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Weimar Open Access

This research aims to model soil temperature (ST) using machine learning models of multilayer perceptron (MLP) algorithm and support vector machine (SVM) in hybrid form with the Firefly optimization algorithm, i.e. MLP-FFA and SVM-FFA. In the current study, measured ST and meteorological parameters of Tabriz and Ahar weather stations in a period of 2013–2015 are used for training and testing of the studied models with one and two days as a delay. To ascertain conclusive results for validation of the proposed hybrid models, the error metrics are benchmarked in an independent testing period. Moreover, Taylor diagrams utilized for that purpose. Obtained results showed that, in a case of one day delay, except in predicting ST at 5 cm below the soil surface (ST5cm) at Tabriz station, MLP-FFA produced superior results compared with MLP, SVM, and SVM-FFA models. However, for two days delay, MLP-FFA indicated increased accuracy in predicting ST5cm and ST 20cm of Tabriz station and ST10cm of Ahar station in comparison with SVM-FFA. Additionally, for all of the prescribed models, the performance of the MLP-FFA and SVM-FFA hybrid models in the testing phase was found to be meaningfully superior to the classical MLP and SVM models.

Advances in information and communication technologies such as the Internet have driven a great transformation in the interactions between individuals and the urban environment. As the use of the Internet in cities becomes more intense and diverse, there is also a restructuring of urban space, which is experienced by groups in society in various ways, according to the specificity of each context. Accordingly, large Internet companies have emerged as new players in the processes of urbanization, either through partnerships with the public administration or through various services offered directly to urban residents. Once these corporations are key actors in the digitalization of urban services, their operations can affect the patterns of urban inequality and generate a series of new struggles over the production of space. Interested in analyzing this phenomena from the perspective of civil society, the present Master Thesis examined a social movement that prevented Google to settle a new startup campus in the district of Kreuzberg, in Berlin. By asking why Google was not welcome in that context, this study also sought to understand how internet, as well as its main operators, has affected everyday life in the city. Thus, besides analyzing the movement, I investigated the particularities of the urban context where it arose and the elements that distinguish the mobilization’s opponent. In pursuit of an interdisciplinary approach, I analyzed and discussed the results of empirical research in dialogue with critical theories in the fields of urban studies and the Internet, with emphasis on Castells' definitions of urban social movements and network society (1983, 2009, 2015), Couldry's and Mejias' (2019) idea of data colonialism, Lefèbvre's (1991, 1996) concepts of abstract space and the right to the city, as well as Zuboff's (2019) theory of surveillance capitalism. The case at hand has exposed that Google plays a prominent role in the way the Internet has been developed and deployed in cities. From the perspective accessed, the current appropriation of Internet technologies has been detrimental to individual autonomy and has contributed to intensifying existing inequalities in the city. The alternative vision to this relies mainly on the promotion of decentralized solidarity networks.

Heart disease is one of the most common diseases in middle-aged citizens. Among the vast number of heart diseases, coronary artery disease (CAD) is considered as a common cardiovascular disease with a high death rate. The most popular tool for diagnosing CAD is the use of medical imaging, e.g., angiography. However, angiography is known for being costly and also associated with a number of side effects. Hence, the purpose of this study is to increase the accuracy of coronary heart disease diagnosis through selecting significant predictive features in order of their ranking. In this study, we propose an integrated method using machine learning. The machine learning methods of random trees (RTs), decision tree of C5.0, support vector machine (SVM), and decision tree of Chi-squared automatic interaction detection (CHAID) are used in this study. The proposed method shows promising results and the study confirms that the RTs model outperforms other models.

