit und Arbeitskraft sparen – und gleichzeitig individuelle Geometrien verwirklichen.“ Die Stabverbindungen müssen also nicht per Handarbeit gefertigt werden, sondern können dank digitaler Prozessketten passgenau gedruckt werden.

Interessierte, die sich das prototypische Fassaden-Modell ansehen und mit den Forschenden von FLEX ins Gespräch kommen wollen, finden den Stand der HTWK Leipzig auf der Rapidtech-Messe an der Standnummer 2-622. Direkt daneben hat die Hochschule Mittweida ihren Ausstellungsstand. Diese hat die Metallknoten aus dem 3D-Drucker für InNoFa hergestellt. Eine weitere Gelegenheit zur Besichtigung des Demonstrators bietet sich beim Leipziger Fassadentag am 20. September 2022.

Die Forschungsgruppe FLEX an der HTWK Leipzig ist ein interdisziplinäres Team aus den Bereichen Architektur, Bau- und Wirtschaftsingenieurwesen. Unter Leitung von Prof. Alexander Stahr widmet sich die Forschungsgruppe der digitalen Verknüpfung von Planungs- und Ausführungsprozessen – mit dem Ziel, Ressourcen in Architektur und Bautechnik effizienter zu nutzen. Dabei entstehen digitale Werkzeuge für materialeffiziente, gekrümmte Konstruktionen mit individueller Geometrie. Die Forschungsgruppe ist Mitglied im Transferverbund Saxony⁵ der fünf sächsischen Hochschulen für Angewandte Wissenschaften und realisiert dort Forschungs- und Entwicklungsprojekte in den Bereichen 3D-Druck, Holzbau und parametrisches Design.

_{Autorin: Dr. Rebecca Schweier}

Eine feierliche Eröffnung war bisher aufgrund der Kontaktbeschränkungen nicht möglich und wurde am 12. Mai 2022 nachgeholt. Mehr als 70 Gäste aus Hochschule, Wirtschaft und Verwaltung waren bei der Eröffnung im neu gestalteten Kreativraum der Startbahn 13 im HTWK-Forschungszentrum in Leipzig-Reudnitz.

HTWK-Rektor Prof. Mark Mietzner hob in seiner Begrüßungsrede hervor, dass Sachsen dank seiner Hochschulen zu den innovativsten Bundesländern gehört. Hier werden Jahr für Jahr überdurchschnittlich viele Patente angemeldet. Diesen Trend gelte es zu bekräftigen: „Um das Innovationspotenzial unserer Hochschule zu fördern, braucht es eine koordinierte Anlaufstelle, unter der die Aktivitäten gebündelt und gestärkt werden. Diesen Hub haben wir mit Startbahn 13 erfolgreich geschaffen.“

Die Gründungsberatung leistet einen direkten Beitrag zu Wissenstransfer und Wirtschaftskraft in Sachsen, so Prof. Ralf Thiele, Prorektor für Forschung an der HTWK Leipzig und Leiter der Startbahn 13: „Unsere Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler forschen an neuen Ideen und Technologien, die zur Lösung konkreter praktischer Probleme beitragen. Selbst ein Unternehmen gründen, ist einer der direktesten Wege des Transfers von Wissen in die Praxis.“

­­­­­­Das Startbahn-13-Team blickte bei der feierlichen Eröffnung gemeinsam mit den Gästen auf die vergangenen zwei Jahre zurück: Startbahn 13 hat bislang 55 Teams und Einzelpersonen in Coachings und mehr als 180 Gründungsinteressierte in kostenfreien Workshops beraten. Innerhalb der ersten zwei Jahre sind 12 Gründungen daraus hervorgegangen. ­Dazu gehören der Hersteller umweltfreundlicher Kerzen NatürLicht, das Games-Studio ROTxBLAU und das Ingenieurbüro für Bauwerksprüfung IEXB, die sich mit ihren Angeboten erfolgreich am Markt etabliert haben. „Die Gründungsberatung hat uns bei der Businessplan-Erstellung, beim Marketing-Konzept und bei der Geschäftseinführung geholfen. Ich kann die Beratung bei Startbahn 13 sehr empfehlen, weil man hierdurch Fehler vermeiden kann, die im Gründungsprozess auftreten können“, resümiert IEXB-Geschäftsführer Gunter Hahn.

Mit dem Zwischenstand des Projekts Startbahn 13 ist Dr. Hans-Markus Callsen-Bracker vom betreuenden Projektträger Jülich sehr zufrieden: „Der Bedarf an individueller Gründungsberatung mit technischem und ingenieurwissenschaftlichen Profil ist groß, daher hat die Idee hinter Startbahn 13 großes Potenzial. Die Zahl der Teilnehmenden und erfolgreichen Ausgründungen bestätigt dies nun eindrucksvoll.“

Im Dezember 2019 setzte sich die HTWK Leipzig im Ideenwettbewerb EXIST-Potentiale des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie durch. Seitdem erhält sie insgesamt 1,5 Millionen Euro, um in vier Jahren die Rahmenbedingungen für Start-ups und wissensbasierte Ausgründungen inner­halb der Hochschule zu verbessern. Seit Beginn des Projekts im April 2020 organisiert Startbahn 13 Netzwerkveranstaltungen, individuelle Coachings und Workshops zu praktischen Themen wie Finanzie­rung, Geschäfts- und Buchführung oder zum Schreiben von Businessplänen. Darüber hinaus können Gründungsinteressierte vor Ort Werkstätten nutzen, um Prototypen zu entwickeln, oder sich im Kreativraum zum Arbeiten oder Vernetzen treffen.

Gemeinsam erfolgreich: Die Hochschulen für Angewandte Wissenschaften in Leipzig, Dresden, Zwickau, Mittweida und Zittau/Görlitz sind Innovationstreibende in ihrer Region. Um dieser Rolle noch besser gerecht zu werden, haben sie sich 2018 im Transferverbund Saxony⁵ zusammengeschlossen, der seit fünf Jahren im Bund-Länder-Programm „Innovative Hochschule“ gefördert wird. Nun steht fest: Der Verbund wird bis 2027 weiterhin mit rund 12,5 Millionen Euro gefördert.

„Unsere Hochschulen für Angewandte Wissenschaft und Fachhochschulen sowie die kleinen und mittleren Universitäten sind mit ihrer Verankerung in der Region Innovationsmotoren für unser Land. Mit der Förderinitiative ‚Innovative Hochschule‘ unterstützen wir ihre Stärken ganz gezielt. Ich freue mich sehr, dass wir aus einer sehr großen Zahl an qualitativ hochwertigen Bewerbungen erneut die besten Initiativen prämieren konnten und damit die Rolle der Hochschulen als Strategiegeber im regionalen Innovationssystem weiterhin stärken werden“, so Bettina Stark-Watzinger, Bundesministerin für Bildung und Forschung.

„Die fünf Hochschulen für Angewandte Wissenschaften im Freistaat Sachsen, die in diesem Jahr ihr 30. Gründungsjahr feiern, sind ein integraler Bestandteil der sächsischen Bildungs- und Forschungslandschaft und haben sich längst zu wichtigen und prägenden Innovationsorten und Impulsgebern für Wirtschaft und Gesellschaft entwickelt. Dass wir uns erneut unter den 165 antragstellenden Hochschulen erfolgreich behaupten konnten, verdeutlicht die Leistungsstärke und traditionell enge und besonders nachhaltige Zusammenarbeit der Hochschulen im Saxony⁵-Verbund. Mein besonderer Dank gilt allen Beteiligten an der HTWK Leipzig und auch den weiteren am Verbund mitwirkenden Hochschulen für ihr unermüdliches Forschungsengagement und den erfolgreichen forschungsbasierten Wissens- und Technologietransfer in die Region“, so Prof. Mark Mietzner, Rektor der HTWK Leipzig.

Von den ursprünglich geförderten 29 Projekten der ersten Förderphase können nur fünf ihre Aktivitäten im Rahmen der zweiten Förderphase des Programms „Innovative Hochschule“ weiterführen. Saxony⁵ unterstützt mit seiner Abdeckung von sowohl städtischen als auch ländlichen Regionen breitflächig das sächsische Innovationsgeschehen.

Prof. Ralf Thiele, Prorektor für Forschung und zugleich fachlicher Projektleiter an der HTWK Leipzig, führt aus: „Wir Hochschulen für Angewandte Wissenschaften sind durch unsere anwendungsnahe Forschung seit jeher eng mit unserem regionalen Umfeld vernetzt. In den kommenden fünf Jahren wollen wir in Saxony⁵ den Transfer von Wissen und Technologien aus unseren forschungsstarken Themenbereichen Struktur- und Klimawandel, nachhaltige Bau- und Werkstoffe und Energiewende noch zielgerichteter gestalten und beschleunigen. Denn für diese zentralen gesellschaftlichen Herausforderungen braucht es dringend anwendungsreife Lösungen, die nur in engem Austausch von Wissenschaft, Wirtschaft und Gesellschaft entstehen können.“

Thematisch konzentriert sich die Arbeit an den fünf Hochschulen auf die Bereiche Produktion, Energie und Umwelt. Dabei steht der Nachhaltigkeitsaspekt durchgängig im Handlungsmittelpunkt. Die Koordination des Transferverbundes liegt bei der Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden.

Korrekturhinweis: In einer früheren Version dieser Pressemitteilung wurde fälschlicherweise eine Antragssumme von 15 Millionen Euro und eine Laufzeit bis 2028 genannt.

_{Autorin: Dr. Rebecca Schweier}

Insgesamt wurden 2021 rund 40 Prozent (6,9 Mio. Euro) der Drittmittel aus Bundesmitteln eingeworben. 32 Prozent (5,6 Mio. Euro) stammen von regionalen und überregionalen Unternehmen, 12 Prozent (2,1 Mio. Euro) aus Förderprogrammen der Europäischen Union und 7 Prozent (1,3 Mio. Euro) vom Freistaat Sachsen.

Die Fördermittel ermöglichen die Umsetzung vielfältiger Forschungsprojekte, in denen es häufig um Lösungen für Zukunftsthemen wie Nachhaltigkeit, Digitalisierung und Energiewende geht. Beispielsweise starteten am neu gegründeten Kompetenzzentrum für Werkstoffforschung zwei internationale Forschungsprojekte, in denen Leichtbau-Professor Robert Böhm und sein Team neue Hochleistungswerkstoffe entwickeln. Dabei geht es sowohl um die Integration von Sensorik in kohlenstoffbasierte Werkstoffe als auch um die Entwicklung klimaneutraler Baustoffe. Unter anderem suchen die Forschenden nach einem Weg, Carbonfasern aus nachwachsenden Rohstoffen herzustellen. Gefördert werden die beiden Projekte aus dem europäischen Förderprogramm Horizon 2020.

Auch im Bereich Bildung arbeiten viele Mitarbeitende an innovativen Projekten. Beispielsweise ist durch die ad-hoc-Umstellung der Lehre in den digitalen Raum die Bedeutung neuer Lehrformate und die Wichtigkeit regelmäßiger Feedbacks zwischen Lernenden und Lehrenden insbesondere beim digitalen Studium sichtbarer geworden. Vor diesem Hintergrund startete 2021 mit FassMII ein groß angelegtes Projekt, in welchem feedback-basierte E-Assessments in Mathematik, Informatik und Ingenieurwissenschaften entwickelt werden, um die Motivation der Studierenden im Lehr- und Lernprozess zu stärken und zielgerichtet einen Mehrwert für den Lehr- und Lernprozess zu erzeugen. Auch am Verbundprojekt „Digitalisierung in Disziplinen partizipativ umsetzen: Competencies Connected (D2C2)“ ist die HTWK Leipzig gemeinsam mit mehreren sächsischen Hochschulen beteiligt. Beide Projekte werden durch die Stiftung Innovation in der Hochschullehre gefördert.

Ein weiteres Projekt betrifft die Integration von Geflüchteten und internationalen Studierenden ins Fachstudium – ebenfalls ein Thema, das aktuell an Wichtigkeit gewonnen hat. Dazu bietet die HTWK Leipzig unter anderem Sprachkurse in Vorbereitung auf den Studienstart an, erarbeitet Angebote zur Studienbegleitung und um den Übergang in den Arbeitsmarkt zu vereinfachen. Das Projekt Integra wird vom Deutschen Akademischen Austauschdienst aus Mitteln des Bundesforschungsministeriums gefördert.

„Einen wichtigen Beitrag zum Drittmittelerfolg der HTWK Leipzig leistet das Forschungs- und Transferzentrum (FTZ) der HTWK Leipzig, das seit 25 Jahren eine Brücke zwischen Hochschule und Wirtschaft schlägt und 2021 insgesamt 3,3 Millionen Euro zum Drittmittelaufkommen der HTWK Leipzig beisteuerte. Ein Forschungsteam um Prof. Faouzi Derbel entwickelt hier beispielsweise dringend benötigte Lösungen zur Steigerung der Übertragungsfähigkeit des Energienetzes im Kontext erneuerbarer Energien. Die Ergebnisse finden unmittelbare Anwendung bei Partnern aus der Energiewirtschaft“, so Prof. Ralf Thiele, Prorektor für Forschung.

_{Autorin: Dr. Rebecca Schweier}

Im Labor, am Versuchsstand oder im Feld – ganz gleich, wo und woran Sie forschen: Es entstehen Bilder von Forschung, die zumeist nur für die Forschenden selbst sichtbar sind.

Teilen Sie diese besondere Perspektive mit anderen und machen Sie bei unserem Fotowettbewerb mit: Schicken Sie uns ein Bild aus Ihrer Forschung, aus Ihrem Wissenschafts- oder Promotionsalltag.
Die besten Aufnahmen werden von einer Jury ausgewählt und zum Tag der Nachwuchsforschung ausgezeichnet.

Senden Sie Ihr digitales Bild bis zum 15. Mai 2022 gradz@htwk-leipzig.de.

Bewerbungsvoraussetzungen:

• Das Bild muss druckfähig sein (Auflösung von mindestens 300 dpi).
• Bei dem Bild darf es sich nicht um eine Fotomontage handeln.
• Es kann nur ein Bild eingereicht werden, keine Bilderserien.
• Das Bild muss einen aussagekräftigen Titel haben.
• Eine kurze Beschreibung soll die Forschungsperspektive verdeutlichen.
• Es müssen eindeutige Angaben zu den Urheber*innen des Bildes gemacht werden.

Zur Teilnahme berechtigt sind alle Masterstudierenden, Promovierenden, Postdocs und wissenschaftlich Mitarbeitenden der HTWK Leipzig.

Einblicke aus den vergangen Jahren vermitteln die Gewinner*innenbilder des Fotowettbewerbs 2016 und 2018.

An innovativen Werkstoffen forscht auch Professor Robert Böhm. Beispielsweise arbeitet er im EU-Forschungsprojekt iClimaBuilt gemeinsam mit seinem Kollegen Klaus Holschemacher, Professor für Stahlbetonbau an der HTWK Leipzig, an der Optimierung der Carbonbeton-Bauweise mit dem Ziel, deren CO₂-Emissionen auf nahezu null zu senken. Dafür wollen die Forschenden beispielsweise die nötigen Carbonfasern aus nachwachsenden Rohstoffen erzeugen. Die neuen Großforschungsgeräte werden helfen, die Leistungsfähigkeit des Materials zu prüfen.

Damit die neuen Großforschungsgeräte langfristig in die Geräteausstattung der HTWK Leipzig übergehen und damit auch weitere Forschungsprojekte unterstützt werden können, stellt die Hochschule zusätzliches Personal, weitere Finanzmittel sowie die notwendigen Räume zur Verfügung.

Prof. Ralf Thiele, Prorektor für Forschung an der HTWK Leipzig: „Der Erfolg im Rahmen der DFG-Ausschreibung freut uns außerordentlich. Mit der Bewilligung der beiden Großgeräte haben wir fakultätsübergreifend die Materialforschung als einen Forschungsschwerpunkt an der HTWK weiter gefestigt. Damit kann unsere Hochschule dazu beitragen, in verschiedenen interdisziplinären Forschungsvorhaben umweltfreundliche Materialien dank der neuen Untersuchungs- und Analysetechnik zu entwickeln.“

Hintergrund zur DFG-Förderung

Mit der Förderung unterstützt die DFG Hochschulen für Angewandte Wissenschaften, indem sie die vorhandene Geräteinfrastruktur ergänzt und vorhandene Forschungsschwerpunkte gezielt fördert. In der ersten von drei Ausschreibungsrunden wurden in einem Begutachtungsprozess der DFG aus 72 beantragenden Hochschulen lediglich 16 Hochschulen für die Förderung ausgewählt. Unter diesen 16 Hochschulen sind neben der HTWK Leipzig mit Rasterelektronenmikroskop und Computertomograph zwei weitere Hochschulen des Saxony⁵-Verbundes: die Hochschule Mittweida, die ihre vorhandene Laser-Infrastruktur stärken wird, und die Hochschule Zittau/Görlitz, die eine Hochspannungsgleichspannungsprüfanlage erhalten wird.

