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Strategy, GNSS/TLEs evaluation, and accuracy analysis
No full textThis study aimed to deploy two nanosatellites from Technische Universität Berlin, within the scope of the NanoFF mission, directly into a helix orbit using currently available technology to minimize collision risk post-deployment. The methodology involved using D-Orbit’s ION orbital transfer vehicle, launched aboard SpaceX’s Falcon 9 launcher, for the precise deployment of the NanoFF satellites. The planned deployments with ION, equipped with capabilities for multiple satellite deployments, faced operational constraints such as concerns from SpaceX impacting the timing of the second deployment, and the inability to deploy near the North Pole due to attitude accuracy concerns. Deployment vectors were carefully planned and adjusted for both deployments to minimize collision risk. In-orbit data from ION and the NanoFF satellites, including Global Navigation Satellite System data and Two-Line-Elements, were analyzed to compare the estimated versus requested deployment vectors. The results were analyzed to check discrepancies, discuss lessons learned, and suggest improvements in deployment strategies to enhance future formation flying missions.TU Berlin, Open-Access-Mittel – 202
Dynamical diffraction effects of inhomogeneous strain fields investigated by scanning convergent electron beam diffraction and dark field electron holography
No full textMany material properties can be tuned by strain fields within the specimen. Examples range from mechanical properties of alloy hardening to electro-optical properties like emission wavelengths in semiconductor heterostructure quantum wells. While several transmission electron microscopy techniques for the measurements of these strain fields exists, these techniques typically neglect strain variations along the electron beam or try to mitigate their effects. Here we investigated the effects of these strain inhomogeneities along the beam direction under dynamical diffraction conditions. We performed scanning convergent beam electron diffraction and tilt series of dark-field electron holography measurements on an inclined layer structure, which exhibits a known 3D strain field. These measurements are compared with numerical multi-beam calculations, which allows to identify the depth of the strain inhomogeneity from the measured data. However, we observed a ambiguity of diffracted intensities stemming from a strain inhomogeneity which is symmetric with respect to the specimens mid-plane. The phases of the diffracted beams do not exhibit this symmetry. Furthermore, we also investigate the influence of experimental parameters like defocus and specimen curvature as well as relaxation effects on the measurements. We anticipate that the reported systematical investigations will form a starting point for the use of dynamical diffraction effects for more thorough measurements of 3D strain fields.TU Berlin, Open-Access-Mittel – 2025DFG, 492463633, Improvement of S/TEM-based methods for reliable and accurate measurement of strain and electric potentialsDFG, 403371556, Hochauflösendes Raster-Transmissionselektronenmikroskop (300kV
Development and validation of a low-field NMR reaction module
No full textThe increasing flexibilization of chemical production processes demands powerful methods for process analytical reaction monitoring. NMR spectroscopy presents itself as a highly informative and robust technology for this purpose. Owing to the ongoing development of compact, portable low-field NMR (LF-NMR) spectrometers based on permanent magnets, the technology is now also available outside specialized laboratories---for example, in direct process environments---as a cost-effective analytical solution. Nevertheless, LF-NMR spectrometers have so far seen only limited adoption in industrial applications.
This work aims to develop methodological approaches that enable the widespread use of LF-NMR spectrometers as process-integrated, inline-capable analytical tools in modular production environments. Two central challenges are addressed through the example of quantitative monitoring of fast-reacting chemical systems.
By combining computational fluid dynamics, additive manufacturing techniques, and experimental characterization methods, a systematic development process was established enabling the application-specific design of integrated LF-NMR flow cells. Using a prototype developed according to this methodology, the reaction analysis latency was reduced by a factor of 10 compared to conventional setups---while still meeting the requirements for mixing homogeneity and spectral quality.
Another key limitation arises from the high temperature sensitivity of the permanent magnets, which compromises long-term stability during exothermic reactions occurring within the spectrometer. To address this issue, manufacturer-independent investigations were carried out using a modular test system. An active thermal shielding concept was developed to achieve effective decoupling between the sample and the magnet. It was demonstrated that stable measurement quality can be maintained even under highly dynamic thermal conditions.
