Dr.-Ing.

Albrecht, Stefan

Filters

Reset filters

Settings
Now showing 1 - 10 of 45
No Thumbnail Available
Publication

Reliability as a Key Driver for a Sustainable Design of Adaptive Load-Bearing Structures

2022 , Efinger, D. , Ostertag, A. , Dazer, M. , Borschewski, D. , Albrecht, S. , Bertsche, B.

The consumption of construction materials and the pollution caused by their production can be reduced by the use of reliable adaptive load-bearing structures. Adaptive load-bearing structures are able to adapt to different load cases by specifically manipulating internal stresses using actuators installed in the structure. One main aspect of quality is reliability. A verification of reliability, and thus the safety of conventional structures, was a design issue. When it comes to adaptive load-bearing structures, the material savings reduce the stiffness of the structure, whereby integrated actuators with sensors and a control take over the stiffening. This article explains why the conventional design process is not sufficient for adaptive load-bearing structures and proposes a method for demonstrating improved reliability and environmental sustainability. For this purpose, an exemplary adaptive load-bearing structure is introduced. A linear elastic model, simulating ten sion in the elements of the adaptive load-bearing structure, supports the analysis. By means of a representative local load-spectrum, the operating life is estimated based on Woehler curves given by the Eurocode for the critical notches. Environmental sustainability is increased by including reliability and sustainability in design. For an exemplary high-rise adaptive load-bearing structure, this increase is more than 50%.

View
No Thumbnail Available
Publication

The 10th International Conference on Life Cycle Management 2021 - Stuttgart, Germany, September 05-08, 2021

2021 , Fischer, M. , Barkmeyer, M. , Albrecht, S. , Braune, A. , Leistner, P. , Seifert, R. , Kreissig, J.

View
No Thumbnail Available
Publication

Sozioökonomische Nachhaltigkeitsbewertung

2020 , Knüpffer, Eva , Krieg, Hannes , Albrecht, Stefan , Springer, Sally

In diesem Kapitel werden Grundlagen, Forschungsstand und Methoden zur sozioökonomischen Nachhaltigkeitsbewertung von Biokunststoffen vorgestellt. Zunächst wird das Ziel für diese Bewertung formuliert. Basierend auf Literaturrecherchen und ExpertInnenmeinungen wird dann ein geeignetes Indikatorenset für die sozioökonomischen Auswirkungen von Biokunststoffen bzw. Bioökonomie vorgestellt. Die ausgewählten Indikatoren werden unter anderem anhand des von der Abteilung Life Cycle Engineering (GaBi) entwickelten Ansatzes Life Cycle Working Environment (LCWE) bewertet. Die methodischen Grundlagen und Anwendungsmöglichkeiten werden dargestellt und diskutiert. Als Proof of Concept wird das vorgestellte Indikatorenset im Rahmen eines Materialvergleichs und einer Fallstudie anhand der beschriebenen Methoden ausgewertet. Abschließend werden Handlungsempfehlungen für AnwenderInnen formuliert und ein Ausblick gegeben, welche weiterführenden Ansätze für eine ganzheitliche Nachhaltigkeitsbewertung berücksichtigt oder entwickelt werden könnten.

View
No Thumbnail Available
Publication

Zu Ende gedacht bewerten. Integration nachhaltiger Faktoren in die Bewertung von Investitionsobjekten

2020 , Ilg, Robert , Albrecht, Stefan , Fischer, Matthias , Wimmer, Konrad , Ender, Manuela