Carbonbeton kann einen essenziellen Beitrag zum klimagerechten Bauen leisten, denn im Gegensatz zum bislang üblicherweise verwendeten Stahlbeton spart der neue Baustoff Ressourcen wie Sand und Zement und hat eine deutlich bessere CO₂-Bilanz. Darüber hinaus bietet Carbonbeton viele Ansatzpunkte für modernes Bauen. Beispielsweise können Heizungs- und Elektroinstallationen in Wände aus Carbonbeton integriert werden. Wie solche Anwendungen in die Wirtschaft überführt werden können, erproben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig (HTWK Leipzig) in zwei neuen Forschungsprojekten gemeinsam mit Praxispartnerinnen und -partnern.

Multifunktionale Muster-Bauteile sollen Industriestandard werden

Muster-Bauteile aus Carbonbeton, die mit verschiedenen Wärmesystemen verbundenen sind, will ein Bündnis aus 15 Partnerinnen und Partnern aus Sachsen und Sachsen-Anhalt im Rahmen des Projekts „Industriestandard Carbonbeton (ISC)“ erarbeiten. Unter ihnen ist auch das an die HTWK Leipzig angegliederte Forschungs- und Transferzentrum (FTZ), das seit seiner Gründung vor 25 Jahren ein wichtiges Bindeglied zwischen der Hochschule und der regionalen Wirtschaft darstellt.

Die beteiligten FTZ-Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftler entwickeln Elemente für integrierte Wand- und Flächenheizungen. „Damit Wärmesysteme in die Bauteile integriert werden können, müssen verschiedene Voraussetzungen gegeben sein. Die elektrische Nutzung von Carbon ist neu und weder normiert noch standardisiert. Dazu gibt es keine Erfahrungen und dies gilt es nun in unterschiedlichsten Anwendungen zu erforschen“, sagt Tilo Heimbold, Elektrotechnik-Professor an der HTWK Leipzig und wissenschaftlicher Direktor des FTZ. Außerdem analysieren die FTZ-Forschenden die Energiebilanz und Sicherheit aller im Projekt produzierten Muster-Elemente, entwickeln für die Bauteile standardisierte und automatisierte Fertigungsprozesse, testen im FTZ-eigenen EMV-Zentrum deren elektromagnetische Verträglichkeit und führen die gewonnen Erkenntnisse in einem technischen Regelwerk zusammen.

Ziel des dreijährigen Forschungsprojekts ist die Entwicklung eines Industriestandards für Halbfertigbauteile aus Carbonbeton. Damit soll der Übergang zur Carbonbetonbauweise beschleunigt werden. Zur Umsetzung erhält das Bündnis seit Januar 2022 vom Bundesforschungsministerium rund acht Millionen Euro Fördermittel aus dem Innovations- und Strukturwandelprogramm „Rubin“. Rund 840.000 Euro entfallen auf das FTZ.

Bauteile mit integriertem Datenkommunikationsstandard AS-Interface

In einem weiteren neuen Forschungsprojekt integrieren Forscherinnen und Forscher der HTWK Leipzig Elektro- und Datentechnik auf Basis des industriellen Kommunikationsstandards AS-Interface in Carbonbetonbauteile. Denn Häuser aus Carbonbeton haben sehr schmale Wände, viel Platz für die zahlreichen Installationsleitungen, die sonst darin verbaut werden, bleibt nicht. Leitungen, Kabelkanäle und Schaltkästen sollten deshalb schon in der Bau- und Installationsphase reduziert werden.

„Durch AS-Interface kommunizieren zahlreiche Sensoren und Aktoren über ein und dasselbe Kabel miteinander. Selbst ihren benötigten Strom beziehen sie über dieses Kabel. Das spart Materialien und macht das System ausgesprochen robust und fehlersicher“, erklärt Projektleiter Heimbold, der seit rund 30 Jahren AS-Interface mitentwickelt. Die Technologie ist heute weltweit millionenfach im Einsatz und ermöglicht automatisierte Prozesse in Flughäfen, Fabriken und Gebäuden. Heimbold: „AS-Interface wird hauptsächlich in der Industrie verwendet. In unserem Forschungsprojekt wollen wir die Vorzüge der Technologie nun auch für Wohn- und Bürogebäude nutzbar machen.“ Exemplarisch sollen deshalb Fertigteile für ein Büro-Wandelement entstehen.

Hergestellt werden diese im neuen Carbonbetontechnikum der HTWK Leipzig. Betonbau-Professor Klaus Holschemacher erklärt: „Wir forschen seit Jahren zum neuen Baustoff Carbonbeton. In unserer neuen Versuchshalle zeigen wir die vollautomatisierte Herstellung von Carbonbetonbauteilen im Modellmaßstab.“

Für das Projekt „WallConnect“ stellt das Bundeswirtschaftsministerium aus dem Technologietransfer-Programm „Leichtbau“ bis Frühjahr 2024 ein Gesamtbudget von rund 1,5 Millionen Euro zur Verfügung. Ein Drittel davon entfällt auf die HTWK Leipzig.

Europa und seine Mitgliedsstaaten stehen in den nächsten Jahren vor erheblichen Herausforderungen, um die gesteckten Klimaziele zu erreichen und damit die Erderwärmung zu verlangsamen. Der Umbau des Energiesektors spielt hierfür eine Schlüsselrolle, wobei Wasserstoff als gut speicherbarer und umweltfreundlich herstellbarer Energieträger einen wichtigen Platz einnimmt. Doch bis grüner Wasserstoff flächendeckend einsatzfähig ist, müssen noch zahlreiche Herausforderungen bewältigt werden. Mit einigen davon befasst sich die neue Nachwuchsforschungsgruppe „GreenHydroSax“, die im Januar 2022 an der Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig (HTWK Leipzig) ihre Arbeit aufgenommen hat. Sie wird über zwölf Monate mit 360.000 Euro vom Freistaat Sachsen aus EU-Mitteln gefördert.

„Die HTWK Leipzig fokussiert ihre Forschung zunehmend auf Technologien und Verfahren, die einen nachhaltigen Umbau der Wirtschaft ermöglichen. Denn die Begrenzung der Erderwärmung ist die zentrale Herausforderung der Zukunft. Dabei ist es uns ein Anliegen, regionale Unternehmen bei der Bewältigung dieser Zukunftsaufgabe mitzunehmen. Die neue Nachwuchsforschungsgruppe fügt sich in diese Schwerpunktsetzung ein“, so Prof. Ralf Thiele, Prorektor für Forschung an der HTWK Leipzig.

Eine Herausforderung: Geeignete Sensorik

„Wasserstoff kann mithilfe erneuerbarer Energiequellen wie Windkraft oder Photovoltaik hergestellt werden. Dabei ist zwar der Wirkungsgrad vergleichsweise gering, dafür kann Wasserstoff relativ gut transportiert, gespeichert und in Strom oder Wärme umgewandelt werden. Deshalb ist er ein wichtiger Baustein bei der Nutzung regenerativer Energien“, erklärt Joachim Schenk, Professor für Umwelttechnik an der HTWK Leipzig und Leiter der Nachwuchsforschungsgruppe. Um Wasserstoff zügig flächendeckend verfügbar zu machen, soll auch die vorhandene Erdgasinfrastruktur genutzt werden.

Für die Sicherheits- und Qualitätskontrolle sind kostengünstige Messgeräte nötig, die den Wasserstoffgehalt an verschiedenen Stellen dieser Infrastruktur genau bestimmen können. An einem solchen Sensor forscht die HTWK Leipzig bereits seit längerem im Rahmen des mitteldeutschen Forschungsverbunds HYPOS. Der Elektrotechnikingenieur Achim Taoussanis entwickelt als Mitglied der neuen Nachwuchsforschungsgruppe den entstandenen Prototyp weiter.

Mehr Anwendungsfelder für Wasserstoff

Die anderen drei Gruppenmitglieder beschäftigen sich in ihrer Forschung mit weiteren Aspekten der Wasserstoffnutzung. Sie forschen in engem Austausch mit regionalen Netzwerken zur plasmagestützten Wasserstofferzeugung, zur Verwendung von Wasserstoff zum Abbau von Schadstoffen und zur Wasserstofftrocknung mithilfe von Radiowellen. „GreenHydroSax ergänzt die vielfältigen Forschungsaktivitäten zur Radiowellen-Technologie, die die HTWK Leipzig mit dem Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung und anderen Partnern in den letzten Jahren durchgeführt hat, und setzt diese in Verbindung mit dem Zukunftsthema Wasserstoff fort. Einige dieser Partner werden die Nachwuchsforschenden als Mentoren unterstützen“, ergänzt der Physiker Dr. Ulf Roland, der die wissenschaftliche Koordination von GreenHydroSax übernimmt.

Die vier Nachwuchsforschenden werden von vier Professoren aus unterschiedlichen Fakultäten und Bereichen der HTWK Leipzig betreut, sodass die Forschungsgruppe auch der Stärkung der hochschulinternen Vernetzung und dem Wissens- und Technologietransfer dient. Das Graduiertenzentrum der HTWK Leipzig unterstützt die Gruppenmitglieder bei der individuellen Weiterqualifizierung.

_{Autorin: Dr. Rebecca Schweier}

Was alle drei Frauen eint, ist der Wunsch, mit der eigenen Forschung Neues zu schaffen und dieses Wissen weiterzugeben. „Die Lehre bereitet mir viel Freude. Ich habe recht schnell gemerkt, dass ich besonders dann, wenn ich anderen etwas erkläre, neue Erkenntnisse gewinnen kann – zugleich können die Studierenden von meinem Wissen profitieren“, erzählt Professorin Rossi-Schwarzenbeck, die seit 2014 den Lehrstuhl für Konstruktives Entwerfen und Bauen an der HTWK Leipzig innehat.

Für Carina Röllig, CEO und Gründerin der Webdata Solutions GmbH, liegt die Weitergabe dieses Wissens in der Unternehmensgründung. „Als wissenschaftliche Mitarbeiterinnen im Rahmen eines Forschungsprojektes fanden meine Kolleginnen, Dr.in Hanna Köpcke, Sabine Maßmann und ich, Innovatives heraus. Uns war schnell klar: dieses Wissen muss weiter genutzt und vermarktet werden“, so Röllig. 2012 gründeten sie das IT-Unternehmen Webdata Solutions GmbH, das mit drei Gründerinnen an der Spitze immer noch eine Seltenheit ist.

„Ruhig mal auf den Putz hauen“

Im Raum stand die Frage, was die Gäste den Studentinnen für ihren weiteren Karriereweg mitgeben möchten. „Gehen Sie mit einem gesunden Perfektionismus an die Dinge heran und verschwenden Sie Ihre Zeit nicht für die Korrektur von Kleinigkeiten, die andere wahrscheinlich gar nicht bemerken“, empfiehlt Prof.in Rossi-Schwarzenbeck. „Investieren Sie Ihre Energie daher lieber in etwas, das Sie wirklich voranbringt“, so Rossi-Schwarzenbeck weiter.

Carina Röllig schließt sich ihr an und ergänzt: „Gerade am Anfang unserer Selbstständigkeit haben wir Präsentationen für Stakeholder und Kunden bis ins kleinste Detail überprüft. Dieser Perfektionismus hat den Druck nur unnötig erhöht. Zugleich habe ich immer wieder Präsentationen von Männern erlebt, die mehr improvisiert und auf sich selbst vertraut haben. Mir hat das gezeigt, wie wichtig es ist, die eigenen Fähigkeiten zu erkennen und selbstbewusst zu präsentieren“. Sie ermutigt die Zuhörerinnen: „Wir Frauen können so viel. Traut euch, seid selbstbewusst und haut ruhig mal auf den Putz.“

Doch wie kann das eigene Selbstvertrauen gestärkt werden? „Coachings wirken Wunder, um sich selbst zu reflektieren und die eigenen Baustellen anzugehen“ so Röllig. „Als Unternehmen hat es uns geholfen, ein positives Netzwerk aus Fans um uns zu haben, die die Begeisterung für unser Unternehmen teilen, nach außen tragen und unterstützen“, beschreibt sie den Effekt des Corporate Grassroots Managements.

Mit Blick zurück auf ihre eigene Promotion rät Dr.in Dobroschke den Studentinnen: „Suchen Sie sich ein überschaubares Promotionsprojekt, bei dem Sie Ziel und Forschungsfrage im Auge behalten. Wenn sich Ihre wissenschaftliche Arbeit um eine bestimmte Zielgruppe dreht, so beziehen Sie diese bei der Ausarbeitung von Lösungen regelmäßig mit ein.“

Alle drei machen den Teilnehmerinnen Mut, Stereotype zu durchbrechen. Prof.in Rossi-Schwarzenbeck: „Als meine Tochter noch kleiner war, habe ich sie zu einem Treffen unter Professor:innen mitgenommen. Sie blickte in die Runde und wie Kinder so sind, meinte sie ganz unverblümt: ‚Mama, warum sind hier denn nur Männer?‘.“ In dieser Situation wurde ihr einmal mehr klar, dass es an der Zeit ist, dass auch Frauen relevante Positionen in der akademischen Forschung und Lehre einnehmen.

Get together mit der HTWK-Gründungsberatung

Nach dem Talk bot sich die Möglichkeit, mit den Gästen ins Gespräch zu kommen. Von der Gründungsberatung der HTWK Leipzig, Startbahn 13 waren Stephanie Börner und Yvonne Hahn mit einem Infostand dabei. Stephanie Börner resümiert über den Talk: „Die Einblicke in die verschiedenen Lebensläufe waren sehr inspirierend – insbesondere der Karriereweg der Unternehmensgründung von Carina Röllig. Denn gerade Frauen wagen diesen Schritt seltener. Die Studentinnen zu diesem Karriereweg zu ermutigen, ist uns daher ein wichtiges Anliegen.“

Hintergrund
„Wissenschaft findet Stadt“ ist ein Mentoringprogramm für Studentinnen, das jährlich im September gemeinsam mit der Stabsstelle Chancengleichheit, Diversität und Familie der Universität Leipzig und dem Referat für Gleichstellung von Frau und Mann der Stadt Leipzig stattfindet.Neben einem 1-zu-1-Mentorat mit erfahrenen Führungspersonen der Stadt Leipzig, Ämterparcours und Bewerbungsworkshops wird den Teilnehmerinnen ein breites Rahmenprogramm zur Berufsorientierung geboten – darunter der Career Talk an der HTWK Leipzig. Vom 13. bis 30. September 2021 nahmen 17 Studentinnen der HTWK Leipzig und der Universität Leipzig am Programm teil.

Weltmeister-Akkordeons bestehen aus bis zu 3.000 Einzelteilen; der Aufbau der Instrumente ist dementsprechend kompliziert. Erschwerend hinzu kommen bewegte Zeiten, in denen Fertigungsunterlagen und andere Dokumente teilweise verloren gingen: Im Laufe der über hundertfünfzigjährigen Geschichte des Akkordeon-Baus im sächsischen Klingenthal sorgten zwei Weltkriege, schwierige Jahre nach der Wende und mehrere Besitzerwechsel für Brüche in der Dokumentation von Bauanleitungen. Die Lücke schließen nun die 3D-Modelle der Akkordeons. Zentner hat dafür ein gutes Händchen, denn der Maschinenbau-Ingenieur ist selbst leidenschaftlicher Akkordeon-Spieler und hilft somit gern, Tradition und Moderne zu verbinden.

Für das Monitoring konnten Ulrich Möller, Professor für Bauphysik und Baukonstruktion, und seine Mitarbeiterinnen Stephanie Weiß und Antonella Polzin mittels Fernüberwachung die Gebäudetechnik steuern, messen und auswerten. „Mit unseren Optimierungsvorschlägen, die wir der Gemeinde Wermsdorf mit auf den Weg geben, kann die Schule voraussichtlich ein Effizienzhaus-Plus werden. Wir freuen uns, dass unsere Hochschule hier die langjährige Erfahrung in der Bilanzierung von energieeffizienten Gebäuden einbringen konnte“, sagt Prof. Ulrich Möller während der Übergabe des Abschlussberichts. Die nutzerspezifische Steuerung der Anlagentechnik, allem voran der Lüftungsanlage, sei dabei der Schlüssel zum Ziel einer klimaneutralen Schule.