The methods and solutions developed in this work make a substantial contribution to expanding the application potential of compact NMR spectroscopy in modular, industrial production systems.Die zunehmende Flexibilisierung verfahrenstechnischer Produktionsanlagen erfordert leistungsfähige Methoden zur prozessanalytischen Reaktionsüberwachung. Die NMR-Spektroskopie bietet sich hierfür als leistungsstarke Technologie an. Dank der anhaltenden Entwicklung kompakter, portabler NF-NMR-Spektrometer auf Basis von Permanentmagneten ist ihr Einsatz heute auch außerhalb spezialisierter Labore, etwa in unmittelbarer Prozessnähe, als wirtschaftlich tragfähige Lösung möglich. Dennoch finden NF-NMR-Spektrometer bislang kaum Anwendung in industriellen Umgebungen.
Ziel dieser Arbeit ist es, methodische Entwicklungsansätze zu erarbeiten, die den breiten Einsatz von NF-NMR-Spektrometern als prozessnahe, \textit{inline}-fähige Analysemethode in modularen Anlagen ermöglichen. Am Beispiel der quantitativen Überwachung schnell reagierender Systeme werden zwei zentrale Herausforderungen adressiert.
Durch die Kombination numerischer Strömungssimulation, additiver Fertigungstechnologien und experimenteller Charakterisierungsmethoden wurde ein systematischer Entwicklungsprozess entworfen, der die zielgerichtete Auslegung integrierter NF-NMR-Durchflusszellen erlaubt. Anhand eines prototypischen Designs konnte die Reaktionsanalyselatenz gegenüber konventionellen Messanordnungen, bei gleichzeitiger Einhaltung der Anforderungen an Mischungshomogenität und Spektrenqualität, um den Faktor 10 reduziert werden.
Ein weiteres zentrales Hemmnis liegt in der hohen Temperatursensitivität der Permanentmagneten, welche die Langzeitstabilität bei der Messung exothermen Reaktionen innerhalb des Spektrometers limitiert. Zur Überwindung dieser Einschränkung wurden herstellerunabhängige Untersuchungen an einem Testsystem durchgeführt. Dabei wurde eine aktive Temperaturabschirmung entwickelt, welche eine effektive thermische Entkopplung von Probe und Magnet ermöglicht. Es konnte gezeigt werden, dass auch bei stark schwankender thermischer Belastung eine konstante Messqualität aufrechterhalten werden kann.
Die im Rahmen dieser Arbeit entwickelten Methoden und Lösungen leisten somit einen substantiellen Beitrag zur Erweiterung der Einsatzmöglichkeiten kompakter NMR-Spektroskopie in modularen, industriellen Produktionsumgebungen
Ein humanes 3D-Lungenorganoid-Infektionsmodell für präklinische Testung antiviraler T Zellen
No full textImmunocompromised patients, such as those undergoing transplantation, are highly susceptible to viral infections, which account for up to 40% of transplant-related mortality. The limited availability of antiviral drugs, along with their adverse effects, resistance development, or complete ineffectiveness against certain viruses, underscores the urgent need for novel therapeutic strategies. Hence, the adoptive transfer of antiviral T cell products (TCPs) represents a promising avenue, leveraging the patient’s own immune system to specifically target infected cells and restore long-term immune protection. Despite encouraging clinical results, a comprehensive understanding of the safety and efficacy profiles of antiviral TCPs remains incomplete. For this, reliable, human-relevant preclinical test models are crucial to improve TCP selection and accelerate their translation into the clinics. However, current preclinical testing primarily relies on traditional animal models and human 2D cell cultures, which often fail to recapitulate human immune responses and tissue complexity, highlighting the need for advanced alternatives. In recent years, organoids have emerged as powerful in vitro systems, capable of mimicking aspects of the multicellular architecture and specific functions of human tissues. Organoids have demonstrated utility as viral infection and preclinical test models for the screening of chemical compounds, biologics, or even early-stage testing of cellular therapies such as chimeric antigen receptor (CAR) T cells. However, the use of 3D