Die Ruine der Barfüßerkirche in Erfurt stellt eine der letzten Erinnerungen an die Zerstörungen der Stadt im Zweiten Weltkrieg dar. Sie wird bis heute temporär und saisonal kulturell genutzt. Im Rahmen eines Studienprojektes im Sommersemester 2019 wurden an der Bauhaus-Universität Weimar, betreut durch die Professur Denkmalpflege und Baugeschichte und unterstützt vom Initiativkreis Barfüßerkirche, Nutzungskonzepte für ein Museum für Mittelalterkunst und für einen Tagungsort untersucht. Der vorliegende Band dokumentiert die 14 studentischen Entwürfe, die für ein Weiterbauen an der Barfüßerkirche entstanden sind.

Die im Jahr 2020 in Deutschland praktizierte Siedlungs- und Wohnungspolitik erhält in Anbetracht ihrer Auswirkungen auf die soziale und ökologische Lage einen bitteren Beigeschmack. Arm und Reich triften weiter auseinander und einer zielgerichteten ökologischen Transformation der Art und Weise, wie Stadtentwicklung und Wohnungspolitik gestaltet werden,stehen noch immer historisch und systemisch bedingte Pfadabhängigkeiten im Weg. Diese werden nur durch eine integrierte Betrachtung sozialer und ökonomischer Aspekte sichtbar und deuten auf eine der ursprünglichen Fragen linker Gesellschaftsforschung hin: Die Auseinandersetzung mit dem Verhältnis von Eigentum und Gerechtigkeit. Im Ergebnis stehen drei wesentliche Befunde: Der Diskurs zum Schutz des Klimas und der Biodiversität berührt direkt die Parameter Dichte, Nutzungsmischung und Flächeninanspruchnahme; zweitens steigt letztere relativ mit erhöhtem, individuell verfügbaren Kapital und insbesondere im selbstgenutztem Eigentum gegenüber Mietwohnungen; und drittens wächst der Eigentumsanteil mit fortschreitender Finanzialisierung des Wohnungsmarktes, sodass das Risiko sozialer und ökologischer Krisen sich verschärft.

Temporary changes in precipitation may lead to sustained and severe drought or massive floods in different parts of the world. Knowing the variation in precipitation can effectively help the water resources decision-makers in water resources management. Large-scale circulation drivers have a considerable impact on precipitation in different parts of the world. In this research, the impact of El Niño-Southern Oscillation (ENSO), Pacific Decadal Oscillation (PDO), and North Atlantic Oscillation (NAO) on seasonal precipitation over Iran was investigated. For this purpose, 103 synoptic stations with at least 30 years of data were utilized. The Spearman correlation coefficient between the indices in the previous 12 months with seasonal precipitation was calculated, and the meaningful correlations were extracted. Then, the month in which each of these indices has the highest correlation with seasonal precipitation was determined. Finally, the overall amount of increase or decrease in seasonal precipitation due to each of these indices was calculated. Results indicate the Southern Oscillation Index (SOI), NAO, and PDO have the most impact on seasonal precipitation, respectively. Additionally, these indices have the highest impact on the precipitation in winter, autumn, spring, and summer, respectively. SOI has a diverse impact on winter precipitation compared to the PDO and NAO, while in the other seasons, each index has its special impact on seasonal precipitation. Generally, all indices in different phases may decrease the seasonal precipitation up to 100%. However, the seasonal precipitation may increase more than 100% in different seasons due to the impact of these indices. The results of this study can be used effectively in water resources management and especially in dam operation.