Der Energieverbrauch von Effizienzhäusern wird in der Regel über einen Zeitraum von zwei Jahren überwacht. Mit den Erkenntnissen aus den Messungen werden zukünftige Projekte noch effizienter gestaltet. Die Ergebnisse des Abschlussberichts sind deshalb wichtig für alle Planerinnen und Planer klimaneutraler Gebäude. Den aktuellen Stand der Forschung mit einzubeziehen, ist dabei unerlässlich: „Es wird immer dringlicher, klimaneutrale Gebäude zu errichten. Das gelingt uns, indem wir diese Gebäude engmaschig betreuen, auf Fehler im laufenden Betrieb hinweisen und Möglichkeiten finden, Energie einzusparen“, so Stephanie Weiß.

Zum Forschungsprojekt Effizienzhaus Plus - Grundschule Wermsdorf

Hintergrund: Hochschulzusammenarbeit in Sachsen mit Saxony⁵

Mit Saxony⁵ bündeln die sächsischen Hochschulen für Angewandte Wissenschaften (HAW) in Leipzig, Dresden, Mittweida, Zittau/Görlitz und Zwickau mit weiteren Partnerinnen und Partnern ihre Ressourcen und Kompetenzen in einem Transferverbund. Durch interdisziplinäre Zusammenarbeit und intelligente Vernetzung stärkt der Hochschulverbund den forschungsbasierten Wissens- und Technologietransfer in Sachsen und befördert eine neue Qualität von Innovationen sowie neuen Forschungsprojekten.

Der Erstplatzierte, Nikola Milosevic, untersuchte in seiner Arbeit Verfahren zur automatischen Gewebesegmentierung von Gehirn-MRTs mit Hilfe künstlicher neuronaler Netze und deren Leistungsfähigkeit.
Für die bildbasierte Objekterkennung und Segmentierung übertreffen KI-basierte Verfahren meist menschliche Expertinnen und Experten und können so die behandelnden Spezialistinnen und Spezialisten sehr gut bei einer Diagnose unterstützen. Diese Segmentierung von MRT-Bildern wurde vollständig automatisiert. Die besondere Herausforderung bestand bei der Arbeit darin, dass die medizinischen Daten für das Training der neuronalen Netze nur aus sehr geringen Datenmengen bestehen. Deshalb wählte Milosevic eine Kombination aus einem klassischen nichtüberwachten und einem überwachten neuronalen Netz. In seiner Masterarbeit hat er sich damit einer komplexen und hochaktuellen wissenschaftlichen Fragestellung gewidmet, deren Lösungsansatz er sehr zielstrebig, in besonders hoher Qualität und Sorgfalt wissenschaftlich untersucht und dokumentiert hat. Aufgefallen ist der Jury auch, dass sowohl die theoretischen Betrachtungen als auch die praktischen Analysen sehr gut aufeinander aufbauen und es so dem Lesenden ermöglicht wird, in dieses Thema einzutauchen.

Die Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig (HTWK Leipzig) hat sich in den vergangenen Jahren eine in der Branche bekannte und anerkannte Expertise insbesondere auf dem Gebiet des so genannten digitalen Holzbaus erworben. Die angewandte Holzbauforschung speziell im Bereich stützenfreier Hallendächer nach dem so genannten Brettrippenprinzip („Zollingerdächer“) oder für den Bau landwirtschaftlich genutzter Hallen auf der Basis digitaler Methoden und Modelle hat zahlreiche Innovationen hervorgebracht.

Um die Branche zu vernetzen, veranstaltet die Hochschule am 7. und 8. Oktober 2021 erstmals – in Kooperation mit der Rudolf Müller Mediengruppe – die Holzbaukonferenz „EASTWOOD“: „Die Hochschule ist der ideale Ort, um die Experten auf dem Gebiet des Bauens mit Holz zusammen und das Thema auch im Osten Deutschlands nach vorn zu bringen. Der Titel ist daher Programm: Verschiedene Referenten aus Holzbau-Praxis - und Forschung werden nach Leipzig kommen, um ihr Wissen und ihre Perspektiven für den digitalen Holzbau zu teilen. Als Teil der Sächsischen Holzbauinitiative schaffen wir in Leipzig eine überregionale Plattform für fachlichen Austausch, neue Impulse und fürs Netzwerken“, sagt Initiator und Organisator Alexander Stahr, Professor für Tragwerkslehre an der HTWK Leipzig.

Themen der Referate sind unter anderem Entwurfsstrategien zum ressourceneffizienten Bauen mit Holz, Brandschutz im Holzbau und die Realisierung mehrgeschossiger Wohnungsbauten in Holz.
„Das Bauen mit Holz ermöglicht innovative Lösungen mit einem nachhaltigen und umweltfreundlichen Baustoff“, so der Sächsische Staatsminister für Regionalentwicklung Thomas Schmidt. „Wir haben diesen Baustoff deshalb seit der Gründung des Ministeriums fest im Blick. Mit der Novelle der Sächsischen Bauordnung werden wir Erleichterungen für das Bauen mit Holz schaffen. Der Aufbau eines Holzbaukompetenzzentrums unter dem Dach unserer Zukunftsinitiative simul⁺ ist ebenfalls auf mehr Einsatz von Holz gerichtet. Der Ansatz, dass Wissenschaft und Praxis Hand in Hand gehen, ist das Prinzip von simul⁺. Darum unterstützen wir auch die EASTWOOD in Leipzig.“

„Wir als HTWK Leipzig orientieren uns an der so genannten FONA-Strategie („Forschung für Nachhaltigkeit“), die die Hightech- und Digitalisierungsstrategie der Bundesregierung mit nationalen Nachhaltigkeitszielen und -strategien sowie europäischen Ansätzen verbindet. Der Wandel zu mehr Nachhaltigkeit ist die Chance, die Wettbewerbsfähigkeit Deutschlands langfristig zu erhalten. Innovationen sind dafür von entscheidender Bedeutung – im Leitbild der FONA sind dabei u.a. Nachhaltigkeit und themenübergreifend Digitalisierung verankert. Für die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler an der HTWK bedeutet dies eine intensive interdisziplinäre Auseinandersetzung mit Bauverfahren und Baumaterialien unter dem Gesichtspunkten Ressourcenknappheit, Energiebilanz und Digitalisierung - was passt da besser als die Tagung EASTWOOD?“, ergänzt Prof. Ralf Thiele, Prorektor für Forschung der HTWK Leipzig.

„Seine Klimabilanz als CO2-Speicher, sein Charakter als nachwachsende Ressource und nicht zuletzt seine ästhetischen Qualitäten machen den Rohstoff Holz auch aus städtebaulicher Perspektive immer interessanter.
Deshalb freue ich mich, dass das Thema mit der Eastwood in Leipzig einen echten Schub bekommt“, freut sich Thomas Dienberg, Bürgermeister und Beigeordneter für Stadtentwicklung und Bau Leipzigs.

Hintergrund

„EASTWOOD“ ist eine Veranstaltung der Forschungsgruppe FLEX an der HTWK Leipzig und der Rudolf Müller Mediengruppe. Im Fokus steht der Aufbau eines initial ostdeutschen Netzwerkes als Erfordernis für die beschleunigte Entwicklung des Bauens mit Holz im Kontext eines digitaler werdenden Marktes. Dahinter steht die Überzeugung, dass die richtige Konzeption Voraussetzung für ressourceneffizientes, klimaneutrales Bauen ist.

Die Forschungsgruppe FLEX (Forschung. Lehre. Experiment) arbeitet disziplin-, werkstoff- und technologieübergreifend an innovativen Lösungen an der Schnittstelle von Architektur, Bau- und Informationstechnik. Stark praxisorientiert, stehen dabei digital basierte Strategien für ressourceneffiziente Konstruktionen sowie die zugehörigen Planungs- und Fertigungsprozesse im Fokus des Interesses von Architektur- und Baufachleuten sowie Wirtschaftsingenieuren und -ingenieurinnen. FLEX ist Mitglied im Co-Creation Lab „Additive Fertigung“ des Transfer­verbunds Saxony⁵ der fünf sächsischen Hochschulen für Angewandte Wissenschaften. 

Die Rudolf Müller Mediengruppe ist führend auf dem Gebiet von Fachinformationen in den Bereichen Planen, Bauen, Immobilien und Handelsmarketing.

Ort: „Eastwood“ ist ein digitales Live-Event: Die Referenten sind vor Ort, zu sehen ist es ausschließlich im Live-Stream.

Zeit: 07./08. 10. 2021 jeweils ab 13 Uhr

Für die Teilnahme an „Eastwood“ können Architektinnen und Architekten Fortbildungspunkte erhalten.

Programm, Ticketpreise und Link zur Anmeldung: https://www.eastwood-leipzig.de/

Weiterführende Informationen: Webpräsenz der HTWK-Forschungsgruppe FLEX         

_{Autorin: Dr. Rebecca Schweier}

Bestmögliche Unterstützung für Promovierende

„Die Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses ist ein zentrales Anliegen der Wissenschaftspolitik im Freistaat Sachsen“, betont Wissenschaftsminister Sebastian Gemkow. „Gute Arbeitsbedingungen, ein attraktives Umfeld und breite Möglichkeiten, sich auf seinem Gebiet zu entfalten, sind wichtige Voraussetzungen, um engagierte Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zu gewinnen. Das Graduiertenzentrum der HTWK ist hier hervorragend aufgestellt und deshalb sehr erfolgreich. Ich möchte alle Beteiligten deshalb ermutigen, diesen Weg weiter zu gehen“, so Gemkow weiter.

„Unsere Nachwuchsforschenden sind ein wichtiger Teil der HTWK Leipzig. Motiviert und engagiert erproben sie neue Werkstoffe, entwickeln Prototypen, simulieren Arbeitsprozesse, studieren den demografischen Wandel oder erforschen die zunehmende Digitalisierung unseres Alltags. Durch ihre praxisnahe Problemlösungskompetenz sind sie ein wichtiger Treiber der gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Entwicklung in der Region und darüber hinaus. Deshalb hat die bestmögliche Unterstützung unserer Promovierenden für uns einen hohen Stellenwert“, so Prof. Ralf Thiele, Prorektor für Forschung und wissenschaftlicher Leiter des Graduiertenzentrums.

Landesweites Promotionskolleg in Planung

Die sächsischen Hochschulen für Angewandte Wissenschaften (HAW) haben kein eigenes Promotionsrecht, weshalb es der Kooperation mit einer Universität im In- oder Ausland bedarf. Da Forschungsfragen mit hohem Praxisbezug originär an HAW bearbeitet werden, ist es für die hier forschenden jungen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler oft schwer, eine fachlich passende Betreuung an einer Universität zu finden. Um dieser Problematik zu begegnen, sieht der sächsische Koalitionsvertrag die Einrichtung eines landesweiten Promotionskollegs vor, das den Hochschulen für Angewandte Wissenschaften einen eigenständigen Weg zur Promotion ermöglichen soll.

„Sachsen folgt mit der Einrichtung eines solchen Kollegs dem bereits von vielen forschungsstarken Bundesländern eingeschlagenen Weg der Ausweitung des Promotionsrechts über die Universitäten hinaus. Die durch die sächsischen Koalitionspartner formulierte Absicht zur Einrichtung eines Promotionskollegs bietet die Möglichkeit, unter Einbindung der sächsischen Hochschulen für Angewandte Wissenschaften der Abwanderung hochqualifizierter Fachkräfte aus dem Freistaat gezielt entgegenzuwirken und den Wirtschaftsstandort Sachsen zu stärken. Der Zugang zu einem eigenständigen Promotionsrecht für HAW über ein Promotionskolleg ist nicht nur ein klares politisches Bekenntnis zur anwendungsbezogenen und transferorientierten Forschung. Mit seinen forschungsstarken Hochschulen für Angewandte Wissenschaften kann sich Sachsen durch Verleihung des Promotionsrechts an das im Koalitionsvertrag vorgesehene Promotionskolleg wieder als führende Forschungsregion profilieren“, so HTWK-Rektor Prof. Mark Mietzner.

Hintergrund und kurze Videoportraits

Das Graduiertenzentrum ist an der HTWK Leipzig die erste Anlaufstelle für Promotionsinteressierte, Promovierende und Promovierte. Es informiert und begleitet beim Start in die Promotion, hilft bei der Suche nach einer geeigneten Förderung, bietet Workshops für die individuelle Qualifizierung an und berät zu Karrierewegen nach der Promotion. Mit einer eigenen Förderlinie für den wissenschaftlichen Nachwuchs unterstützt die HTWK Leipzig Promovierende und Postdocs finanziell und ideell. Unter den sächsischen Hochschulen für Angewandte Wissenschaften betreut die HTWK Leipzig die meisten Promovierenden.

Einen Einblick in die vielfältigen Forschungsthemen der Promovierenden an der HTWK Leipzig bieten zwölf kurze Videoportraits auf der Website des Graduiertenzentrums.

Zu Beginn des Projekts erarbeitete das Team erstmals einen Überblick über alle Spielstätten in Deutschland. Dafür werteten die Forscherinnen die Theaterstatistik, das Bühnenjahrbuch und mehrere Dekaden von Fachzeitschriften aus. Dabei registrierten sie die große Anzahl an Spielstätten mit ihren verschiedenen Formen wie Schauspiel, Oper und Ballett und analysierten, wie sich die Theaterbauten im Laufe der Zeit verändert haben. So wurde der Großteil der Aufführungsorte nach dem Zweiten Weltkrieg saniert oder neu gebaut. Seit Ende der 1960er Jahre wurden jedoch kaum noch Theater errichtet. Einerseits waren die meisten Städte inzwischen mit Theatern ausgestattet, andererseits wurden Räume nun anders genutzt. Gerade kleinere und mittlere Städte errichteten Mehrzweckhallen, um dort auch Bildungs- und Sportveranstaltungen oder andere Feierlichkeiten durchführen zu können. „Die Kultur hatte sich in dieser Zeit gewandelt. Massenmedien wie Fernsehen und Kino gewannen an Bedeutung. Auch das zunehmende Interesse am Museumsbau seit den 1970er Jahren drängte Theater zurück“, erklärt Menting.

Schließlich entwickelte sich seit den 1960er Jahren auch die sogenannte freie Szene. Im Gegensatz zu den etablierten Theatern verfolgte sie unkonventionelle Konzepte, bezog das Publikum in die Aufführungen mit ein und eignete sich neue Räume wie leerstehende Fabrikhallen an. Diese sollten vor allem möglichst flexibel sein. Beispielsweise sollte der Bühnen- und Zuschauerbereich variabel aufgebaut werden können, damit sich die Atmosphäre im Aufführungssaal ändern und die Schauspielerinnen und Schauspieler mit den verschiedenen Anordnungen experimentieren können.

Wo und wie Kulturorte platziert werden, ist vor allem für die Stadtplanung eine zentrale Frage, argumentiert Menting, und verweist auf die identitätsstiftende Wirkung für Bürgerinnen und Bürger und die besondere Relevanz für den Tourismus. Die Forscherinnen untersuchten deshalb die Theaterlandschaft einiger Städte genauer. Dadurch konnten sie zeigen, wie viele Spielstätten es dort gibt, welche Theaterformen sich gebildet haben und was an den jeweiligen Orten außergewöhnlich ist.

Eine lange und traditionsreiche Theatergeschichte hat beispielsweise Frankfurt am Main vorzuweisen. Bereits 1782 wurde dort die erste Spielstätte errichtet. Mittlerweile gibt es über 20 Einrichtungen. Die Städtischen Bühnen Frankfurt bilden heute einen der größten Theaterbetriebe in ganz Deutschland. Seit einigen Jahren wird in der hessischen Metropole aber genau um dessen Erhalt gestritten. Anfang 2020 beschloss das Stadtparlament nun, das gemeinsame Gebäude von Theater und Oper im Stadtzentrum abzureißen, weil die Sanierung teurer wäre als ein Neubau. An dessen Stelle soll ein Hochhaus errichtet und so der Neubau – am Stadtrand von Frankfurt – finanziert werden. Dabei gilt das Doppelgebäude von 1963 als einer der wichtigsten Nachkriegsbauten der Stadt. „Es gibt viel Widerspruch, weil möglicherweise die Identität im Stadtzentrum verloren geht“, so Menting.Anhand ausgewählter Aufführungsorte aus ganz Deutschland erstellte das Forscherteam zudem Fallstudien. An diesen zeigten sie, wie sich die Theater und mit ihnen die Aufführungsräume und Spielformate veränderten, aber auch wie die Theater die urbane Identität prägen. Für die Fallstudien recherchierten die Forscherinnen in Archiven, besichtigten die Gebäude vom Keller bis zum Dach und führten Gespräche mit den Bauherrinnen und Bauherren, den Theaterleuten und den Architektinnen und Architekten. „Beim denkmalgeschützten Schauspielhaus in Düsseldorf, das zum 50. Jubiläum sorgfältig instand gesetzt wurde, konnten wir erleben, wie sich der Ort dem Publikum stärker öffnet: Ergänzend zu den regulären Spielzeiten am Abend hat es sich auch tagsüber zu einem Ort der Begegnung gewandelt“, so Menting. Äußerlich verändert hat sich hingegen das Staatstheater in Darmstadt. In den 1960er Jahren wurde es mit Parkplätzen bis vor das Foyer autogerecht gebaut, wie ein Drive-in-Theater. Mit der Umgestaltung ist anstelle des Parkplatzes ein urbaner Platz entstanden, der Passantinnen und Passanten zum Verweilen einlädt. Sowohl der Umbau als auch die nun bessere Anbindung des Theaters an den öffentlichen Nahverkehr wirken damit auch auf das Stadtbild.