infection models for the safety and efficacy assessment of T cell-mediated cytotoxicity has not been systematically explored. In this project, the aim was to tackle this, by establishing an autologous human induced pluripotent stem cell (iPSC)-derived alveolar-like lung organoids (iPSC-aLOs) influenza A virus (IAV) infection model for preclinical testing of antiviral TCPs. Therefore, antiviral TCPs targeting IAV-subtypes H3N2 and H1N1 were generated using a good manufacturing practice (GMP)-compliant workflow. These TCPs were phenotypically characterized and demonstrated to specifically eliminate viral peptide-loaded antigen presenting cells (APCs) in suspension co-cultures in vitro. To model IAV infection and evaluate TCP efficacy in a more physiological system, 3D iPSC-aLOs were generated from autologous and allogenic lines, demonstrating the overall robustness of the applied protocol. Transcriptomic analysis confirmed pulmonary lineage commitment in these organoids, which despite representing an early stage of development, expressed key immunological markers such as human leukocyte antigen (HLA) class I, essential for interactions with CD8+ T cells. Upon IAV challenge, the antiviral response of the iPSC-aLOs was evaluated and showed induction of antiviral pathways. To explore the most suitable approach for preclinical safety and efficacy prediction of these TCPs, an automated high-throughput, high-content imaging workflow was established. Two different image-based analysis approaches were tested and systematically evaluated. Low-resolution Abstract analysis was compared with high-resolution volumetric image analysis at single cell resolution, to study the interactions between IAV-infected iPSC-aLOs and autologous H3N2-specific TCPs (H3N2-TCPs) within a 3D context. The presented results indicate that both approaches enable prediction of TCP-mediated specific elimination of virus-infected cells within the organoids, with the higher-resolution approach providing improved accuracy. This modular in vitro approach represents a significant advancement toward more predictive preclinical pipelines for safety and efficacy evaluation and the selection of candidate therapies, thus facilitating the developmental process of personalized immunotherapies.Immungeschwächte Patienten, wie beispielsweise Transplantationsempfänger, sind besonders anfällig für Virusinfektionen, die bis zu 40 % der transplantationsbedingten Mortalität bedingen. Die begrenzte Verfügbarkeit antiviraler Medikamente sowie deren Nebenwirkungen, die Entwicklung von Resistenzen oder Wirkungslosigkeit gegenüber bestimmten Viren verdeutlichen den dringenden Bedarf neuer therapeutischer Strategien. In diesem Zusammenhang stellt der adaptive Transfer von antiviralen T-Zell-Produkten (TCPs) einen vielversprechenden Ansatz dar, bei dem das körpereigene Immunsystem gezielt eingesetzt wird, um infizierte Zellen zu eliminieren und einen langfristigen Immunschutz wiederherzustellen. Trotz vielversprechender klinischer Ergebnisse mangelt es an einem umfangreichen Verständnis über die Sicherheits- und Wirksamkeitsprofile antiviraler TCPs. Dafür sind verlässliche, human-relevante präklinische Testmodelle entscheidend, um die Auswahl geeigneter TCPs zu verbessern und deren Translation in die klinische Anwendung zu beschleunigen. Jedoch basieren aktuelle präklinische Testungen hauptsächlich auf traditionellen Tiermodellen und humanen 2D-Zellkulturen, die oft daran scheitern, die Komplexität menschlicher Immunantworten und Gewebestrukturen adäquat nachzubilden. Dies unterstreicht die Notwendigkeit für fortschrittliche alternative Testplattformen. In den letzten Jahren haben sich Organoide als vielversprechende in vitro-Systemen bewährt. Sie bilden Aspekte der multizellulären Architektur und spezifischen Funktionen menschlicher Gewebe besser nach und haben bereits Relevanz als Virusinfektionsmodelle demonstriert. Ebenso zeigen organoide ihre Nutzbarkeit als präklinische Testplattformen für das Screening chemischer Verbindungen, Biologika oder auch in frühen Entwicklungsphasen zellulärer