Die COVID-19-Pandemie und ihre Folgen haben die Transformation der Gesellschaft und Wirtschaft hin zu mehr Nachhaltigkeit auf den ersten Blick verzögert, wenn nicht gar gebremst. Auf der Tagesordnung fanden sich im ersten Halbjahr 2020 dringlichere Punkte. Auf den zweiten Blick stellt man jedoch fest, dass die Entwicklung sogar Fahrt aufgenommen hat. Mehr noch: Die gewaltigen Finanzmittel, die die Politik in den ""Wiederaufbau"" investieren wird, um die wirtschaftlichen Pandemieeffekte zu mildern beziehungsweise zu kompensieren, entpuppen sich als eine entscheidende Weichenstellung. Ziel muss es sein, die Finanzströme in erster Linie in nachhaltige Investitionsobjekte zu lenken. Die Szenarien auf die weltweite BIP-Entwicklung, die das ""Network for Greening the Financial System""(NGFS) im Juni 2020 vorlegt, sind beeindruckend und bedrückend genug (vgl. Abbildung 1: ""Orderly"" beziehungsweise ""Disorderly"" stehen für rechtzeitiges geordnetes politisches Handeln beziehungsweise für einen verzögerten Start ab 2030; ""Hot house world"" entspricht dem bloßen Fortschreiben bisheriger Maßnahmen mit der Folge der Erwärmung um plus drei Prozent bis 2080). Die Kreditwirtschaft nimmt ganz offensichtlich eine Schlüsselrolle bei der Transformation ein, da die Kreditvergabeentscheidung ausgezeichnet geeignet ist, zwischen - plakativ formuliert - grünen und grauen Investitionen zu selektieren. Letztere sollten abgelehnt oder mit einem hohen Zinsaufschlag versehen werden. Diese Preisgestaltung ist überdies aus betriebswirtschaftlicher Sicht zwingend notwendig, denn bei den grauen Investitionen drohen hohe Kreditausfällein der Zukunft.

View
No Thumbnail Available
Publication

Cooperation of young researchers from science and industry - life cycle assessment in theory and practice

2021 , Albrecht, Stefan , Fischer, Matthias

This preface introduces the contributions from young scientists and researchers participating in the 15th Ökobilanzwerkstatt in Stuttgart. It provides an overview of the growing relevance of establishing environmental aspects as a guideline in science, industry and politics. This results in an increased need to anchor life cycle assessments in the training of young scientists. Afterwards, the highlights of the Ökobilanzwerkstatt 2019 are presented and the topics of the publication in this book are introduced.

View
No Thumbnail Available
Publication

The dilemma of balancing design for impact sound with environmental performance in wood ceiling systems - A building physics perspective

2021 , Müller, Theresa , Borschewski, David Sven , Albrecht, Stefan , Leistner, Philip , Späh, Moritz

Due to the high consumption of resources and energy in the construction sector, the development of resource-efficient and sustainable construction solutions is gaining increasing attention. The awareness of sustainability and resource conservation results in the interest of using natural and renewable materials in contemporary architecture. Timber construction methods offer both constructive and ecological potential for sustainable solutions. From a building physics perspective, the acoustic performance of lightweight buildings, such as those made of timber, presents a challenge. Even if standard requirements are met, the increased low-frequency sound transmission typical for light-weight construction can cause discomfort and is already the subject of questions in building physics, which are currently increasingly extending to timber construction. Within the framework of a holistic approach, this paper compares the problem of acoustic properties, design optimizations and the ecological properties of timber-frame and solid timber construction components. The comparison with heavy materials, such as concrete, shows the relation of acoustic optimization with the change of the environmental profile. In order to establish the interaction between acoustic quality of wooden ceiling constructions and their ecological characteristics, this article aims to demonstrate the potential of materials used in the building sector under ecological aspects considering a life cycle analysis.

View
No Thumbnail Available
Publication

Reliable design of adaptive load-bearing structures with focus on sustainability

2020 , Ostertag, Andreas , Dazer, Martin , Bertsche, Bernd , Schlegl, Friederike , Albrecht, Stefan , Leistner, Philip , Gienger, Andreas , Wagner, Julia , Tarín, Cristina , Sawodny, Oliver

Nowadays large amounts of raw materials are used in the building industry. Conventional design methods for passive constructions are at the limit of what's permissible according to standard and oversized for most of their design life. In order to reduce the consumption of raw material and the environmental impact caused by its production, an actuation of the load-bearing structure is a possible way forward. Such a structure is able to adapt to different load cases by specifically manipulating internal stresses using actuators installed in the structure. This paper introduces a design procedure applied to an adaptive high-rise load-bearing structure demonstrating reliability and includes the changing environmental impact. The trade-off between oversizing, which leads to high reliability and savings of raw material for minimal environmental impact needs to be solved for unique structures with quantity one. By use of a linear-elastic model the effect of wind loads is simulated and actuator forces and tensions were calculated. In the total balance the energy consumption of the actuators and its related greenhouse gas emissions as well as the intended savings due to the reduced need for raw materials in production is included. In conclusion, replacing building material with energy can be a promising way forward on the condition, that electric energy will become increasingly environmentally friendly in the near future, whereas natural resources for materials are limited.

View
No Thumbnail Available
Publication

Plastik-Index PLIX macht Verpackungen vergleichbar

2021 , Adel, F. van den , Scagnetti, C. , Lorenz, M. , Krieg, H. , Albrecht, S.