Dieser Text erschien zuerst im Forschungsmagazin Einblicke 2020/21 der HTWK Leipzig. Hier können Sie das Magazin digital lesen oder kostenfrei abonnieren.

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Weitere Informationen finden Sie auf der Website:

earth-institute.de

EARTH zusammengefasst

• Thema: Klimawandel und nachhaltige Transformation
• Ziel: Das Mitteldeutsche Revier zu einer international ausstrahlenden Modell- und Laborregion für eine klima- und umweltgerechte Transformation gestalten.
• Komplexe Herausforderungen: Tiefgreifende Umbrüche in Industrie, Wirtschaft und Gesellschaft; zunehmende gesellschaftliche Spaltung
• Wissenschaftliche Einrichtungen: HTWK Leipzig, Universität Leipzig, Hochschule Anhalt, Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, Deutsches Biomasseforschungszentrum, European Center for Power Electronics, Naturkundemuseum Leipzig, u.a.
• Beteiligte Wirtschaftspartnerinnen und -partner: Unternehmerverband Sachsen, Mitteldeutsche Braunkohlegesellschaft mbH (MIBRAG), Lausitzer und Mitteldeutsche Bergbau-Verwaltungsgesellschaft mbH (LMBV), Lausitz Energie Kraftwerke AG (LEAG), MOVE ON Energy GmbH, Siemens AG, OPAL-RT Germany GmbH, m3 management consulting GmbH (msg Gruppe), u.a.
• Konzeptionsgremium: Prof. Dr. Annett Baasch, Prof. Dr. Christian Breyer, Prof. Dr. Thomas Bruckner, Prof. Dr. Faouzi Derbel, Dr. Sebastian Gölz, Prof. Dr. Hans-Martin Henning, Prof. Dr. Anita Kirmer, Prof. Dr. Thomas Komma, Prof. Dr. Markus Krabbes, Dr. Ronny Maik Leder, Prof. Dr. Thomas Lenk, Dr. Volker Lenz, Prof. Dr. Astrid Lorenz, Prof. Dr. Michael Nelles, Prof. Dr. Andreas Pretschner, Dr. Sönke Rogalla, Prof. Dr. Jens Schneider, Prof. Dr. Sabine Tischew

Autor: Bela Truschenski

Prof. Dr.-Ing. Ralf Thiele, Prorektor Forschung an der HTWK Leipzig: „Wir als  HTWK Leipzig fühlen uns der FONA-Strategie, der Forschung für Nachhaltigkeit, verpflichtet. Dabei nimmt die Erforschung und Entwicklung von ressourcenschonenden und nachhaltigen Baustoffen und Hochleistungswerkstoffen zunehmend eine zentrale Rolle ein, um auf vielfältigen Wegen nach Lösungen für gesellschaftlich relevante Herausforderungen insbesondere in Bezug auf den Klima- und Umweltschutz zu forschen. Mit der Konzentration und Bündelung der Kompetenzen und dem Ausbau des Bereichs durch das neu geschaffene Kompetenzzentrum für Werkstoffforschung wollen wir künftig noch besser wissenschaftliche Fortschritte für Branchen wie die Bauindustrie, den Maschinenbau oder die Energietechnik erzielen.“

Ziel: Werkstoffforschung als Forschungsschwerpunkt etablieren

Die Mitglieder des neugeschaffenen Kompetenzzentrums für Werkstoffforschung wollen in der Zukunft gemeinsam interdisziplinäre Forschungsprojekte auf dem Gebiet der Materialforschung anstoßen, die Beschaffung neuer Großgeräte organisieren und so in den nächsten Jahren die Werkstoffforschung als einen zukünftigen Schwerpunkt an der HTWK Leipzig etablieren. Dabei ist eine Zusammenarbeit mit dem Analytischen Zentrum des Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Zentrums (MNZ) der Hochschule genauso vorgesehen wie mit interessierten Forscherinnen und Forschern aller Fakultäten.

Am Kompetenzzentrum für Werkstoffforschung sind fachlich beteiligt die vier Initiatoren:

Gemeinsam untersuchten die Wissenschaftler den sogenannten Drift, also die Farbveränderung der verschiedenen LEDs in Abhängigkeit ihrer Temperatur, und erstellten darauf aufbauend ein mathematisches Modell. Doktorand Julian Hofbauer erzählt: „Dieses Modell habe ich anschließend in eine Simulationsumgebung integriert. Damit konnte ich einen Regelungsalgorithmus entwickeln, der die verschiedenen LEDs automatisch zuschaltet oder dimmt, um trotz Temperaturschwankungen stets möglichst nahe an das Lichtspektrum der Sonne heranzukommen.“ Die entstandene Reglung steuert alle zwei Millisekunden die Helligkeit der 21 LEDs individuell nach. „Durch sogenannte Fuzzy-Algorithmen werden Unsicherheiten in der Bewertung der gemessenen Daten erkannt. Die Nachregelung wird damit besser und realitätsnaher“, ergänzt Rudolph.

Wavelabs arbeitet nun daran, die Ergebnisse des Forschungsprojekts in die Software seiner Sonnensimulatoren zu integrieren. „Außerdem planen wir gemeinsam mit der HTWK Leipzig bereits ein neues Forschungsprojekt. Darin wollen wir untersuchen, inwieweit aus auffälligen Messwerten in der Qualitätskontrolle auf Fehlerursachen in der Produktion rückgeschlossen werden kann“, so Brammer.

Zwischen dem in der Fabrik unter Laborbedingungen gemessenen Wirkungsgrad und der tatsächlich erzielten Strommenge auf einem Hausdach oder im Solarpark können sich erhebliche Abweichungen ergeben. Die Gründe hierfür sind vielfältig, erklärt Stephan Schönfelder, Professor für Simulation energetischer und technischer Systeme an der HTWK Leipzig: „Zuallererst scheint die Sonne eben nicht immer so kräftig wie an einem klaren Sommertag. Außerdem können Staub und grobe Verschmutzungen die Leistung der Solarmodule beeinträchtigen. Aber es passiert eben auch, dass in der Verarbeitung von Solarzellen zu Solarmodulen oder durch Belastungen wie Wind und Schnee im späteren Lebenszyklus Lötstellen brechen oder andere technische Defekte entstehen.“ Laut einer Studie des Bayerischen Zentrums für Angewandte Energieforschung von 2017 betrifft das rund sechs Prozent der in Deutschland installierten Anlagen. Um solche technischen Defekte zu erkennen, haben drei Wissenschaftler des Fraunhofer CSP sich 2018 mit dem Start-up Denkweit selbstständig gemacht. Sie entwickeln Messgeräte, die elektrische Ströme in Solarzellen und Batterien anhand ihres Magnetfelds erkennen und visualisieren. Die Idee dahinter: Jedes stromdurchflossene Bauteil, also auch ein Solarmodul, erzeugt ein eigenes Magnetfeld. Verändert sich der Stromfluss, ändert sich zugleich das Magnetfeld.

Die Forschungsexpertise der HTWK Leipzig im Bereich Photovoltaik ist mittlerweile auch über die Grenzen Mitteldeutschlands hinaus bekannt. So kooperiert Stephan Schönfelder in einem weiteren Projekt mit dem Freiburger Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme und süddeutschen Sondermaschinenherstellern, die Produktionsequipment für Solarzellenfabriken auf der ganzen Welt anbieten. Und auch Mathias Rudolph forscht gemeinsam mit einem bayerischen Sondermaschinenhersteller, der auf den Bau von Solarparks in Wüstenregionen spezialisiert ist.

Fazit: In Deutschland werden zwar fast keine Solarzellen mehr hergestellt. Doch das Fachwissen, die jahrelange Erfahrung und die gute Vernetzung zwischen Wissenschaft und Praxis hierzulande sorgen nun für einen neuen Aufschwung von Unternehmen. Ihre wissensintensiven Technologien exportieren sie in die ganze Welt und lassen so die Solarindustrie wie Phönix aus der Asche neu auferstehen. Damit leisten sie einen Beitrag zur Eindämmung des Klimawandels und zur Zukunftsfähigkeit der deutschen Wirtschaft.

Dieser Text erschien zuerst im Forschungsmagazin Einblicke 2020/21 der HTWK Leipzig. Hier können Sie das Magazin digital lesen oder kostenfrei abonnieren.

_{Autorin: Dr. Rebecca Schweier}

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In der Werkhalle müssen die Zimmerleute bisher zahlreiche Geometrie- und Materialangaben gedanklich aus der Zeichnung in die Konstruktion übertragen. Dabei ist es notwendig, diese mehrfach zu prüfen und beispielsweise Achsabstände zu messen, um jeden Balken exakt zu positionieren – ein zeit- und kostenintensiver Prozess. Die Defizite der bisherigen Informationskette am Übergang von digitaler Werkplanung zu handwerklicher Ausführung werden mit der neuen Methode eliminiert. Das Bauen selbst soll mithilfe der Technologie schneller und weniger fehleranfällig werden. Zeitintensive Prozesse mit hohem Wiederholungsfaktor sollen vereinfacht und komplexe Planungsinformationen kontextabhängig und papierlos angezeigt werden. Somit können kleine und mittlere Holzbauunternehmen ihre Produktionsabläufe optimieren, ohne sich mit umfangreichen Investitionen in automatisierte Fertigungstechnik einem erhöhten finanziellen Risiko auszusetzen.

Das Forschungsprojekt setzt die Digitalisierung der Montage beim Bauen mit Holzrahmen um – eine weiterentwickelte, moderne Form des Fachwerkbaus. Mit der Holzrahmenbauweise können kleine und mittlere Unternehmen Wandelemente in handwerklicher Produktion auch ohne große maschinelle Ausstattung herstellen. Die Arbeitsschritte wiederholen sich häufig und sind aufwändig. Einzeln auf Länge zugeschnittene Hölzer werden dabei individuell positioniert, durch Nägel oder Schrauben miteinander verbunden und anschließend mit Holzwerkstoff- oder Gipskartonplatten verschlossen.

Das Interesse am nachhaltigen Baustoff Holz steigt spürbar. Bauherren können mit Holz ressourceneffizient bauen und sparen dank des hohen Vorfertigungsgrads von Holzrahmen auf der Baustelle Zeit und Kosten. Vor dem Hintergrund eines steigenden Preisdrucks, dem schwachen Arbeitsmarkt im Handwerkssektor und dem stetig wachsenden Bedarf an Holzfertigteilen sind Unternehmen gezwungen, ihre Arbeitseffizienz zu steigern. Innovative Lösungen sind daher gefragt.

Die Forschungsgruppe FLEX (Forschung. Lehre. Experiment) arbeitet disziplin-, werkstoff- und technologieübergreifend an innovativen Lösungen an der Schnittstelle von Architektur, Bau- und Informationstechnik. Stark praxisorientiert, stehen dabei digital basierte Strategien für ressourceneffiziente Konstruktionen sowie die zugehörigen Planungs- und Fertigungsprozesse im Fokus des Interesses von Architektur- und Baufachleuten sowie Wirtschaftsingenieuren und -ingenieurinnen. FLEX ist Mitglied im Co-Creation Lab „Additive Fertigung“ des Transfer­verbunds Saxony⁵ der fünf sächsischen Hochschulen für Angewandte Wissenschaften. 

In insgesamt 34 Projekten wird die Herstellung, Speicherung, Verteilung und breite Anwendung von Wasserstoff in den Bereichen Energieversorgung, Chemie, Raffinerie und Mobilität erforscht. In Mittel- und Ostdeutschland entstand so in den letzten Jahren eine Modellregion für eine grüne Wasserstoffwirtschaft, die im Rahmen der Initiative „Zwanzig20 – Partnerschaft für Innovation“ vom Bundesforschungsministerium mit insgesamt über 45 Millionen Euro gefördert wird. Im „H2-Netz“-Projekt testet die Mitteldeutsche Netzgesellschaft Gas (Mitnetz Gas) gemeinsam mit den Partnern, der HTWK Leipzig, dem Forschungsunternehmen DBI Gas-und Umwelttechnik, dem Kunststoffhersteller Rehau und dem Tüv Süd, wie Wasserstoff unter realen Bedingungen verteilt werden kann und ob dazu bereits bestehende Systeme genutzt werden können. „Dafür untersuchen wir, wie die Verteilung ökonomisch und ökologisch nachhaltig gelingt und welche Materialien für die Infrastruktur geeignet sind“, erklärt Robert Huhn, der an der HTWK Leipzig das Projekt H2-Netz leitet. Das Versuchsgelände ist deshalb als eigenes, kleines Verteilnetz von der Gaspipeline bis zu Endverbraucherinnen und Endverbrauchern aufgebaut.

Zwischen Gasdruckregelanlage und Info-Pavillon fließt der Wasserstoff durch ein 1,4 Kilometer langes System aus Rohren. Diese bestehen aus verschiedenen Materialien, vorwiegend aus Kunststoff, aber auch aus Stahl. In der Industrie wird Wasserstoff bislang ausschließlich in Stahlrohren transportiert; Erdgas wird hingegen schon über Kunststoffleitungen verteilt. Doch Stahl wird spröde, weil sich bei der sogenannten Wasserstoffversprödung kleine H2-Atome im Metallgitter der Stahllegierung einlagern, wodurch diese aufbrechen, undicht werden und reißen können. Bei Kunststoffrohren passiert das nicht. Mit den bekannten Kunststoffartikeln aus dem Haushalt sind sie nicht vergleichbar, denn die bestehen aus anderen Kunststoffen und werden beispielsweise durch UV-Strahlung spröde.

„Die im Forschungsprojekt verwendeten Kunststoffrohre sind zudem in ihrer Herstellung CO2-ärmer als Stahl. Auch können sie mit modernen, grabenlosen Verfahren deutlich schneller und umweltfreundlicher verlegt werden“, erklärt Robin Pischko, Projektmitarbeiter an der HTWK Leipzig.

Sollte sich zeigen, dass Wasserstoff mit denselben Materialien wie für Erdgasleitungen transportiert werden kann, könnten Energieunternehmen auf die bestehende Gasinfrastruktur aufbauen. Das würde die Umstellung auf Wasserstoff deutlich attraktiver machen.

Doch aufgrund der besonderen Eigenschaften des Wasserstoffs müssen die Forschenden prüfen, ob die Bauteile auch für den Einsatz von reinem Wasserstoff geeignet sind. Zur Erklärung führt Christopher Knorr vom DBI die Besuchsgruppe zur Rohrbrücke. Der Ingenieur arbeitete bis 2019 an der HTWK Leipzig und hat das prototypische Verteilnetz für Wasserstoff von Anfang an mitentwickelt. Seit Januar 2020 ist er Projektkoordinator des H2-Netz-Projekts beim DBI. Er erklärt: „Kunststoffrohre sind auf einer Rohrbrücke so noch gar nicht erlaubt, weil es bislang keine Zulassungen gibt.“ Kunststoff dehnt sich ähnlich wie Metall bei Wärme aus. Deshalb liegen die Leitungen auf Schienen, auf denen sie sich verschieben können. Da mit steigender Oberflächentemperatur der Rohre auch die Festigkeit des Materials nachlässt, muss wiederum der Druck angepasst werden. Im Sommer strömt der Wasserstoff deshalb mit 11 Bar und im Winter mit 13 Bar durch die Leitungen. Eine PE-Schaumstoff-Schicht schützt die Rohre vor der Sonneneinstrahlung.