Therapien wie chimärer Antigenrezeptor (CAR)-T-Zellen. Jedoch wurde die Anwendung von 3D-Organoid-Virusinfektionsmodellen zur Beurteilung der Sicherheit und Wirksamkeit T-Zell-vermittelter Zytotoxizität bislang nicht systematisch untersucht. Ziel dieses Projekts war es genau diese Lücke zu bearbeiten, mittels Etablierung eines autologen, aus humanen induzierten pluripotenten Stammzellen (iPSCs) abgeleiteten alveolar-ähnlichen Lungenorganoid (iPSC-aLO)-Influenza-A-Virus (IAV)-Infektionsmodells, für die präklinische Testung antiviraler TCPs. Dafür wurden antivirale TCPs unter Einhaltung eines Good-Manufacturing-Practice (GMP)-konformen Workflows hergestellt, die gegen die
IAV-Subtypen H3N2 und H1N1 gerichtet waren. Diese TCPs wurden phänotypisch charakterisiert und die spezifische Eliminierung von viruspeptidbeladenen antigenpräsentierenden Zellen (APCs) in Suspensions-Co-Kulturen wurde in vitro gezeigt. Zur Modellierung der IAV-Infektion und zur Bewertung der Wirksamkeit der TCPs in einem physiologisch relevanteren System, wurden 3D iPSC-aLOs aus autologen und allogenen iPSC
Linien generiert, was die Robustheit des verwendeten Differenzierungsprotokolls bestätigte. Zusammenfassung
Eine Transkriptomanalyse zeigte die Differenzierung der Zellen dieses Modells in Richtung der pulmonalen Identität. Trotz ihres noch jungen Entwicklungsstadiums exprimieren Zellen in den Organoiden entscheidende immunologische Marker wie die humanen Leukozyten-Antigene (HLA) der Klasse I, die für die Interaktion mit CD8⁺-T-Zellen essenziell sind. Nach Infektion mit IAV wurde die antivirale Antwort der iPSC-aLOs analysiert, wobei eine Induktion antiviraler Signalwege bestätigt werden konnte. Um den geeignetsten Ansatz für die präklinische Vorhersage von Sicherheit und Wirksamkeit der TCPs zu erörtern, wurde ein automatisiertes
Hochdurchsatz-Verfahren mittels hochauflösender Bildgebung entwickelt. Zwei unterschiedliche bildbasierte Analysestrategien wurden getestet und systematisch miteinander verglichen. Eine Analyse mit niedriger Auflösung wurde der hochauflösenden volumetrischen Bildanalyse auf Einzelzellebene gegenübergestellt, um die Interaktionen zwischen IAV-infizierten iPSC-aLOs und autologen H3N2-spezifischen TCPs (H3N2-TCPs) im
3D-Kontext zu untersuchen. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass beide Analysestrategien eine Vorhersage der TCP-vermittelten, spezifischen Eliminierung virusinfizierter Zellen innerhalb der Organoide ermöglichen, wobei die hochauflösende Analyse auf eine verbesserte Genauigkeit hinweist. Dieser modulare in vitro-Ansatz stellt einen bedeutenden Fortschritt dar, um präzisere präklinische Testverfahren für die Sicherheits- und Wirksamkeitsevaluierung sowie die Auswahl vielversprechender Therapiekandidaten zu etablieren und damit die Entwicklung personalisierter Immuntherapien voranzutreiben
On exact covering with unit disks
No full textWe study the problem of covering a given point set in the plane by unit disks so that each point is covered exactly once. We prove that 17 points can always be exactly covered. On the other hand, we construct a set of 657 points where an exact cover is not possible.TU Berlin, Open-Access-Mittel – 2025DFG, 385256563, GRK 2434: Facets of Complexit
Experimental and numerical study
No full textSt37 mild steel has a broad range of applications in industry. The weldability of St37 using the Gas Metal Arc Welding (GMAW) method was investigated under flat and vertical-up welding positions. The effects of post-weld heat treatment (PWHT) on the microstructure, mechanical properties, corrosion resistance, and tribological behavior of the welded samples were thoroughly examined. A thermo-metallurgical finite element model (FEM) was employed to analyze the thermal history, phase distribution, and residual stress variation in double-sided butt-welded ST-37 samples during the GMAW process. The results indicated that PWHT significantly enhanced phase uniformity and microstructural homogeneity in the weld zone, leading to improved mechanical performance. Metallurgical defects, such