Vor dem Hintergrund einer stetig wachsenden Nachfrage an Beton wie auch ambitionierter Reduktionsziele beim in der Zementproduktion anfallenden CO2 gelten calcinierte Tone als derzeit aussichtsreichste technische Neuerung im Bereich nachhaltiger Bindemittelkonzepte. Unter Ausnutzung ihrer Puzzolanität soll ein erheblicher Teil der Klinkerkomponente im Zement ersetzt werden, wobei der zu ihrer Aktivierung notwendige Energiebedarf vergleichsweise niedrig ist. Wesentliche Vorteile der Tone sind ihre weltweit nahezu unbegrenzte Verfügbarkeit sowie der äußerst geringe rohstoffbedingte CO2-Ausstoß während der Calcinierung. Schwierigkeiten auf dem Weg der Umsetzung bestehen allerdings in der Vielseitigkeit des Systems, welches durch eine hohe Varietät der Rohtone und des daraus folgenden thermischen Verhaltens gekennzeichnet ist. Entsprechend schwierig ist die Übertragbarkeit von Erfahrungen mit bereits etablierten calcinierten Tonen wie dem Metakaolin, der sich durch hohe Reinheit, einen aufwendigen Aufbereitungsprozess und eine entsprechend hohe Reaktivität auszeichnet. Ziel der Arbeit ist es daher, den bereits erlangten Kenntnisstand auf andere, wirtschaftlich relevante Tone zu erweitern und deren Eignung für die Anwendung im Beton herauszuarbeiten. In einem mehrstufigen Arbeitsprogramm wurde untersucht, inwieweit großtechnisch nutzbare Tone aktivierbar sind und welche Eigenschaften sich daraus für Zement und Beton ergeben. Die dabei festgestellte Reihenfolge Kaolinit > Montmorillonit > Illit beschreibt sowohl die Reaktivität der Brennprodukte als auch umgekehrt die Höhe der optimalen Calciniertemperatur. Auch wandelt sich der Charakter der entstandenen Metaphasen in dieser Abfolge von röntgenamorph und hochreaktiv zu glasig und reaktionsträge. Trotz dieser Einordnung konnte selbst mit dem Illit eine mit Steinkohlenflugasche vergleichbare Puzzolanität festgestellt werden. Dies bestätigte sich anschließend in Parameterversuchen, bei denen die Einflüsse von Rohstoffqualität, Calcinierung, Aufbereitung und Zement hinsichtlich der Reaktivitätsausbeute bewertet wurden. Die Bandbreite der erzielbaren Qualitäten ist dabei immens und gipfelt nicht zuletzt in stark unterschiedlichen Wirkungen auf die Festbetoneigenschaften. Hier machte sich vor allem die für Puzzolane typische Porenverfeinerung bemerkbar, sodass viele von Transportvorgängen abhängige Schadmechanismen unterdrückt wurden. Andere Schadex-positionen wie der Frostangriff ließen sich durch Zusatzmaßnahmen wie dem Eintrag von Luftporen beherrschen. Zu bemängeln sind vor allem die schlechte Verarbeitbarkeit kaolinitischer Metatone wie auch die für Puzzolane stark ausgeprägte Carbonatisierungsneigung. Wesentliches Ergebnis der Arbeit ist, dass auch Tone, die bisher als geringwertig bezüglich des Aktivierungspotentials galten, nutzbare puzzolanische Eigenschaften entwickeln können. So kann selbst ein stark verunreinigter Illit-Ton die Qualität von Flugasche erreichen. Mit stei-gendem Tonmineralgehalt sowie bei Präsens thermisch instabilerer Tonminerale wie Mont-morillonit und Kaolinit erweitert sich das Spektrum nutzbarer Puzzolanitäten bis hin zur hochreaktiven Metakaolin-Qualität. Damit lassen sich gute bis sehr gute Betoneigenschaften erzielen, sodass die Leistungsfähigkeit etablierter Kompositmaterialien erreicht wird. Somit sind die Voraussetzungen für eine umfangreiche Nutzung der erheblichen Tonmengen im Zement und Beton gegeben. Entsprechend können Tone einen effektiven Beitrag zu einer gesteigerten Nachhaltigkeit in der Baustoffproduktion weltweit leisten.