Die Besucherinnen und Besucher sind damit an jenem Tag am Ende ihres Rundgangs angekommen. Obwohl oberflächlich kaum etwas zu sehen war, dauerte die Besichtigung des Wasserstoffdorfs fast zwei Stunden, denn unter der Erde schlummert enormes Potenzial. Laut aktuellen Zwischenergebnissen kann Wasserstoff effizient und sicher verteilt und die bestehende Gasnetzinfrastruktur zum großen Teil genutzt werden. Grüne Gase wie Wasserstoff werden deshalb beim Ausstieg aus der Kernenergie und der Kohle zu einem bedeutenden Energieträger im Energiesystem der Zukunft. „Deshalb ist es wichtig, durch angewandte Forschung und Reallabore die Technologien zur Erzeugung, Verteilung, Speicherung und Anwendung von Wasserstoff weiterzuentwickeln und damit marktreif zu machen. Das hilft bei der flächendeckenden Einführung der Wasserstofftechnologien und damit auch beim schrittweisen Ausstieg aus den fossilen Energiequellen“, erklärt HTWK-Professor Robert Huhn abschließend. Durch die aktuelle Wasserstoffstrategie der Bundesregierung komme hierbei endlich mehr Schwung in den Transformationsprozess.

Dieser Text erschien zuerst im Forschungsmagazin Einblicke 2020/21 der HTWK Leipzig. Hier können Sie das Magazin digital lesen oder kostenfrei abonnieren.

Am 14. Juli 2021 öffnet das Wasserstoffdorf wieder seine Pforten für Besucherinnen und Besucher. Bitte melden Sie sich bei Interesse auf dieser Website an. Informationen dazu finden Sie ebenfalls bei Hypos.

Im eigenen Zuhause können intelligente Stromzähler, sogenannte Smart Meter, diese Daten messen. Sobald sie flächendeckend eingesetzt werden, wissen Energiefirmen, wie die Erzeugung und der Verbrauch in jedem Teilabschnitt eines Stromnetzes aussehen. Daraufhin können sie den Strom passender zum tatsächlichen Verbrauch erzeugen oder Maßnahmen zur Netzstabilisierung planen, um gefährliche Frequenzschwankungen zu vermeiden. Die Umrüstung auf Smart Meter hat 2020 begonnen, zunächst für Kundinnen und Kunden mit einem Energieverbrauch ab 6.000 Kilowattstunden pro Jahr und für jene, die eigene Solaranlagen betreiben. „Die Kommunikationsinfrastruktur und die Menge der anfallenden Daten bereiten derzeit die größten Probleme. Aktuell erhalten wir alle 15 Minuten Daten zum Verbrauch von den Endkundinnen und Endkunden, wodurch bereits jetzt riesige Datenmengen entstehen. Daten sollen aber künftig in Echtzeit geliefert werden“, sagt Derbel. Zusammen mit seinem Team erforscht er deshalb, wie die Daten aufs Wesentliche reduziert werden können, um dann per Funk an die Netzbetreiber weitergeleitet zu werden.

Bis auch der kleinste Haushalt mit elektrischen Messeinrichtungen ausgestattet ist, dauert es laut Bundeswirtschaftsministerium noch elf Jahre. Bis dahin arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler gemeinsam mit den Energieunternehmen daran, möglichst viele Informationen aus den bereits verfügbaren Daten herauszuholen und das Netz Schritt für Schritt und auf allen Netzebenen zu einem „Smart Grid“, einem intelligenten Netz, umzubauen. Denn noch Jahrzehnte auf die Energiewende warten, dazu lässt uns das Tempo des Klimawandels keine Zeit.

Dieser Text erschien zuerst im Forschungsmagazin Einblicke 2020/21 der HTWK Leipzig. Hier können Sie das Magazin digital lesen oder kostenfrei abonnieren.

Schmelzende Gletscher, steigende Meeresspiegel, neue Hitzerekorde – unser Klima verändert sich spürbar. Deshalb einigte sich die internationale Staatengemeinschaft bei der UN-Klimakonferenz 2015 in Paris auf gemeinsame Ziele, um den durch Menschen verursachten Temperaturanstieg einzudämmen. Die globale Erwärmung soll auf deutlich unter zwei Grad Celsius gegenüber vorindustriellen Werten sinken.

Um das zu erreichen, vereinbarten sie ein dynamisches Anreizsystem, das sogenannte „Ratcheting“. Die Vertragsstaaten sollen dabei ihre Beiträge zum Klimaschutz in regelmäßigen Abständen transparent darlegen und im Laufe der Zeit erhöhen.

Dass dieses dynamische Prinzip funktioniert, bezweifeln Wirtschaftswissenschaftler der Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig (HTWK Leipzig) und des Leibniz-Zentrums für Europäische Wirtschaftsforschung (ZEW). Ein Laborexperiment zeigt, dass dieses Anreizsystem sogar kontraproduktiv sein kann.

Das Discussion Paper „The Ratchet Effect in Social Dilemmas“ von Prof. Dr. Bodo Sturm (HTWK Leipzig) und Dr. Carlo Gallier (ZEW) fasst den Stand der Forschung zusammen und wird im April 2021 im Journal of Economic Behavior and Organization veröffentlicht.

In diesem Paper untersuchen die Wirtschaftswissenschaftler, welche Effekte ein dynamisches Anreizsystem wie das Ratcheting im Pariser Klimaabkommen auf das Beitragsniveau in einem Öffentliches-Gut-Spiel hat. Klimaschutz ist ein globales öffentliches Gut, bei dem es individuell rational ist, weniger als den global optimalen Beitrag zum Klimaschutz zu leisten. Gallier und Sturm testeten, ob Probanden zu Beginn eines Öffentliches-Gut-Spiels ihre Beitragsniveaus einschränken, um künftig hohe Verpflichtungen zu vermeiden. Die Anreizsysteme schreiben vor, dass die einzelnen Beiträge mindestens so hoch oder höher sein müssen als vorherige Beiträge.

Die dynamischen Anreizsysteme führen zwar im Laufe des Spiels zu steigenden Beitragsniveaus, jedoch ist dieser Anstieg nicht stark genug, um die Effizienzverluste zu Beginn auszugleichen. „Der Grund für dieses Verhalten ist anscheinend, dass kooperative Akteure der Ausnutzung ihrer eigenen hohen Bereitschaft, etwas für das Klima zu tun, durch ‚Trittbrettfahrer‘ vorbeugen wollen“, erklärt Prof. Dr. Bodo Sturm von der HTWK Leipzig und Forschungsprofessor am ZEW. Ratcheting wirkt somit also sogar kontraproduktiv.

Für die internationale Klimapolitik resultiert aus diesen Ergebnissen: Es ist große Skepsis angebracht, dass Ratcheting eine positive Wirkung auf die tatsächlichen Beiträge zur Emissionsreduktion hat. Es gibt weder theoretische noch empirische Hinweise darauf, dass Ratcheting das Kooperationsproblem abschwächt oder gar löst. Statt wie im Pariser Abkommen darauf zu vertrauen, dass die Klimaschutzbeiträge mit Ratcheting quasi „automatisch“ steigen, sollte die Klimapolitik nach Ansicht der Wissenschaftler daher stärker als bisher die Freifahreranreize offensiv angehen. Erfolgversprechend sind insbesondere bedingt kooperative Maßnahmen, die auf Gegenseitigkeit abzielen. Hierzu zählt zum Beispiel eine höhere Bepreisung von CO₂ unter der Bedingung, dass auch andere Staaten eine solche Maßnahme durchsetzen. Staaten, die CO₂ nicht bepreisen, also sich nicht kooperativ verhalten, müssten dann von kooperativen Staaten sanktioniert werden, zum Beispiel durch CO₂-Zölle auf die Importe oder durch eine pauschale Besteuerung von Importen. Dies ist auch der Vorschlag von William Nordhaus, Ökonomie-Nobelpreisträger von 2018.

Ökonomische Laborexperimente sind eine sehr sinnvolle Methode, um die tatsächlichen Effekte bestimmter politischer Maßnahmen beurteilen zu können. Um zum Beispiel die Wirkung von Ratcheting in der Klimapolitik abschätzen zu können, müsste man eigentlich zwei Welten vergleichen: eine, in der die Staaten ihre Beiträge zum Klimaschutz mit Ratcheting leisten sowie eine andere Welt, in der sie diese Beiträge ohne Ratcheting erbringen. In der Realität gibt es aber nur die eine Welt mit Ratcheting. Erst mit einem ökonomischen Laborexperiment lassen sich beide Welten vereinfacht konstruieren und vergleichen.

Die Studie ist Teil des Drittmittelprojekts „Incentives, Fairness and Compliance in International Environmental Agreements (InFairCom)“. Darin untersuchen Wissenschaftler verschiedener Fachrichtungen, wie das Pariser Klimaabkommen erfolgreich umgesetzt werden kann. Das Abkommen enthält nur wenig konkrete Verpflichtungen und ist von der näheren Ausgestaltung durch weitere multilaterale Beschlüsse und der Umsetzung in den Mitgliedsstaaten abhängig. Das InFairCom-Projekt untersucht diese Verpflichtungen sowie Institutionen und Instrumente zur Umsetzung des Pariser Abkommens auf ihre Wirksamkeit für den Klimaschutz. Ziel des Projekts ist eine Analyse dessen, was Staaten und Private zu Beiträgen und Kooperation motiviert und wie entstehende Kosten fair aufgeteilt werden können.

Das Video ansehen bei YouTube.

In der Videoreihe „Dr. Who? – Promovieren an der HTWK Leipzig“ stellen sich Doktorandinnen und Doktoranden der HTWK Leipzig vor.

Nachwachsende und wiederverwendete Rohstoffe

„Wir fokussieren in ‚iClimaBuilt‘ unter anderem die Entwicklung von Carbonfasern aus nachwachsenden Rohstoffen für neuartige Bewehrungssysteme, die Integration von ultraleichtem Porenbeton mit niedriger Wärmeleitfähigkeit in Carbonbetonstrukturen oder die Verwendung so genannter Aerogele als Dämmstoff in Fassadenelementen. Teilweise werden auch Rohstoffe aus Industrieabfällen in unseren Fassadenelementen wiederverwendet. Das Team der HTWK Leipzig ist stolz, Teil eines solch innovativen Projektes zu sein. Wir sind überzeugt, dass unsere Entwicklungen in _‚iClimaBuilt‘ zu Leichtbaulösungen im Bausektor substanziell zum erst kürzlich proklamierten ‚Green Deal‘ der EU-Kommission beitragen werden: Europa zum ersten klimaneutralen Kontinent zu machen“, sagt Prof. Robert Böhm, der das Projekt an der HTWK Leipzig leitet

Da der Energieverbrauch von Gebäuden zudem stark vom Klima und den lokalen Wetterbedingungen abhängt, sollen die in iClimaBuilt entwickelten nachhaltigen Lösungen für Gebäudehüllen auch Langzeittests unter realen Bedingungen in fünf sogenannten „Klimastandorten“ – verteilt in ganz Europa – unterzogen werden. Die für die Klimazone Mittel- und Osteuropa geplanten Tests werden zum einen im „valid lab“ der HTWK Leipzig und zum anderen im C³-Ergebnishaus CUBE an der TU Dresden durchgeführt, das 2022 fertiggestellt werden soll. Das iClimaBuilt-Vorhaben zielt durch seinen interdisziplinären Ansatz letztlich darauf ab, Zero Emission Buildings (ZEBs) zu entwickeln, also Gebäude, die keine oder nur minimale Emissionen verursachen. iClimaBuilt fungiert dabei als „Brücke“ zwischen der so genannten vorgelagerten Industrie – Rohstofflieferanten, System- und Komponentenlieferanten, Dienstleistungsanbieter – und der nachgelagerten Industrie, also den Endnutzern – im Sinne einer klimaorientierten Kreislaufwirtschaft. „Durch seinen Open-Access-Ansatz ist iClimaBuilt dabei zudem als Unterstützung für kleine High-Tech-Firmen gedacht, um deren neue technologische Lösungen zu testen, zu bewerten und zu verbessern“, sagt Alexander Kahnt, technischer Leiter des Projektes an der HTWK Leipzig.

In einem ersten Schritt werden nun an der HTWK Leipzig Prototypen für verschiedene Fassadenelemente in Carbonbeton-Bauweise entwickelt. Dabei arbeitet die Hochschule unter anderem mit Forscherinnen und Forschern des RISE Research Institute (Schweden), der Firma FENX (Schweiz), der TU Dresden und der TU Hamburg zusammen. Die ersten Prototypen sollen noch in diesem Jahr fertiggestellt werden.

Hintergrund

Gemäß der Neufassung der EU-Richtlinie über die Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden (EPBD) aus dem Jahr 2013 sollen seit 2020 alle Neubauten in der EU sogenannte „nearly Zero Emission Buildings (nZEB)“ sein, also einen sehr niedrigen Energiebedarf aufweisen, der vorzugsweise durch erneuerbare Energiequellen gedeckt wird.Weitere internationale Projektpartner: NTU Athen (Griechenland), NTNU Trondheim (Norwegen), Fraunhofer ISE (Deutschland), Politecnico di Torino (Italien), INEGI (Portugal), University of Birmingham (UK), University of Strathclyde (UK), Instituto Tecnologico de Aragon (Spanien) sowie zahlreiche Unternehmen.

Weiterführende Informationen

iClimaBuilt: https://cordis.europa.eu/project/id/952886/de

HTWK Leipzig valid lab: https://nachhaltigesbauen.htwk-leipzig.de/labore-leistungen/validlab/

Eine Arbeitsgruppe der Fakultät Ingenieurwissenschaften der Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig (HTWK Leipzig) hat deshalb ein genaues Modell zur Viruskonzentration durch Luftströmungen im Raum entwickelt. Es simuliert die durch Atmung bedingte Virusbelastung in geschlossenen Räumen mit Hilfe strömungsmechanischer Modelle – und zwar für jede einzelne Person im Raum. Die Gruppe um Stephan Schönfelder, Professor für die Simulation energetischer und technischer Systeme, hat verschiedene Szenarien am Beispiel eines Seminarraums der Hochschule simuliert: jeweils mit bzw. ohne Belüftung durch Fenster sowie mit und ohne sprechende Lehrperson mit der Annahme, dass diese infiziert ist. „Wir wollen mit neuen Berechnungsansätzen zur luftströmungsbasierten Viruskonzentration das Infektionsrisiko jeder Einzelperson in Innenräumen besser verstehen und so einen Beitrag zur Bekämpfung der Pandemie leisten. Unsere langjährige Erfahrung in Strömungs-simulationen zur Raumluftqualität in Innenräumen war die Basis, um die Modelle auf die Berechnung von Viruskonzentrationen anzupassen“, sagt Schönfelder.

Berechnungsgrundlagen können variiert werden

Den ersten Modellen für einen Seminarraum liegen folgende Annahmen zugrunde, die variiert werden können: Die Lehrperson ist Infektionsquelle und steht vorn, der Abstand zur ersten Bank beträgt 1,5 Meter, der Raum ist 80 Quadratmeter groß bei drei Metern Deckenhöhe, und die Personenanzahl ist festgelegt – 16 Personen ohne Mund-Nasen-Schutz befinden sich in dem Raum, jeweils mindestens im Abstand der geforderten 1,5 Meter. Die Annahme über die Partikelanzahl der Aerosole (basierend auf aktueller Literatur):  Weniger als 500 Partikel bergen ein niedriges Ansteckungsrisiko, ab mehr als 500 Partikeln ist das Ansteckungsrisiko hoch, das bedeutet, eine Infektion ist wahrscheinlich. Anhand dieser Faktoren können konkrete Viruskonzentrationen über eine bestimmte Zeit berechnet werden. In der Simulation wurden 90 Minuten Aufenthalt zugrunde gelegt – die Dauer eines Seminars. In der Anwendung bedeutet das: Wenn bekannt ist, welche Viruskonzentration kritisch ist, können maximale Kontakt- bzw. Aufenthaltszeiten in Innenräumen verschiedener Art genau bestimmt werden.

Die Ergebnisse der HTWK-Simulation für den geschilderten und auf dieser Basis berechneten Fall: Wenn der Raum gelüftet wird und eine infizierte Lehrperson darin spricht, kann rund 40 Minuten unterrichtet werden, bevor erstmals eine hohe Ansteckungsgefahr für jemanden besteht.  Bei Belüftung, aber ohne Sprechen –  z.B. in einer schriftlichen Prüfung – besteht erst nach ca. 75 Minuten ein hohes Risiko. OhneBelüftung und mit Sprechen tritt das hohe Risiko für die erste Person bereits nach rund 30 Minuten ein, und ohne Lüftung und ohne Sprechen nach 50 Minuten. Betrachtet man aber alle Personen im Raum, zeigt sich ohne Lüftung nach einer Stunde ein hohes Infektionsrisiko für alle, während mit Lüftung nach der gleichen Zeit nur sechs Personen betroffen sind (40 Prozent). In der Prüfungssituation (Annahme: niemand spricht) besteht nach 90 Minuten ohne Lüftung für zwölf von 15 Studierenden zumindest eine hohe Infektionsgefahr, mit Lüftung nur für drei von 15. Interessant ist auch, dass aufgrund der hier besonderen räumlichen Strömungsgegebenheiten ohne Lüftung sich nicht die Person ansteckt, die der Infektionsquelle am nächsten ist, sondern erst eine Person in der zweiten Reihe. Dies zeigt, dass es auch lokale Effekte in Innenräumen zu berücksichtigen gilt, wenn das Infektionsrisiko genau analysiert werden soll. Generell ist es jedoch erwartungsgemäß am besten, wenn man sich so weit wie möglich von der Infektionsquelle entfernt aufhält.