as porosities, were effectively eliminated after PWHT, and residual stresses in the joint were significantly reduced. Corrosion resistance, influenced by microstructural evolution, followed the trend: Base metal ≥ Flat weld + PWHT > Flat weld > Vertical weld + PWHT > Vertical. Moreover, PWHT improved the wear resistance of welded specimens. This enhancement was attributed to stress relaxation, carbide formation through precipitation hardening, and the reduction of metallurgical defects. Notably, PWHT also contributed to a shift in the dominant wear mechanism from adhesive to abrasive in both flat and vertical welds.TU Berlin, Open-Access-Mittel – 202
an institutional economic analysis of fundamental issues relating to the allocation of rights and the design of coordination mechanisms
No full textIn dieser Arbeit wird die Bereitstellung und Refinanzierung von Windenergieanlagen an Land (WEA) hinsichtlich der Rechtezuordnung und der Ausgestaltung von Koordinationsmechanismen untersucht. Die Beteiligung bzw. Koordination der beteiligten Akteuren ist zentral für das Gelingen von Vorhaben und damit letztlich auch der Transformation des Energiesystems. Es wird aufgezeigt, inwiefern eine Weiterentwicklung des institutionellen Rahmens dazu führen kann, dass bestimmte Ziele hinsichtlich der Senkung von (Transaktions-)Kosten sowie der Rentenverteilung erreicht werden können. Dies kann durch Veränderung der Zuordnung von Rechten sowie der Ausgestaltung von Koordinationsmechanismen bei WEA-Vorhaben erfolgen. Die ökonomischen Analysen zur Beantwortung dieser Fragestellung konzentrieren sich auf vier wesentliche Koordinationsbeziehungen.
1. Bei der Koordination zwischen WEA-Vorhabenträgern und Stromnachfragern, also dem Strommarktdesign, deuten die Analyseergebnisse darauf hin, dass ein Kapazitätsinstrument im Vergleich zu einem Energy-only-Markt deutliche Vorteile hinsichtlich des Zielsystems hat. 2. Die Koordination zwischen WEA-Vorhabenträgern und Betroffenen und damit die finanzielle Beteiligung bzw. der Nachteilsausgleich von Betroffenen wird aufgezeigt zeigt, dass einfache und leicht nachvollziehbare Instrumente Vorteile bieten und sich so Widerstände eventuell reduzieren lassen. 3. Die Koordination zwischen WEA-Vorhabenträger und Landeigentümern könnte effizienter erfolgen, wenn Instrumente wie auch bei der Bereitstellung anderer natürlicher Ressourcen Rechteeinschränkungen vorgesehen werden, wobei juristische Fragestellungen und ebenso Akzeptanzaspekte zu berücksichtigen sind. 4. Die explizite Zuordnung der Eigentümerschaft der (Ewigkeits-)Rechte an der Ernte der Winderträge kann hinsichtlich des Zielsystems Vorteile bieten. Die Präferenzen der Bevölkerung gehen stark in Richtung einer Zuordnung von Ewigkeitsrechten an die Öffentliche Hand.
Die Analyseergebnisse werden mit dem rechtlichen Status quo in Deutschland abgeglichen und Verbessserungsvorschläge erstellt. Zudem werden in der Arbeit die Umfragen, die im Rahmen des Forschungsprojekts "DZ-ES" erstellt wurden, ausgewertet. Sie ermöglichten es erstmalig und umfassend, repräsentative Aussagen über die in den Gemeinden lebenden Personen zu treffen, die vom Ausbau bzw. dem Betrieb von WEA betroffen sind. Die Ergebnisse der empirischen Analyse stimmen im weitesten Sinne Vorschläge aus den Analysen zu Koordinationsmechanismen und Ewigkeitsrechten überein.This thesis examines the provision and refinancing of onshore wind projects (OWP) with regard to the allocation of rights and the design of coordination mechanisms. The participation and coordination of the actors involved is central to the success of projects and thus ultimately also to the transformation of the energy system. It shows the extent to which further development of the institutional framework can lead to the achievement of certain goals with regard to reducing (transaction) costs and distributing rents. This can be achieved by changing the allocation of rights and the design of coordination mechanisms for OWP projects. The economic analyses used to answer this question focus on four key coordination relationships.