Die Mahlung als Zerkleinerungsprozess stellt seit den Anfängen der Menschheit eine der wichtigsten Verarbeitungsformen von Materialien aller Art dar - von der Getreidemahlung, über das Aufschließen von Heilkräutern in Mörsern bis hin zur Herstellung von Tonern für Drucker und Kopierer. Besonders die Zementmahlung ist in modernen Gesellschaften sowohl ein wirtschaftlicher als auch ein ökologischer Faktor. Mehr als zwei Drittel der elektrischen Energie der Zementproduktion werden für Rohmehl- und Klinker- bzw. Kompositmaterialmahlung verbraucht. Dies ist nur ein Grund, warum der Mahlprozess zunehmend in den Fokus vieler Forschungs- und Entwicklungsvorhaben rückt. Die Komplexität der Zementmahlung steigt im zunehmenden Maße an. Die simple „Mahlung auf Zementfeinheit“ ist seit langem obsolet. Zemente werden maßgeschneidert, mit verschiedensten Kombinationsprodukten, getrennt oder gemeinsam, in unterschiedlichen Mahlaggregaten oder mit ganz neuen Ansätzen gefertigt. Darüber hinaus gewinnt auch der Sektor des Baustoffrecyclings, mit allen damit verbundenen Herausforderungen, immer mehr an Bedeutung. Bei der Fragestellung, wie der Mahlprozess einerseits leistungsfähige Produkte erzeugen kann und andererseits die zunehmenden Anforderungen an Nachhaltigkeit erfüllt, steht das Mahlaggregat im Mittelpunkt der Betrachtungen. Dementsprechend gliedert sich, neben einer eingehenden Literaturrecherche zum Wissensstand, die vorliegende Arbeit in zwei übergeordnete Teile: Im ersten Teil werden Untersuchungen an konventionellen Mahlaggregaten mit in der Zementindustrie verwendeten Kernprodukten wie Portlandzementklinker, Kalkstein, Flugasche und Hüttensand angestellt. Um eine möglichst effektive Mahlung von Zement und Kompositmaterialien zu gewährleisten, ist es wichtig, die Auswirkung von Mühlenparametern zu kennen. Hierfür wurde eine umfangreiche Versuchsmatrix aufgestellt und abgearbeitet. Das Spektrum der Analysemethoden war ebenfalls umfangreich und wurde sowohl auf die gemahlenen Materialien als auch auf die daraus hergestellten Zemente und Betone angewendet. Es konnte gezeigt werden, dass vor allem die Unterscheidung zwischen Mahlkörpermühlen und mahlkörperlosen Mühlen entscheidenden Einfluss auf die Granulometrie und somit auch auf die Zementperformance hat. Besonders stark wurden die Verarbeitungseigenschaften, insbesondere der Wasseranspruch und damit auch das Porengefüge und schließlich Druckfestigkeiten sowie Dauerhaftigkeitseigenschaften der aus diesen Zementen hergestellten Betone, beeinflusst. Bei Untersuchungen zur gemeinsamen Mahlung von Kalkstein und Klinker führten ungünstige Anreicherungseffekte des gut mahlbaren Kalksteins sowie tonigen Nebenbestandteilen zu einer schlechteren Performance in allen Zementprüfungen. Der zweite Teil widmet sich der Hochenergiemahlung. Die dahinterstehende Technik wird seit Jahrzehnten in anderen Wirtschaftsbranchen, wie der Pharmazie, Biologie oder auch Lebensmittelindustrie angewendet und ist seit einiger Zeit auch in der Zementforschung anzutreffen. Beispielhaft seien hier die Planeten- und Rührwerkskugelmühle als Vertreter genannt. Neben grundlegenden Untersuchungen an Zementklinker und konventionellen Kompositmaterialien wie Hüttensand und Kalkstein wurde auch die Haupt-Zementklinkerphase Alit untersucht. Die Hochenergiemahlung von konventionellen Kompositmaterialien generierte zusätzliche Reaktivität bei gleicher Granulometrie gegenüber der herkömmlichen Mahlung. Dies wurde vor allem bei per se reaktivem Zementklinker als auch bei latent-hydraulischem Hüttensand beobachtet. Gemahlene Flugaschen konnten nur im geringen Maße weiter aktiviert werden. Der generelle Einfluss von Oberflächenvergrößerung, Strukturdefekten und Relaxationseffekten eines Mahlproduktes wurden eingehend untersucht und gewichtet. Die Ergebnisse bei der Hochenergiemahlung von Alit zeigten, dass die durch Mahlung eingebrachten Strukturdefekte eine Erhöhung der Reaktivität zur Folge haben. Hierbei konnte festgestellt werden, das maßgeblich Oberflächendefekte, strukturelle (Volumen-)defekte und als Konterpart Selbstheilungseffekte die reaktivitätsbestimmenden Faktoren sind. Weiterhin wurden Versuche zur Mahlung von Altbetonbrechsand durchgeführt. Im Speziellen wurde untersucht, inwieweit eine Rückführung von Altbetonbrechsand, als unverwertbarer Teil des Betonbruchs, in Form eines Zement-Kompositmaterials in den Baustoffkreislauf möglich ist. Die hierfür verwendete Mahltechnik umfasst sowohl konventionelle Mühlen als auch Hochenergiemühlen. Es wurden Kompositzemente mit variiertem Recyclingmaterialanteil hergestellt und auf grundlegende Eigenschaften untersucht. Zur Bewertung der Produktqualität wurde der sogenannte „Aktivierungskoeffizient“ eingeführt. Es stellte sich heraus, dass die Rückführung von Altbetonbrechsand als potentielles Kompositmaterial wesentlich vom Anteil des Zementsteins abhängt. So konnte beispielsweise reiner Zementstein als aufgemahlenes Kompositmaterial eine bessere Performance gegenüber dem mit Gesteinskörnung beaufschlagtem Altbetonbrechsand ausweisen. Bezogen auf die gemessenen Hydratationswärmen und Druckfestigkeiten nahm der Aktivierungskoeffzient mit fallendem Abstraktionsgrad ab. Ebenfalls sank der Aktivierungskoeffizient mit steigendem Substitutionsgrad. Als Vergleich wurden dieselben Materialien in konventionellen Mühlen aufbereitet. Die hier erzielten Ergebnisse können teilweise der Hochenergiemahlung als gleichwertig beurteilt werden. Folglich ist bei der Aktivierung von Recyclingmaterialien weniger die Mahltechnik als der Anteil an aktivierbarem Zementstein ausschlaggebend.