Weiterführende Informationen zum Projekt inkl. Animationen

„Risiken zu Infektionsgefahren werden derzeit in komplexen Modellen mit dennoch notwendigen Vereinfachungen abgeschätzt, dazu gibt es auch schon Rechner im Internet. Dies sind ohne Zweifel gute Verfahren für eine übergeordnete statistische Bewertung der Situation, können aber ganz lokale Effekte in Innenräumen nicht abbilden. Wir können aber genau das mit unseren Modellen. Das heißt, für jeden einzelnen Quadratmeter im Raum können wir das Infektionsrisiko konkret abschätzen und auch, wie es sich mit der Zeit entwickelt. Das ist deutlich aufwendiger, da ganz konkrete Fälle berücksichtigt werden, liefert aber ein ergänzendes Verständnis für strömungsbedingte Infektionswege durch Aerosole in Innenräumen. Unsere Modelle sind prinzipiell übertragbar auf alle Szenarien - Theaterbestuhlungen, Klassenzimmer und den ÖPNV zum Beispiel“, so Schönfelder.

Fazit: Die „AHACL-Regel“ bleibt weiter wichtig. Ziel aller Modellberechnungen ist es letztlich, Infektionsrisiken besser zu verstehen, um wieder sicher in Präsenz lehren und prüfen zu können, Kinos und Konzerte zu besuchen, kurz: zu einem „normalen“ Alltag zurückzufinden. Im besten Fall tragen solche Modelle, neben den bestehenden Modellen und Daten, zu einer Perspektive bei, mit dem Virus – oder anderen Viren – zu leben.

Etwa 15 Prozent aller Kinder in Deutschland sind übergewichtig. Diese Kinder haben häufiger mit Folgekrankheiten wie Diabetes oder Depressionen zu kämpfen. Neben der Bildung und dem Einkommen der Eltern spielen auch die sozialen und baulichen Verhältnisse in der Umwelt eine Rolle für die kindliche Entwicklung, wie Igel in ihrer Doktorarbeit herausfand. „Förderlich ist es zum Beispiel, wenn Wohngebiete sicher sind, ein guter Zusammenhalt unter den Bewohnerinnen und Bewohnern herrscht und es attraktive Grün- und Erholungsflächen gibt“, sagt Igel.

Für ihre Forschung wertete Ulrike Igel Daten zur Lebensmittelumwelt in den Leipziger Stadtteilen Neustadt-Neuschönfeld, Grünau-Nord und Schleußig sowie der Schuleingangsuntersuchung aller Leipziger Schulanfängerinnen und Schulanfänger aus. „Eine meiner Fallstudien zeigte, dass im Vergleich zum ‚privilegierten‘ Stadtteil Schleußig in sozial benachteiligteren Gebieten der Anteil von Läden, die ungesundes Essen anbieten, wie Fastfoodläden oder Kioske, doppelt so hoch war.“

Forschung von hoher gesundheitswissenschaftlicher Relevanz

Fast acht Jahre forschte Igel zum Zusammenhang von Wohnumgebungen und Gesundheit an der HTWK Leipzig und der Medizinischen Fakultät der Universität Leipzig. Ihr kooperatives Promotionsvorhaben wurde für drei Jahre mit einem Stipendium des Europäischen Sozialfonds gefördert. 2019 verteidigte sie ihre Doktorarbeit „Zur Bedeutung von sozialer Ungleichheit und Umweltfaktoren in der Entstehung und Prävention von Übergewicht und Adipositas im Kindesalter“ mit der Bestnote „summa cum laude“. Die Auszeichnung mit dem Dissertationspreis, der 2020 von der Leipziger Stadtbau AG gestiftet wurde, zeigt aber nicht allein, von welch hoher gesundheitswissenschaftlicher, sozialer und politischer Relevanz ihre Forschung ist. So wurde das Projekt „Grünau bewegt sich“, an dem Igel maßgeblich mitgewirkt hat, 2019 mit dem Präventionspreis der Deutschen Adipositas-Gesellschaft gewürdigt.

Ulrike Igels fast 20-jährige wissenschaftliche Karriere an der HTWK Leipzig nimmt aber nun ein Ende, denn im April 2021 wird sie eine Vertretungsprofessur für „Soziale Arbeit im Sozialraum“ an der Fachhochschule Erfurt antreten. „Damit kann ich gut an meine bisherige Arbeit anknüpfen. Ich freue mich sehr darauf. Ich bleibe aber weiter in Leipzig wohnen und vielleicht konzipiere ich später auch mit den Kolleginnen und Kollegen der HTWK Leipzig gemeinsame Projekte“, so Igel. 

Während der „Lebenszeit“ eines Gebäudes schlägt vor allem die Wärmeenergie zu Buche. Mehr als ein Viertel des gesamten Energieverbrauchs in Deutschland entfällt allein darauf. Durch effektive Dämmung sinkt der Heizbedarf deutlich. Die Besonderheit von Slentite und Slentex liegt in ihrer porösen Struktur. Umso kleiner die Poren, desto mehr werden die darin eingeschlossenen Luftmoleküle in ihrer Bewegungsfreiheit eingeschränkt. Dadurch wird die Wärmeübertragung stark reduziert. Durch die ausgesprochen gute Wärmedämmung benötigen die neuen Dämmstoffe nur halb so viel Raum wie herkömmliche Baustoffe.

Der 220 Quadratmeter große Cube in Dresden ist das Ergebnishaus des Forschungsprojekts C³. Das futuristische Labor- und Ausstellungsgebäude wird all die Vorzüge von Carbonbeton aufzeigen. Grundsteinlegung war im März 2020, bis zum Sommer 2022 soll das Gebäude fertiggestellt sein. Das gesamte Gebäude wird mit Messtechnik ausgestattet und nach der Inbetriebnahme von der Forschungsgruppe Nachhaltiges Bauen in einem Monitoring hinsichtlich bauphysikalischer Eigenschaften untersucht.

_{Autorin: Dr. Rebecca Schweier}

Die Vereinbarung zur Betreuung einer Promotion an der HTWK Leipzig wurde zum 1. Juni 2019 für beginnende Promotionsvorhaben nachdrücklich empfohlen. Den Leitlinien der Deutschen Forschungsgemeinschaft sowie den Vereinbarungen im Koalitionsvertrag der Sächsischen Landesregierung vom 1. Dezember 2019 folgend, wurde von den Gremien der HTWK Leipzig Folgendes beschlossen:

Ab dem 1. Januar 2021 ist für alle Promotionsverfahren an der HTWK Leipzig eine Betreuungsvereinbarung verbindlich abzuschließen.

Damit verfolgt die HTWK Leipzig das Ziel, die Qualität der Promotionen zu erhöhen und den Prozess für alle Beteiligten transparent sowie verbindlich zu gestalten.

Den verbindlichen Mustertext der HTWK-Betreuungsvereinbarung sowie die dazugehörige Leitlinie findet sich auf der Website des Graduiertenzentrums als Download.

Sobald die Vereinbarung von den Promovierenden und Betreuenden unterzeichnet wurde, ist diese umgehend dem Graduiertenzentrum der HTWK Leipzig eine Kopie inklusive aller Anlagen zu übermitteln.

Für alle laufenden Promotionsverfahren ist eine entsprechende Vereinbarung bis zum 15. März 2021 nachzureichen.

„Beim Diamantdrahtsägen wird ein großer Siliziumbrick, d.h., ein großes Stück sehr reines Silizium, aus dem später die Wafer herausgesägt werden, durch ein rotierendes Drahtfeld gedrückt. Wie es der Prozessname schon verrät, sind dabei die Drähte mit Diamanten besetzt. Diese schleifen über die Oberfläche und führen so zum Materialabtrag“, so Dr. Wallburg.

„Das Diamantdrahtsägen funktioniert mit Hilfe von ganz vielen Drähten nebeneinander, also wie beim Eierschneiderprinzip, nur, dass sich der Draht eben noch dazu bewegt.“

„Im Bild 2 ist eine typische Schädigung eines Wafers (Seitenansicht) dargestellt, wie sie beim Sägen mit Diamantdrähten auftritt. Eben diese gilt es in Zukunft durch optimale Herstellungsprozesse zu vermeiden“, erläutert Dr. Florian Wallburg.

Und was bringt die Zukunft?

Dr. Florian Wallburg möchte auch weiterhin in der Forschung, speziell der anwendungsorientierten Forschung arbeiten. Aktuell leitet er die interdisziplinäre Nachwuchsforschungsgruppe SmartKMU, die sich mit der Digitalisierung und den Anforderungen von Industrie 4.0-Anwendungen in kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU) beschäftigt.

SmartKMU geht der zentralen Frage nach, wie sich mit Hilfe smarter Simulationswerkzeuge die Digitalisierung entlang des Produktentstehungsprozesses effizient gestalten lässt, um die Wettbewerbsvorteile von digitalisierten Prozessketten schnell in das Tagesgeschäft von KMU mit ihren oft begrenzt verfügbaren digitalen Infrastrukturen integrieren zu können.

Auch Leipzig als Stadt der Kreativen betroffen

Bundesweit treffe die negative Lage vor allem Großstädte und Metropolregionen. Bayern und Baden-Württemberg  seien aber insgesamt stärker betroffen als Nord- und Ostdeutschland, so Wink. Besonders stark bemerkbar mache sich dies aber auch in Leipzig, denn in der Messestadt sind ebenfalls eine starke und vielfältige Kultur- und Kreativbranche sowie viele Solo-Selbstständige und kleine Unternehmen ansässig. „Leipzig hat auch ein vergleichsweise starkes Software- und sonstiges IT-Segment. Hier wird man sehen müssen, wie stark kurzfristig die Kunden aus anderen Branchen ihre Budgets zurückfahren“, so Wink weiter.

Bei einer Analyse zur Beschäftigung von „Kreativen“ außerhalb der Kultur- und Kreativbranche zeigte sich außerdem, dass jene in Sachsen im Bundesländervergleich leicht unterdurchschnittlich, aber stärker als andere Flächenbundesländer wie Niedersachsen oder Rheinland-Pfalz abschnitten. Wink dazu: „Leipzig kann im Vergleich mit anderen Großstädten sehr gut mithalten. Das heißt, Beschäftigte aus der Kreativwirtschaft können in Leipzig auch Jobs in Branchen außerhalb der Kreativbranche finden, auch wenn ich natürlich hoffe, dass sich die Kreativwirtschaft in Leipzig schnell wieder erholt.“

Doch was folgt daraus – was sollte laut Rüdiger Wink getan werden, damit die Kultur- und Kreativbranche die Krise übersteht? „Zum einen müssen aus meiner Sicht die kurzfristigen Rettungsprogramme besser auf die Besonderheiten der Unternehmen und Solo-Selbstständigen in der Kreativwirtschaft angepasst werden. Zum anderen müssen Förderprogramme auch verstärkt die nicht-technischen Innovationen aus der Kreativwirtschaft in den Fokus nehmen, die durch neue Geschäftsmodelle und Dienstleistungsangebote auch anderen Branchen wichtige Impulse bieten.

Die Palette reicht hier von der Entwicklung neuer interaktiver Spiele zur Gesundheitsvorsorge über die Gestaltung von Personenleitsystemen wie auf Flughäfen oder innovativen Geschäftsmodellen wie Sharing-Plattformen von Airbnb bis hin zu erneuerbaren Energiegemeinschaften. Die Prognosen gehen außerdem noch zurück auf die Zeit des ersten Lockdowns im Frühjahr 2020 - noch ist nicht abzusehen, wie sich die Regelungen des sogenannten ‚Lockdown light‘ in diesen letzten Wochen des Jahres und allgemein die Belastungen durch zusätzliche Kosten für Hygienekonzepte und Einnahmeverluste auswirken“, resümiert Wink.

Corona verstärke und beschleunige vermutlich viele Trends in der Digitalisierung, hin zu Streaming und E-Commerce, die ohnehin bereits existieren. „Vielleicht schärft die Beschleunigung aber auch den Blick der Konsumenten und Konsumentinnen – und das sind wir ja alle - für das, was wir ohne gemeinsame Live-Erlebnisse in physischer Nähe zueinander verlieren – wie viel also dauerhaft strukturell verschwindet, können wir noch gar nicht absehen“, so Wink.

Hintergrund

Das Monitoring wird seit 2009 jährlich von der Bundesregierung veröffentlicht. Damit soll die aktuelle wirtschaftliche Entwicklung der Branche transparent gemacht werden. Die Daten der Studie stammen von öffentlich zugänglichen Quellen wie dem Statistischen Bundesamt sowie der Bundesagentur für Arbeit. Genaue Daten, wie stark die Auswirkungen der COVID-19-Pandemie 2020 tatsächlich ausfallen, werden naturgemäß erst 2021 vorliegen.

Zur Kurzfassung des Berichts

Kunsch erbringt in diesem Schuljahr unter Betreuung von Merker eine „Besondere Lernleistung“ (BeLL): Sie besteht in der mathematischen Untersuchung  von „Nichtlinearen Kompartimentmodellen aus der Epidemiologie“. Kompartiments sind Teilgruppen der Gesamtbevölkerung, wie z.B. die Infektiösen oder die für eine Ansteckung Empfänglichen. Eine Arbeit zu dem Teilaspekt der „Rate-induced tipping phenomena in compartment models of epidemics“, d.h. des Phänomens, dass eine schnelle zeitliche Änderung von Modellparametern zu einer drastischen Veränderung des Langzeitverhaltens führen kann, wurde Anfang Oktober zur Veröffentlichung in der Publikation „Analysis of Infectious Disease Problems (Covid-19) and Their Global Impact“ angenommen, mit dem Mathematiker und Mathematikerinnen aus aller Welt einen Beitrag zur Bekämpfung von COVID-19 leisten möchten.

Zeitpunkt und Schnelligkeit ergriffener Maßnahmen sind entscheidend

Jochen Merker und Benjamin Kunsch haben in ihrem Modell die Ausbreitung der COVID-19-Pandemie in einer so genannten gemischten Bevölkerungsgruppe simuliert. Grundannahme: Der R-Wert ist größer als 1  – das heißt, eine infizierte Person steckt durchschnittlich mehr als eine Person an. Liegt die Ansteckungsrate also über 1, breitet sich die Krankheit exponentiell aus, liegt sie darunter, geht die Anzahl der Neuinfektionen zurück – und die Krankheit würde nach einer gewissen Zeit von allein wieder verschwinden. (Zum Vergleich: Stand in Deutschland: gestern 1,04, Stand heute 0,98/Quelle: Bundesregierung).
Die bekanntesten Modelle vereinfachten dabei die Realität jedoch sehr stark, da sie von stets gleich bleibenden Übertragungsraten ausgehen, so Merker. Er und Kunsch hingegen nehmen an, dass sich die Prämissen, unter denen die Ansteckung geschieht, zeitabhängig ändern – je nachdem, welche Maßnahmen ergriffen werden. Ihr Ergebnis: Es ist nicht nur wichtig, welche Maßnahmen wann erfolgen, sondern vor allem auch, wie schnell sie umgesetzt werden.

„Das mag zunächst trivial erscheinen, ist aber in den bekanntesten mathematischen Modellen kaum zu beweisen, denn dort nistet sich bei R größer als 1 die Krankheit dauerhaft in der Bevölkerung ein. In unseren idealisierten Modellen ist es dagegen tatsächlich möglich, die Pandemie fast vollständig zurückzudrängen, auch wenn es noch  einen Reproduktionswert von mehr als 1 gibt.  Fazit: Durch schnelle Umsetzung von Maßnahmen können Krankheiten quasi ausgerottet werden, obwohl sie sich unter anderen Umständen dauerhaft in der Bevölkerung eingenistet hätten‘“, so Jochen Merker.