1. With regard to coordination between wind farm developers and electricity consumers, i.e., the electricity market design, the analysis results indicate that a capacity instrument has clear advantages over an energy-only market in terms of the target system. 2. Coordination between wind farm developers and affected parties, and thus the financial participation or compensation of affected parties, shows that simple and easily understandable instruments offer advantages and may reduce resistance. 3. Coordination between wind farm developers and landowners could be more efficient if instruments such as restrictions on rights were provided for, as is the case with the provision of other natural resources, taking into account legal issues and acceptance aspects. 4. The explicit allocation of ownership of (perpetual) rights to wind energy yields may offer advantages. The preferences of the population lean strongly towards the allocation of perpetual rights to the public sector.
The analysis results are compared with the legal status quo in Germany and suggestions for improvement are made. In addition, the thesis evaluates the surveys conducted as part of the research project "DZ-ES". For the first time, these surveys made it possible to make comprehensive, representative statements about the people living in the communities affected by the expansion or operation of wind turbines. The results of the empirical analysis broadly correspond to the proposals from the analyses of coordination mechanisms and perpetual rights.BMBF, 03EK3519A, Verbundvorhaben DZ-ES: Dezentrale Beteiligung an der Planung und Finanzierung der Transformation des Energiesystems - Eine interdiziplinäre Analyse auf Basis der Institutionenökon. und politikwissenschaftl., technisch/systemischer sowie rechtl. Erkenntniss
The degree of prefabrication in volumetric modular construction
No full textDie Raummodul- bzw. Modulbauweise erfährt derzeit aufgrund eines hohen Baubedarfs und eines zunehmenden Fachkräftemangels viel Aufmerksamkeit als eine Form des modularen und seriellen Bauens. Sie bietet dank ihrer dreidimensionalen Struktur den höchsten Vorfertigungsgrad unter allen Bauweisen und steht damit ebenfalls für einen hohen Grad der Industrialisierung.
Dank einer zentralen, stationären Fertigung bietet ein hoher Vorfertigungsgrad nicht nur Produktivitätsvorteile für Unternehmer, sondern auch wesentliche Vorteile für den Bauherrn. Ein hoher Vorfertigungsgrad verspricht eine große Bauzeitverkürzung sowie eine hohe Termin- und Kostensicherheit als Vorteile für den Bauherrn. Die Modulhersteller bewerben ihre Module daher oft mit hohen Vorfertigungsgraden, um die Vorteilhaftigkeit der Bauweise hervorzuheben.
Eine allgemein gültige Berechnungsmethode zur Ermittlung des Vorfertigungsgrad existiert hingegen nicht. Die Herstellerangaben zum Vorfertigungsgrad können daher nicht überprüft und das Ausmaß der erwarteten Effekte nur bedingt abgeleitet werden. Die genauen Zusammenhänge zwischen der Höhe des Vorfertigungsgrad und den Auswirkungen auf die Projektrealisierung sowie die Unternehmensplanung auf Herstellerseite sind daher unklar.
Vor diesem Hintergrund werden in der vorliegenden Arbeit verschiedene Berechnungs-methoden zur Ermittlung des Vorfertigungsgrads vorgestellt. Es wird beschrieben und analysiert, in welchen Fällen der Vorfertigungsgrad maximiert werden kann und welche Vorteile ein niedriger Vorfertigungsgrad für die Projektausführung besitzt.
Im Vergleich zur konventionellen Bauweise ergeben sich grundlegend andere Produktions-bedingungen und insbesondere Unterschiede im Projektablauf, dem Vergabemodell und der Unternehmenseinsatzform. Die Modulbauweise stellt darüber hinaus eine hybride Form aus der dezentralen Bauproduktion als Einzelfertigung und der stationären Serienfertigung des Verarbeitenden Gewerbes (z.B. Automobilindustrie) dar und vereinigt die Vor- und Nachteile aus beiden Produktionsformen in sich.