A new large‐field, high‐sensitivity, single‐mirror coincident schlieren optical instrument has been installed at the Bauhaus‐Universität Weimar for the purpose of indoor air research. Its performance is assessed by the non‐intrusive measurement of the thermal plume of a heated manikin. The schlieren system produces excellent qualitative images of the manikin's thermal plume and also quantitative data, especially schlieren velocimetry of the plume's velocity field that is derived from the digital cross‐correlation analysis of a large time sequence of schlieren images. The quantitative results are compared with thermistor and hot‐wire anemometer data obtained at discrete points in the plume. Good agreement is obtained, once the differences between path‐averaged schlieren data and planar anemometry data are reconciled.

The performance of ductless personalized ventilation (DPV) was compared to the performance of a typical desk fan since they are both stand-alone systems that allow the users to personalize their indoor environment. The two systems were evaluated using a validated computational fluid dynamics (CFD) model of an office room occupied by two users. To investigate the impact of DPV and the fan on the inhaled air quality, two types of contamination sources were modelled in the domain: an active source and a passive source. Additionally, the influence of the compared systems on thermal comfort was assessed using the coupling of CFD with the comfort model developed by the University of California, Berkeley (UCB model). Results indicated that DPV performed generally better than the desk fan. It provided better thermal comfort and showed a superior performance in removing the exhaled contaminants. However, the desk fan performed better in removing the contaminants emitted from a passive source near the floor level. This indicates that the performance of DPV and desk fans depends highly on the location of the contamination source. Moreover, the simulations showed that both systems increased the spread of exhaled contamination when used by the source occupant.