 „Gute mathematische Idee“ führte zur Veröffentlichung in internationaler Publikation

Zur Veröffentlichung in dem von internationalen Fachleuten verfassten Buch haben laut Merker drei Dinge maßgeblich beigetragen: „Die bestehenden Kontakte zu Praveen Agarwal als ein Herausgeber des Buches im Rahmen des DAAD- Projektes ‚Mathematics of nonlocal interaction‘ („Die Mathematik nichtlokaler Wechselwirkungen“) und des Memorandum of Understanding, das die HTWK Leipzig mit dem indischen Anand International College of Engineering im vergangenen Jahr abgeschlossen hat, das Engagement des mathematisch sehr begabten Schülers Benjamin Kunsch, der sich frühzeitig entschieden hat, bei mir eine besondere Lernleistung im Bereich der mathematischen Epidemiologie zu erstellen, und schließlich eine gute mathematische Idee.“

Benjamin Kunsch arbeitet jeden zweiten Dienstag gemeinsamen mit Merker weiter an dem Thema. Er wird es für seine „BeLL“ noch vertiefen: „Für mich ist es eine tolle Möglichkeit, dass ich meine BeLL an der HTWK Leipzig schreiben und Einblicke in das wissenschaftliche Arbeiten erhalten kann. Natürlich bin ich froh, dass ich mit diesem relevanten und mathematisch interessanten Thema gleich zu einem international veröffentlichten Buch beitragen konnte“, so der Gymnasiast.

Das bei Springer Nature Singapore Pte Ltd erscheinende Buch wird auch in die Liste der bedeutenden COVID-19 Ressourcen der Internatonal Mathematical Union (IMU) aufgenommen.

Literaturangabe - Zur Veröffentlichung angenommene Arbeit:
Jochen Merker, Benjamin Kunsch (2020): Rate-induced tipping phenomena in compartment models of epidemics, in „Analysis of Infectious Disease Problems (Covid-19) and Their Global Impact“ editiert von Praveen Agarwal, Juan J. Nieto, Michael Ruzhansky, Delfim F. M. Torres, veröffentlicht von Springer Nature Singapore Pte Ltd.

Weiterführende Informationen:

https://www.researchgate.net/project/Springer-Publisher-Book-on-Recent-Developments-in-the-Mathematical-Modelling-and-Analysis-of-Infectious-Disease-Problems-COVID-19

https://www.mathunion.org/corona

Was war das Schwierigste in dieser Zeit - für Studierende, Lehrende, Forschende?

BM: Das Schwierigste aus meiner Sicht war es, die Studierenden mitzunehmen und zu motivieren, das Sommersemester als vollwertiges Studiensemester zu nutzen. Das vergangene Semester wird zwar in fast allen Studiengängen nicht auf die Regelstudienzeit angerechnet, das Ziel war aber, möglichst alle Module und Prüfungen anzubieten und damit die Möglichkeit zu schaffen, in der geplanten Zeit das Studium absolvieren zu können – etwa, indem beispielsweise Bearbeitungszeiten für Abschlussarbeiten verlängert und Prüfungsformen geändert wurden.

RT: Alle haben mit viel Kreativität und Einsatz versucht, den Forschungsbetrieb so gut wie möglich aufrecht zu erhalten. Dabei kamen auf Projektebene häufig digitale Lösungen zum Einsatz oder wurden aus den Gruppen heraus geschaffen. Auch zahlreiche neue Anträge wurde kreiert und eingereicht. Nichtsdestotrotz haben sich die Antragsbedingungen signifikant verschlechtert – durch längere Bearbeitungszeiträume beim Projektträger bis zur Bewilligung, durch zeitliche Lücken in der Antragstellung für Förderprogramme sowie durch sehr große Zurückhaltung gegenüber Forschung bei der Industrie. Diejenigen, die an der Schnittstelle zwischen Lehre und Forschung arbeiten, sind diejenigen, die die Projekte leiten und sich zwangsläufig in ihrer Doppelfunktion verstärkt der Lehre widmen mussten. In der Forschung werden sich die Auswirkungen der Pandemie erst langfristig zeigen, das betrifft Fördermittel und Partnerschaften.
Es gibt im Bereich der Forschung so gut wie keine Unterstützung. Vollmundige Versprechungen der Projektträger zu einer kostenneutralen Projektverlängerung von drei Monaten sind hier wenig hilfreich und unzureichend. Da wir als praxisorientierte Hochschule ca. 80-90 Prozent unserer Forschungsleistungen durch unterschiedlichste Kooperationen mit der Industrie generieren, ergibt sich daraus ein hohes Risiko für die langjährig aufgebaute Forschungslandschaft der HTWK. Sie merken, ich sehe Einiges sehr kritisch.

Wie wird das Wintersemester aus heutiger Sicht aussehen bzw. mit welchen Erwartungen blicken Sie auf die nächsten Wochen und Monate?
BM: Wir werden auf den Erfahrungen des Sommersemesters aufbauen und die Studierenden soweit als möglich unterstützen, auch anhand der Ergebnisse der Studierenden­befragung. In Bezug auf die Lehre ist zu sagen: Es wird wieder Präsenzlehre geben, allerdings in kleinen Gruppen, um Abstände in den Räumen wahren und Hygieneregeln einhalten zu können. Vorrangig wird es sich aber um Mischformen von digitaler und Präsenzlehre handeln. Wie an anderen sächsischen Hochschulen wird die Priorität für den Präsenz­unterricht auf die Erstsemester gelegt, um diesen den Einstieg in das Studium zu erleichtern und ihnen auch in Corona-Zeiten ein „Hochschulleben vor Ort“ zu ermöglichen - auch, wenn es natürlich trotzdem ein sehr besonderer Start für sie sein wird. Besonders wichtig erscheint uns das Kennenlernen der neuen Studierenden, deshalb wollen wir auch nicht auf einige Einführungsveranstaltungen in Präsenz verzichten, wenngleich die Einführungsphase dieses Jahr kürzer als üblich stattfinden wird. Das Programm liegt wie üblich in der Hand der Fakultäten bzw. Studiendekaninnen und Studiendekane. Glücklicherweise haben sich unsere zukünftigen Studierenden von den Umständen nicht abschrecken lassen – wir konnten in diesem Jahr wieder gute Bewerbungszahlen verzeichnen.

RT: Mit Blick auf das nächste halbe Jahr muss aus Sicht der Forschung vor allem das Ziel sein, schnellstmöglich und so weit wie möglich zum Forschungsregelbetrieb zurückzukehren. Der Status quo muss personell und inhaltlich gesichert, Risiken müssen minimiert werden. Wenn wir heute nicht erfolgreich gemeinsam mit der Industrie Anträge stellen und bisherige Förderungen von Bund und Land nicht verstetigt werden, verlieren wir morgen Forschungspersonal. Deshalb müssen die Projektleitungen bestehende Industriekontakte verstärkt pflegen, sichern und neue aufbauen. Ich erwarte bzw. erhoffe mir aktivere Beteiligung an Ausschreibungen (mit aufgestockten Budgets), Zuwendung zu aktuellen und neuen Forschungsschwerpunkten, die von Bund und Land gesetzt werden, und dabei mehr und intensivere Zusammenarbeit in der gesamten HTWK. Vorhandene Potentiale müssen genutzt werden, um mehr und neue Kolleginnen und Kollegen mitzunehmen und einzubeziehen.

Gibt es etwas Positives, das wir aus der Krise mitnehmen können? Was haben wir gelernt, was wird bleiben?

BM: Die Digitalisierung an der Hochschule ist einen Riesenschritt vorangegangen, vor allem bei der Anwendung digitaler Lehr- und Lernformate und beim E-Learning, bei Austausch- und Kommunikationsformaten. Das gilt für alle Bereiche der Hochschule. Wir haben Hardware und Software angeschafft, die wir nachhaltig nutzen werden. Unser „Institut für digitales Lehren und Lernen“ (IDLL), das 2019 gegründet wurde und aus unserem E-Learning-Team und weiteren auf das Gebiet der digitalen Lehre spezialisierten Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern besteht, hat vor Beginn des Wintersemesters  eine spezielle, virtuelle Ausgabe von „Lunch&Listen“ durchgeführt. Mithilfe von Vorträgen, Workshops und Diskussionen wurden die Kompetenzen in digitaler Lehre weiter ausgebaut und es wird ein Forum zum Erfahrungsaustausch geboten. Das IDLL hat die gesamte Hochschule im Sommersemester stark unterstützt, wofür ich sehr dankbar bin.

RT: Ich bin stolz, wie rasch die Hochschule auf aktuelle Probleme reagieren und wie schnell sie Herausforderungen bewältigen kann. Ein sehr gutes Beispiel ist „Beat2020“ - ein praxisgerechtes Funktionsmuster eines Notfall-Beatmungssystems, das ein interdisziplinäres Team um Prof.  Fritz-Peter Schulze gemeinsam mit der Stadt Leipzig und der Uni Leipzig binnen kürzester Zeit entwickelt hat. Doch es braucht immer auch gewisse Freiräume, um auf schwankende Anforderungen und Ereignisse reagieren zu können. Wir brauchen kreative, flexible, motivierte Mitarbeitende in Forschung und Entwicklung, die Lösungen finden.

(Die Fragen stellte Franka Platz.)

Zum neuen Hygienekonzept der HTWK Leipzig (gültig seit 1.10.2020)

Kooperation zwischen starken Partnern

Sebastian Gemkow, sächsischer Staatsminister für Wissenschaft: „Der Kooperationsvertrag der HTWK Leipzig mit der Wirtschaft ist von strategischer Bedeutung natürlich für die HTWK selbst, aber auch für den Hochschulbereich in Sachsen insgesamt. Innovationen können hier künftig schnell und anwendungsbezogen in die Praxis überführt werden. Auf dem Gebiet der Baustoffforschung arbeitet die HTWK auf Augenhöhe mit renommierten universitären Partnern, wie der TU Dresden, eng zusammen. In dieser Kombination bestimmt Sachsen die Zukunft des Bauens maßgeblich mit.“

Thomas Schmidt, sächsischer Staatsminister für Regionalentwicklung, ergänzt: „Projekte wie der Innovationspark Bautechnik bringen die Region voran und befördern den Wandel in der Bauwirtschaft. Hier werden Wissenschaftler und Praktiker auf Grundlage neuester wissenschaftlicher Erkenntnisse moderne Werk- und Baustoffe sowie Verfahren entwickeln und diese gemeinsam zur Marktreife zu führen. So entstehen Innovationen, die auch Nutzen bringen. Ich bin sicher, dass die heute vereinbarte Kooperation für den Innovationspark Bautechnik eine gute Grundlage für eine noch engere Zusammenarbeit ist.“

„Zwei starke Partner finden zusammen: die Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig und das Firmencluster aus der S&P Gruppe, der Materialforschungsprüfungsanstalt Leipzig und dem Institut für Fassaden- und Befestigungstechnik. Beide, Cluster und Hochschule, sind Kinder der Friedlichen Revolution, die nach 1990 gegründet wurden und sich rasant entwickelt haben. Die Stadt Leipzig unterhält selbst eine Kooperationsvereinbarung mit der HTWK Leipzig, in der wir uns ausdrücklich zum Ziel des gemeinsamen Wissens- und Technologietransfers bekennen. Wir begrüßen und unterstützen daher den heute ratifizierten Kooperationsvertrag. Der Vertrag stärkt die wirtschaftliche und wissenschaftliche Entwicklung unserer Stadt“, betont Leipzigs Oberbürgermeister Burkhard Jung.

„Mit einem Drittmittelaufkommen von mehr als 15 Millionen Euro im Jahr gehört die HTWK Leipzig zu den forschungsstärksten Hochschulen für Angewandte Wissenschaften in Deutschland. Wir sind ein starker Partner der regionalen Wirtschaft und freuen uns, dass wir hier eine weitere, hervorragende Möglichkeit bekommen, gemeinsam zu forschen und Innovationen anwendungsnah erproben zu können. Die Kooperation stärkt einmal mehr unsere Kompetenzen auf dem Gebiet der Automatisierung von Fertigungsprozessen und der angewandten Digitalisierung“, so Prof. Mark Mietzner, Rektor der HTWK Leipzig.

Dr. Mathias Reuschel, Vorsitzender des Firmenclusters, ergänzt:„Wir freuen uns auf eine noch intensivere Zusammenarbeit mit der HTWK Leipzig auf der Grundlage des Kooperationsvertrages. Mit unseren über 500 Mitarbeitern fühlen wir uns der regionalen Wertschöpfung auf internationalem Maßstab verpflichtet. Dabei möchten wir für das Bauen der Zukunft gemeinsam forschen, aber vor allem auch für die regionale Wirtschaft die Anwendung zuverlässig umsetzen. Der auf dem Gelände des InnovationsPark • Bautechnik • Leipzig/Sachsen der HTWK zur Verfügung gestellte Hallenneubau ermöglich ein Wirken der Kooperationspartner in unmittelbarer Nachbarschaft und ist ein neues und sicher weiter ausbaufähiges Zukunftsmodell der Zusammenarbeit von regionaler Wirtschaft und regionaler Wissenschaft in Sachsen.“

Hintergrund

Auf dem Gelände des – ebenfalls am 21.9. neu benannten - „InnovationsPark • Bautechnik • Leipzig/Sachsen“ im östlichen Leipziger Stadtteil Engelsdorf befinden sich seit den 1950er Jahren wissenschaftliche Einrichtungen mit experimentellem Untersuchungsschwerpunkt im Bereich Bauwesen/Bautechnik. Vor 1989 gehörte die Forschungseinrichtung zur Bauakademie der DDR und forschte vor allem im Bereich Tiefbau und Infrastruktur.

Nach 1990 wurde die Einrichtung zur Materialprüfanstalt des Freistaats Sachsen. Im Zuge der Privatisierung zwischen 1998 und 2001 entstanden auf dem Gelände zwei forschungsnahe Prüfinstitute: Die Gesellschaft für Materialforschung und Prüfungsanstalt für das Bauwesen Leipzig mbH (MFPA Leipzig) mit heute ca. 120 Mitarbeitenden und das Institut für Fassaden- und Befestigungstechnik (IFBT) mit ca. 20 Mitarbeitenden.  Die Ingenieurgesellschaft S&P Gruppe bietet neben Planungsleistungen auch Softwareentwicklungen und IT-Dienstleistungen an.

In ihren Abschlussarbeiten zeigen Studierende, dass sie ihr über Jahre angeeignetes Fachwissen zur Lösung anwendungsnaher Problemstellungen anwenden können. Und obwohl viel Leidenschaft in diesen Arbeiten steckt, werden die meisten nur von einer Hand voll von Personen gelesen: den Prüfenden. Anders bei Florens Rohde: Für seine Masterarbeit entwickelte er in Kooperation mit dem Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) eine Software für die Hightech-Mikroskopie. Für die Masterarbeit wurde Rohde am 23. Januar 2019 mit dem Preis des Fördervereins der HTWK Leipzig ausgezeichnet. Das UFZ veröffentlichte die entstandene Software unter www.ufz.de/correlia frei zugänglich und kostenlos für alle. Die Dokumentation der Software reichte Florens Rohde im April 2020 beim britischen „Journal of Microscopy“ ein. Der Artikel erscheint nun in der Oktoberausgabe, eine Abbildung daraus ziert das Cover.

Correlia wurde entwickelt, um Forscher bei der Datenauswertung im Bereich der korrelativen Mikroskopie zu unterstützen. Dabei werden auf ein und dieselbe Probe verschiedene mikroskopische Modalitäten angewandt. So können beispielsweise lichtoptische Bilder der Anatomie der Proben im Lebendzustand, rasterelektronenmikroskopische Bilder der Feinstruktur nach Fixierung und Trocknung sowie massenspektrometrische Bilder der chemischen Zusammensetzung aus dem bildgebenden Sekundärionen-Massenspektrometer kombiniert werden. Diese retrospektive Überlagerung erfordert zweierlei: Zum einen müssen die variierenden Bildausschnitte aufeinander ausgerichtet werden. Zum anderen müssen innerhalb der jeweiligen „Region of Interest“ sowohl die modalitätsbedingten nichtlinearen Abbildungsfehler als auch die präparierungsbedingten Verzerrungen der Probe selbst kompensiert werden und somit Bilder ganz verschiedener Modalitäten so exakt wie möglich in Deckung gebracht werden („Bildregistrierung“).

Diese Thematik wurde von Florens Rohde im Rahmen seiner Masterarbeit im Studiengang Elektrotechnik und Informationstechnik an der HTWK Leipzig im ProVIS-Zentrum des UFZ bearbeitet. Hochschulseitiger Betreuer war Ulf-Dietrich Braumann, Professor für Biotronische Systeme an der Fakultät Ingenieurwissenschaften. Am ProVIS-Zentrum wurde Florens Rohde von Dr. Matthias Schmidt betreut. Schmidt ist als Physiker für die dortigen Elektronen- und Helium-Ionen-Rastermikroskopie zuständig und hat bereits eine Software entwickelt, die auf Basis des freien Bildverarbeitungsprogramms ImageJ mikroskopische Bilder verwalten und anhand manuell gesetzter Landmarken linear registrieren kann.