Mit einem Blick auf die Marktentwicklung der Modulbauweise seit Beginn der Bauindustrialisierung werden die technische Entwicklung und der Einsatz der Bauweise im Rahmen der baukonjunkturellen Entwicklung analysiert. Denn Modulhersteller können sich – im Vergleich zu konventionellen Bauunternehmen – aufgrund ihrer hohen Fixkosten den Nachfrageschwankungen des Marktes nicht so flexibel anpassen. Jedoch kann die Höhe des Vorfertigungsgrads an die Marktnachfrage angepasst werden, um eine möglichst hohe Werkauslastung und Fixkostendegression zu erreichen. Im Rahmen der Wettbewerbsstrategie und der Produktionsplanung eines Unternehmens stellt der Vorfertigungsgrad daher eine entscheidende Größe dar.Volumetric modular construction is currently gaining attention as a form of modular and serial construction due to the high housing demand and an increasing shortage of skilled workers. Thanks to its three-dimensional structure, it offers the highest degree of prefabrication of all construction methods and thus also stands for a high degree of industrialization.
Thanks to centralized, stationary production, a high degree of prefabrication not only offers productivity benefits for contractors, but also significant advantages for the client. A high degree of prefabrication can significantly reduce construction time and provide the client with schedule and cost certainty. Module manufacturers therefore often advertise their modules with a high degree of prefabrication to emphasize the advantages of this construction method.
However, there is no generally applicable calculation method for determining the degree of prefabrication. The manufacturer's information on the degree of prefabrication can therefore not be verified and the extent of the expected effects can only be derived to a limited extent. The exact correlations between the level of prefabrication and the effects on project realization and corporate planning on the manufacturer's side remain unclear.
Against this background, this thesis presents various calculation methods for determining the degree of prefabrication. It is analysed in which cases the degree of prefabrication can be maximized as well as what advantages a low degree may offer for project delivery.
Compared to conventional construction methods, there are fundamentally different production conditions. In particular, differences in the project progress and specific procurement model emerge. Furthermore, volumetric modular construction represents a hybrid form of decentralized construction as an individual production and the stationary series production in the manufacturing industry (e.g. automotive industry). It combines the advantages and disadvantages of both forms of production.
Looking at the market development of volumetric construction since the beginning of industrialization of construction, the technical progress and the use of the construction method are analysed in the context of the development of the construction sector. This is relevant because module manufacturers, unlike conventional construction companies, cannot adapt as flexibly to fluctuations in demand due to their high fixed costs. However, the level of prefabrication can be adjusted to market demand in order to achieve the highest possible plant utilisation and thus a degression of fixed costs. The degree of prefabrication therefore plays a crucial role in a company's competitive strategy and production planning
Places of socio-spatial commoning as an untapped potential of planning
No full textIn dem Beitrag wird untersucht, inwiefern Bewohner:innen der Großsiedlung Berlin Neu-Hohenschönhausen an einer gemeinwohlorientierten Entwicklung, Gestaltung und Erhaltung ihrer Nachbarschaft beteiligt sind. Aufbauend auf den Ergebnissen eines dreisemestrigen kooperativen Lehrforschungsformats (2020–2023) zeigt die Autorin einen zentralen Widerspruch: Während die öffentliche Hand einerseits eine Beteiligung der Bevölkerung wünscht, bestehen gleichzeitig Vorbehalte gegenüber einer umfassenden Mitbestimmung. Die Bewohner:innen dagegen zeigen angesichts langjähriger Planungs- und Beteiligungsprozesse Ermüdung und fühlen sich mitunter übergangen.
Die Autorin schärft zunächst das Verständnis gemeinwohlorientierter Räume, die nur dann entstehen und möglichst vielen zugutekommen, wenn Menschen an ihrer Herstellung, Gestaltung und Pflege durch alltägliches Handeln beteiligt sind. Anhand von drei Beispielen – einem Zirkuszelt, einer Bibliothek in einem Einkaufszentrum und einem als Brachfläche gelesenen Freiraum mit Garagen – wird die vorhandene sozialräumliche Gemeingüterproduktion aufgezeigt und als Grundlage bereits lokal verankerter Partizipation interpretiert.