Der Plastik-Index (PLIX) bietet Konsumierenden und Unternehmen ein verständliches Instrument zur Bewertung von Kunststoffverpackungen und zum Vergleich von Kunststoffverpackungen. Der PLIX befähigt Konsumierende, ihren Verpackungsverbrauch zu reduzieren und Unternehmen in Handel und Logistik, ihren gesamten ökologischen Fußabdruck zu minimieren. Die Bewertungskriterien für den PLIX sind die Verpackungsmenge, die Rezyklierfähigkeit und deren Umweltwirkung; die daraus resultierende Bewertung wird in einem ""best case"" bis ""worst case"" Szenario dargestellt. Unter Berücksichtigung des Lebenszyklusgedankens wird die Verpackung von ""Cradle to Gate"", also vom Rohstoffabbau bis zum Point of Sale im Einzelhandel berücksichtigt. In der vorliegenden Fallstudie dient der PLIX als Instrument zum Vergleich verschiedener Verpackungen innerhalb der Produktgruppe Tomaten. Grundsätzlich ist der PLIX jedoch auch für Anwendungsfälle außerhalb des Lebensmittelbereiches geeignet.

View
No Thumbnail Available
Publication

Environmental impacts of renewable insulation materials

2021 , Geß, Andreas , Lorenz, Manuel , Tolsdorf, Anna , Albrecht, S.

According to the IEA Global Status Report for Buildings and Construction 2019, one of the main industry sectors causing environmental impacts is the construction sector. Hence, construction materials from renewable resources are expected to have a large potential to decrease these impacts. In this study, a Life Cycle Assessment (LCA) was conducted for four different insulation materials from renewable feedstock: insulation made from pasture grass, seaweed, reed, and recycled jute fibres. Additionally, the effects on land use change were evaluated for pasture grass insulation using the LANCA® methodology. To put the LCA results in relation to those of nonrenewable resources, a comparison of standardized LCA values for conventional insulation materials is presented. In general, the renewable insulation materials show fewer environmental impacts than their conventional counterparts. In particular, these materials have advantages regarding greenhouse gas emissions and their impact on climate change. Of the analyzed materials, seaweed showed the overall lowest emissions. It can be concluded that insulation materials from non-mineral, non-fossil, and non-wooden resources are still fairly niche in terms of market share, but they have extraordinary potential in decreasing the environmental impacts of construction ventures.

View
No Thumbnail Available
Publication

Dokumentation des CO2-Umweltrechners 2020

2020 , Gehring, Florian , Albrecht, Stefan , Fischer, Matthias , Ilg, Robert

Frisches Obst und Gemüse sind aus dem Einzelhandel nicht mehr wegzudenken. Die ganzjährige Bereitstellung bedingt dabei komplexe logistische Prozesse, bei denen größtenteils zwei unterschiedlicheVerpackungssysteme eingesetzt werden: Mehrwegverpackungen aus Kunststoff (Reusable Plastic Crates - RPC) sowie Einwegverpackungen aus Kartonagen (Cardboard Boxes -CB). Im Auftrag der Stiftung Initiative Mehrweg (SIM) erstellte das Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP, Abteilung Ganzheitliche Bilanzierung GaBi, im Jahr 2018 die Studie »Carbon Footprint von Verpackungssystemen für Obst- und Gemüsetransporte in Europa«. Die Studie wurde zur Quantifizierung der Treibhausgasemissionen beider Verpackungssysteme unter den Vorgaben der Normen ISO 140402 und ISO 140443 erstellt. Dadurch trägt die Studie zur Entscheidungsunterstützung von Marktteilnehmern bei und kann einen Beitrag zu betrieblichen Nachhaltigkeitsberichten (wie z.B. GRI4 oder GHG Protocol5) leisten. Die Bewertung des Carbon Footprints geht Hand in Hand mit der Bewertung der Klimaänderung des Klimawandels. Die Europäische Kommission empfiehlt hierzu die Wirkungskategorie »Climate Change«. Mit der Umsetzung des CO2-Umweltrechners stellt die Stiftung Initiative Mehrweg den Marktbeteiligten und der Öffentlichkeit einen CO2-Umweltrechner zur Verfügung, der den Nutzern erlaubt, bedienerfreundlich und individuell den Carbon Footprints einer eingegebenen Transportaufgabe zu berechnen.

View