Anspruch der Masterarbeit war es, geeignete algorithmische Erweiterungen für eine automatische und interaktiv-semiautomatische elastische Registrierung sowie weitere Bildähnlichkeitsmaße wie Transinformation (mutual information) hinzuzufügen.

Im Ergebnis liegt mit Correlia ein Plug-in für ImageJ/Fiji vor, das als Open-Source-Software einschließlich von Beispieldatensätzen unter www.ufz.de/correlia verfügbar ist und das genau auf die Bedürfnisse der modernen korrelativen Mikroskopie zugeschnitten ist.

„Die Correlia-Software ist von hohem Nutzen, da sie im Unterschied zu existierenden Werkzeugen keine Beschränkung des Umfangs an zu überlagernden Mikroskopien aufweist, verschiedene Visualisierungen zur Überlagerung anbietet und zudem die Registrierungsschritte, also die einzelnen Transformationsprozesse, beliebig und verlustlos kaskadiert werden können. Den Anwendern ist es somit möglich, automatische, semiautomatische und manuelle Schritte zu kombinieren, um mit hoher Transparenz und geringem Aufwand zum Ziel zu gelangen“, lobt Prof. Ulf-Dietrich Braumann.

Anfang April 2020 wurde das Manuskript „Correlia: an ImageJ plug-in to co-register and visualise multimodal correlative micrographs“ von Rohde, Braumann und Schmidt als Originalarbeit beim britischen „Journal of Microscopy“ eingereicht. Nach Begutachtung durch zwei anonyme Gutachtende und anschließender Überarbeitung ist der Fachartikel seit 3. Juni 2020 unter doi.org/10.1111/jmi.12928 als Open-Access-Publikation verfügbar.

Florens Rohde forscht mittlerweile als Doktorand am Institut für Informatik der Universität Leipzig.

_{Autorin: Dr. Rebecca Schweier}

Die Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig (HTWK Leipzig), das Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) und das Netzwerk Energie und Umwelt Leipzig (NEU) starten am 1. September 2020 das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderte Projekt RegioZukunft:Wärme. Ziel ist es, eine gemeinsame Vision für die Wärmeversorgung der Zukunft auf der Basis erneuerbarer Energien zu entwickeln. Die beteiligten Partner werden in der Region Borna-Leipzig-Bitterfeld ein Zukunftskonzept für Wärmewende und Sektorkopplung erarbeiten, das anschließend in einer zweiten Förderphase umgesetzt werden soll. Dazu wollen sie ein Innovationscluster bilden, das den Strukturwandel in der Region unterstützt.

Ziel: Klimaneutraler Umbau des Wärmesektors

Das Bereitstellen von Wärme und Kälte für die Raumklimatisierung in Gebäuden verursacht laut Umweltbundesamt gut ein Drittel des gesamten Energieverbrauchs in Deutschland. Diesem Bereich kommt daher eine entscheidende Rolle bei der Energiewende zu. Zwar ist auch hier der Übergang zu regenerativen Energieträgern in Gang gekommen, deren Anteil stagniert jedoch seit bald zehn Jahren bei gerade einmal 14 Prozent. In Großstädten mit umfassend ausgebauten Systemen zur Fernwärmeversorgung ist der Anteil regenerativer Energie häufig noch deutlich geringer. Gerade hier braucht es deshalb dringend Lösungen für eine klimaneutrale Umstellung des Wärmesektors.

„Die mitteldeutsche Region ist durch eine jahrzehntelange wirtschaftliche Orientierung auf die Gewinnung, Verarbeitung und Verstromung von Braunkohle geprägt. Mit dem vom Bundestag beschlossenen Kohleausstieg bis 2038 steht sie daher vor enormen Herausforderungen. Durch die bisherige Fernwärmeversorgung Leipzigs aus dem Kraftwerk Lippendorf ist auch die Stadt von dem angestrebten Kohleausstieg unmittelbar betroffen“, umschreibt Markus Krabbes, Professor für Informationssysteme an der HTWK Leipzig, die Ausgangslage. Eine Vision der Forscherinnen und Forscher ist, das gesamte Jahr hindurch überschüssige Wärme so zu speichern, so dass sie im Winter fürs Heizen wiederverwendet werden kann.

Städte und Regionen müssen Wärmewende gemeinsam umsetzen

Mit dem Fokus auf eine klimaneutrale Transformation des urbanen und regionalen Wärmesektors in der Region Borna-Leipzig-Bitterfeld wollen die Partner im Projekt RegioZukunft:Wärme dazu beitragen, innovative und nachhaltige Technologien der Wärmeenergieversorgung zu erforschen, zu entwickeln und zu etablieren. „Ich freue mich auf die gefundene Konstellation aus den Standorten Leipzig, Borna und Bitterfeld, denn Städte werden ihre Strom- und Wärmeversorgung nur im Verbund mit ihrer Region klimaneutral umsetzen können. Wir wollen ökonomisch effiziente, ökologisch nachhaltige, sozial verträgliche und versorgungssichere Konzepte zur Wärme- und Kälteversorgung von Städten und Stadtregionen entwickeln“, so der UFZ-Stadtsoziologe Prof. Dieter Rink.

Die Basis für eine erfolgreiche Umsetzung dieser Vision bilden die bisherigen Forschungsprojekte der HTWK Leipzig und des UFZ zur künftigen Gestaltung des Wärmeenergiesektors. Hierzu zählen beispielsweise Forschungen zur dezentralen Wärmeversorgung für Stadtquartiere durch oberflächennahe Geothermie sowie Kooperationen mit weiteren Einrichtungen der Region im Rahmen der Leipziger Digital-Hub-Initiative „Smart Infrastructure“. Kai-Uwe Blechschmidt, Vorsitzender des NEU e.V., betont: „Langfristig wollen wir durch die Entwicklung neuer Wärmegewinnungs- und Wärmespeichertechnologien und den Ausbau der nutzbaren Kapazitäten sowie deren systemische Verknüpfung auch Perspektiven für die Wertschöpfung und die Beschäftigung in einer Region im Strukturwandel schaffen.“

Mit dem Programm „WIR! – Wandel durch Innovation in der Region“ gibt das Bundesministerium für Bildung und Forschung den Anstoß für neue regionale Bündnisse und einen nachhaltigen innovationsbasierten Strukturwandel in allen strukturschwachen Regionen Deutschlands. Eins der bewilligten 44 WIR!-Bündnisse der 2. Förderrunde ist das Projekt „RegioZukunft:Wärme“.

_{Autorin: Dr. Rebecca Schweier}

„Die Karte soll Bürgerinnen und Bürgern helfen, das Risiko eines Schadensereignisses besser einzuschätzen und Schutzmaßnahmen für betroffene Gebäude in Betracht zu ziehen“, erläutert der Leiter des Leipziger Verkehrs- und Tiefbauamtes, Michael Jana, die Idee der Karte. Entwickelt wurde die Anwendung von der Stadt Leipzig und den Leipziger Wasserwerken unter wissenschaftlicher Begleitung des Instituts für Wasserbau und Siedlungswasserwirtschaft der Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig im gemeinsamen Projekt „KAWI-L – Kommunale Anpassungsstrategien für wassersensible Infrastrukturen in Leipzig“.

„Die klassische Ableitung über die Kanalisation stellt nicht die alleinige Lösung für den Umgang mit zunehmend heftigen und kleinräumigen Regenereignissen dar“, erklärt der Technische Geschäftsführer der Wasserwerke, Dr. Ulrich Meyer. „Die Kanalisation flächendeckend auf die selten und zumeist lokal begrenzten Starkregen auszulegen, ist aufgrund des Platzmangels im Untergrund schwer umsetzbar und zudem wirtschaftlich nicht vertretbar. Die Kanäle wären dann für den Normalbetrieb viel zu groß.“ Daher müsse das Niederschlagswasser mithilfe von anderen Maßnahmen und im Zusammenspiel von Kommune, Abwasserentsorger und dem Grundstückseigentümer intelligent bewirtschaftet, das heißt, zurückgehalten, versickert oder gespeichert werden.

„Die wassersensible Stadtentwicklung ist ein wichtiger Baustein im Umgang mit den aktuellen Klimaentwicklungen“, betont der Leiter des Amtes für Umweltschutz und amtierende Leiter des Referates für Nachhaltige Entwicklung und Klimaschutz, Peter Wasem. Flächen, auf die Niederschläge fallen und die potentiell zum Rückhalt, zur Verdunstung oder Versickerung geeignet sind, können bei entsprechender Planung Überflutungsrisiken abfedern. „Der Schutz vor Überflutung durch Oberflächenwasser ist Gemeinschaftsaufgabe von Kommune, Bürgern und weiteren Akteuren“, sagt Wasem. Bürgerinnen und Bürger könnten durch die Entsiegelung von Flächen in Höfen oder Einfahrten oder die Begrünung von Dächern auch selbst aktiv werden. Die Karte wurde auf der Grundlage dynamischer modelltechnischer Computersimulationen erstellt.

Die aus den Modellberechnungen abgeleiteten Szenarien versuchen dabei nicht, ein reales Ereignis abzubilden, sondern sie zeigen die Gefahren auf, die bei verschiedenen Starkregenereignissen auftreten können. Grundlage für die Berechnungen ist ein digitales Geländemodell mit 2 x 2-Meter-Raster von Leipzig. Im Geländemodell sind Höheninformationen, die aus einer Laserscanbefliegung vom Staatsbetrieb Geobasisinformation und Vermessung Sachsen aus dem Jahr 2010 abgeleitet wurden, sowie Oberflächenbefestigungsinformationen aus einer Befliegung aus dem Jahr 2018 enthalten. Normale Regenereignisse werden nicht abgebildet.

Im Gegensatz zu Hochwasser-Gefahrenkarten hat die Starkregen-Gefahrenkarte keinen eigenen Rechtscharakter und zieht keine Bauverbote nach sich. Haus- und Grundstückseigentümer, die wissen wollen, wie stark ihr Grundstück gefährdet ist und Vorsorge betreiben wollen, können über die Karte eine grundstücksbezogene Detailauskunft beantragen. Erschließende und Bauwillige werden im Rahmen der notwendigen Antragstellungen beraten. Die Koordination der Anfragen und die damit verbundene Beratung innerhalb Stadtverwaltung und Wasserwerken übernehmen die Leipziger Wasserwerke.

Der Schwerpunkt der sächsischen Games-Szene liegt in Leipzig. Das ergab eine systematische Befragung von Beschäftigten der Games-Branche in Sachsen. Die Befragung ist Teil eines Gutachtens über diesen Wirtschaftszweig, das Prof. Gabriele Hooffacker von der Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig (HTWK Leipzig) und der Kommunikationswissenschaftler Dr. Benjamin Bigl im Auftrag der Stadt Leipzig im ersten Halbjahr 2020 erstellten. Mehr als einhundert Personen nahmen an der Befragung teil, etwa die Hälfte beantwortete alle Fragen.

„Digitale Spiele sind seit mehr als vierzig Jahren ein globaler Wachstumsmarkt, sowohl im Hinblick auf die Nutzungszahlen als auch auf den Umsatz. In Deutschland wurden 2018 rund 4,4 Milliarden Euro mit Computer- und Videospielen und mit Games-Hardware erwirtschaftet. Doch nur 4 Prozent der Umsatzerlöse entfallen auf Spieleentwicklungen aus Deutschland, und das, obwohl mehr als 34 Millionen Menschen hierzulande Games spielen. Die zentralen Erlöse der Wertschöpfungskette finden also außerhalb Deutschlands und vor allem außerhalb Sachsens statt“, ordnet Hooffacker ein.

So ist die sächsische Games-Branche aufgestellt

Über die sächsische Games-Szene war bislang wenig bekannt. Mit dem vorliegenden Gutachten hat sich das nun geändert: „Die sächsische Games-Szene besteht vorwiegend aus Kleinst- und Kleinunternehmen“, so Benjamin Bigl. Dabei sind die Beschäftigten überdurchschnittlich gut ausgebildet: Rund drei Viertel verfügen mindestens über einen Hochschulabschluss. Allerdings lebt rund ein Fünftel mit einem Einkommen unterhalb des Existenzminimums. Die Hälfte der Befragten findet es schwer, in der Region ihr Einkommen zu sichern. Entsprechend wünschen sich viele Befragte passgenaue regionale Förderprogramme, da sie meist aus Sachsen stammen und gerne in ihrer Heimat arbeiten möchten.

„Nur jedes vierte befragte Unternehmen beurteilt den Freistaat derzeit als wirtschaftlich attraktiv“, so Bigl. Dabei wird der Standort prinzipiell positiv bewertet, vor allem hinsichtlich der Faktoren Lebensqualität und Freizeitmöglichkeiten, Vereinbarkeit von Familie und Beruf sowie den Möglichkeiten der kreativen Entfaltung. Defizite sieht die Branche vor allem in der technisch-digitalen Infrastruktur, der Verfügbarkeit von qualifiziertem Personal sowie den Informations- und Förderangeboten von Stadt und Land.

Innerhalb Sachsens ist Leipzig der wichtigste Games-Standort. Das liegt auch an den Vernetzungsmöglichkeiten: An der HTWK Leipzig kommen jedes Jahr bis zu 3.000 Games-Begeisterte mit Entwicklerinnen und Entwicklern bei der „Langen Nacht der Computerspiele“ zusammen. Bis 2008 fand in Leipzig die Branchenmesse Games Convention statt; seit 2016 gibt es mit der Dreamhack ein jährliches Games- und E-Sport-Festival in der Messestadt.

Gezielte Förderung nötig

„Um die sächsische Games-Branche mit Schwerpunkt in Leipzig in ihrem Wachstum voranzubringen und nachhaltig zu fördern, sind gezielte Maßnahmen notwendig“, sagt Gabriele Hooffacker. Öffentliche Förderangebote sollten die aktuellen Entwicklungen und Trends wie beispielsweise Gamification und App-Entwicklung, Mobile Gaming, 3D- und Virtual-Reality-Technologien sowie den E-Sport in besonderer Weise unterstützen.

Fünf Mal mehr Frauen als Männer gaben in der Befragung an, sich derzeit in der Gründungsphase für eine Selbstständigkeit zu befinden. „Dies deutet auf einen besonderen und wichtigen Förderbedarf von Gründerinnen hin“, folgert Bigl.

Uwe Albrecht, Bürgermeister für Wirtschaft, Arbeit und Digitales der Stadt Leipzig, möchte die sächsische Games-Branche auf dem Weg von einer Nischenbranche hin zu einem wirtschaftlich relevanten Cluster unterstützen. „Dazu wollen wir die Verbindung zwischen Politik, Verwaltung, Unternehmen und Hochschulen stärken. Die gut ausgebildeten Hochschulabsolventen wollen und sollen in der Region bleiben. Dies erfordert attraktive Angebote. Notwendige Strukturentwicklungen können auf kommunaler Ebene initiiert, müssen aber auf Landesebene finanziert werden. Die vorliegende Studie bietet hierfür gute Argumente.“

Friedrich Lüder, Vorstand des Games und XR Mitteldeutschland e. V.: „Leipzig hat mit der Studie einen wichtigen Impuls gesetzt und zeigt, dass die sächsische Gamewirtschaft noch viel Wachstumsraum für kreative und innovative Unternehmen bietet. Sie ist eine Zukunftsbranche, auf die wir nicht verzichten können. Der Freistaat muss die geplanten Fördergelder für die Gaming-Branche bereitstellen.“

_{Autorin: Dr. Rebecca Schweier}

„Ebenso wie niemand in Deutschland möchte, dass nationale Gesetze in Ungarn, Polen, Italien oder Österreich deutsche Medienanbieter beschränken, müssen auch die deutschen Gesetzgeber die Grenzen des europarechtlichen Herkunftslandprinzips beachten. Sitzen Facebook, Youtube und Twitter in anderen EU-Mitgliedstaaten wie beispielsweise Irland, können Maßnahmen gegen solche Sozialen Netzwerke aufgrund deutscher Gesetze allenfalls im Einzelfall und unter engen Ausnahmevoraussetzungen erfolgen.

Das berücksichtigen Regelwerke wie das Netzwerkdurchsetzungsgesetz des Bundes und der Medienstaatsvertrag der Länder nicht hinreichend. Die Gesetze sind insoweit unionsrechtswidrig. Die EU-Kommission hat sich hierzu bereits kritisch geäußert und es ist nicht unwahrscheinlich, dass spätestens die noch ausstehende Befassung des Europäischen Gerichtshofs – wie zuletzt bei der deutschen Pkw-Maut – das Aus für die aktuelle deutsche Mediengesetzgebung bedeuten wird“, so Liesching.