In der Diskussion werden die Erkenntnisse mit dokumentierten Hindernissen auf Seiten der kommunalen Hand verknüpft, um Potenziale für die Integration von Bewohner:innenperspektiven in die Planung aufzuzeigen. Das Fazit betont die Anerkennung alltäglicher, sozialräumlich geteilter urbaner Praktiken als Ausgangspunkt für eine gemeinwohlorientierte Weiterentwicklung von Großsiedlungen. Dabei wird die traditionelle Beteiligungspraxis in Frage gestellt und die alltägliche Reproduktion des Raumes als neue Basis von Partizipation und Gemeinwohlorientierung vorgeschlagen.This article examines if and how residents of the large housing estate Berlin Neu-Hohenschönhausen are involved in the common-good-oriented development, design, and maintenance of their neighborhood. Based on the results of a three-semester cooperative teaching and research project (2020–2023), the author identifies a central contradiction: while public authorities express a strong desire for citizen participation, they simultaneously exhibit reservations toward extensive co-determination; residents, in turn, often feel fatigued and overlooked after years of planning and participatory processes.
The study first clarifies the concept of common-good-oriented spaces, which only emerge when people actively participate in their creation, design, and everyday upkeep. Three case studies—a circus tent, a library in a shopping center, and an open space with garages read as a fallow land—illustrate the production of social-urban commons and are interpreted as a basis for locally embedded participation in urban space production.
In the discussion, these findings are linked to documented obstacles on the part of municipal authorities, highlighting potential ways to integrate residents’ perspectives into urban planning. The conclusion emphasizes the recognition of everyday, socially shared urban practices as a starting point for common-good-oriented development of large housing estates, challenging traditional top-down participation models and proposing the everyday reproduction of urban space as a foundation for genuine participation and the common-good-oriented development.BMBF, 01BF2107, Wohnqualität: Forschen mit Kindern und Jugendlichen zur Wohnqualität in der Großwohnsiedlun
Discrepancies between residential realities and housing imaginaries as a source of socio-spatial practices
No full textIn der Berliner Großsiedlung Neu-Hohenschönhausen können viele Kinder und Jugendliche ihren Alltag in der elterlichen Wohnung nicht nach eigenen Vorstellungen gestalten. Materielle Einschränkungen, familiäre Verpflichtungen und häusliche Regelungen begrenzen ihre Handlungsmöglichkeiten. Vor diesem Hintergrund erweitern junge Bewohnende ihre Wohnpraxis über ein Netzwerk verschiedener Orte hinweg, das etwa von Jugendfreizeiteinrichtungen und Sportplätzen bis hin zu digitalen Räumen reicht. Dieser Beitrag fasst diese sozialräumlichen Strategien unter dem Begriff vernetztes Wohnen und untersucht, welche Motive Kinder und Jugendliche zu dieser Praxis bewegen.
Die Ergebnisse der empirischen Analyse verdeutlichen, dass die Motive des vernetzten Wohnens an der Schnittstelle von Wohnrealitäten und individuellen Wohnvorstellungen entstehen. Kinder und Jugendliche erscheinen dabei als aktive Subjekte, die ihre Wohnpraxis gezielt über physische, soziale und virtuelle Räume hinweg erweitern, um ihre Wohnbedürfnisse zu realisieren. Der Beitrag macht damit deutlich, welche zentrale Bedeutung spezifischen materiellen wie immateriellen Ressourcen für das Wohnen junger Menschen in Großsiedlungen zukommt.In the large housing estate of Neu-Hohenschönhausen in Berlin, many children and adolescents are unable to shape their everyday lives within the parental apartment according to their own preferences. Material constraints, spatial limitations, household obligations, and family regulations restrict the range of possible activities. Against this backdrop, young residents expand their network of places, ranging from youth centers and sports fields to digital environments, among others. Conceptualized as networked living, this contribution asks which motives drive children and adolescents to engage in such socio-spatial strategies.
The results of the empirical analysis demonstrate that the motives of networked living emerge at the intersection of housing realities and individual housing imaginaries. Children and adolescents appear as active agents who deliberately expand their dwelling practices across physical, social, and virtual spaces in order to realize their housing needs. The article highlights the crucial role of specific material and immaterial resources in shaping how young people live in large housing estates.BMBF, 01BF2107, Wohnqualität: Forschen mit Kindern und Jugendlichen zur Wohnqualität in der Großwohnsiedlun