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Oxindole im neuen Licht: Photoredox-Strategie für die Konstruktion biorelevanter Gerüste
No full textPhotoredoxkatalyse ermöglicht radikalbasierte Transformationen unter milden Bedingungen und hat sich zu einem wertvollen Werkzeug in der Synthese kleiner Moleküle und der Entwicklung von Arzneimittelwirkstoffen (APIs) entwickelt. Unter den in APIs häufig vorkommenden Strukturmotiven befinden sich auch Oxindole, die hier durch eine intramolekulare photoredoxkatalytische Cyclisierung eines maßgeschneiderten und leicht modifizierbaren Substrats mit einer Oxamidsäure-Einheit synthetisiert werden. Nach Aktivierung mit sichtbarem Licht unterzieht sich die Oxamidsäure einer photokatalytischen Decarboxylierung und bildet ein reaktives Carbamoylradikal, das an eine aktivierte Doppelbindung addiert und so in einem einzigen Schritt den Oxindol-Grundkörper erzeugt. Diese Arbeit unterstreicht dabei die Leistungsfähigkeit der Photoredoxkatalyse in Kombination mit modularem Substratdesign für die effiziente Synthese pharmazeutisch relevanter Heterocyclen.Visible-light photoredox catalysis enables radical-based transformations under mild conditions and has become a valuable tool in small molecule synthesis and active pharmaceutical ingredient (API) development. Among common motifs in APIs are oxindoles, which are here synthesized via an intramolecular photoredox cyclization of a tailored and easily modifiable oxamic acid substrate. Upon visible-light activation, the oxamic acid undergoes photocatalytic decarboxylation to form a reactive carbamoyl radical, which adds to an activated alkene, forming the oxindole core in a single step. This work highlights the power of photoredox catalysis combined with innovative substrate design for the efficient synthesis of pharmaceutically relevant heterocycles
Spectral Induced Polarization imaging to monitor mountain permafrost dynamics and improve ice content estimations
No full textGebirgspermafrost, ein zentraler Bestandteil der Kryosphäre, ist besonders empfindlich gegenüber Klimaänderungen, insbesondere in hochalpinen Regionen wie den Europäischen Alpen, in denen die Permafrost Temperaturen nahe dem Schmelzpunkt liegen. In den letzten Jahrzehnten führten die Erderwärmung und der Abbau des Permafrosts zu einer Zunahme der Dicke der aktiven Bodenschicht und zu steigenden Bodentemperaturen; Trends, die mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit auch im kommenden Jahrhundert anhalten werden. Diese Veränderungen haben erhebliche Auswirkungen auf Bergökosysteme und Siedlungen, insbesondere hinsichtlich der Hangstabilität, Infrastruktur, hydrologischer Prozesse und Sicherheit. Die Charakterisierung des Permafrosts ist daher essenziell, um den thermischen Zustand, den hydrologischen Kreislauf sowie die Stabilität des Bodens zu verstehen, wobei Schlüsselparameter wie Bodentemperatur, Dicke der aktiven Schicht, Bodenfeuchte,Schneebedeckung und Eisgehalt entscheidend sind.Während Bohrlochmessungen wertvolle eindimensionale Aufzeichnungen liefern, sind sie räumlich begrenzt und können die starke Heterogenität des Gebirgspermafrosts nicht erfassen. Besonders der Eisgehalt ist schwer zu quantifizieren und zu überwachen, da er stark räumlich variiert, nur eingeschränkt zugänglich ist und seine Erfassung mit erheblichen logistischen Herausforderungen (z.B. Kernbohrungen oder nukleares Logging) verbunden ist. Geophysikalische Methoden sind daher unverzichtbar, da sie die physikalischen Eigenschaften des Untergrunds großräumig und in der Tiefe abbilden und gefrorene von ungefrorenen Bereichen unterscheiden. Aktuelle Studien haben Eis- und Wassergehalte durch Kombination oder gemeinsame Inversion elektrischer, elektromagnetischer, seismischer und gravimetrischer Methoden sowie deren Verknüpfung über petrophysikalische Modelle quantifiziert. Trotz dieser Fortschritte sind Anwendungen in den Europäischen Alpen nach wie vor selten, und Unsicherheiten bestehen weiterhin.Die vorliegende Dissertation beschäftigt sich mit der Anwendbarkeit und Weiterentwicklung der Spektralen Induzierten Polarisation (SIP), einer elektrischen Methode, die in der Permafrostforschung bislang nur selten eingesetzt wurde. Das Ziel dieser Arbeit besteht in der Untersuchung räumlicher und zeitlicher Variationen des Eisgehalts in verschiedenen Permafrost-Landformen. Während spezifische elektrische Widerstandsdaten allein keine eindeutige Unterscheidung zwischen Eis, Luft und Gestein erlauben, erfasst SIP sowohl die leitfähigen als auch die kapazitiven Eigenschaften des Untergrunds. Diese reflektieren Polarisationsprozesse an elektrischen Doppelschichten entlang von Korn- und Eis- Flüssigkeits-Grenzflächen, die stark vom Eisgehalt beeinflusst werden. Drei zentrale Fragestellungen werden in dieser Dissertation behandelt: (i) Optimierung des SIP-Messdesigns für zuverlässige Datenqualität unter alpinen Bedingungen, (ii) Untersuchung der Sensitivität von SIP gegenüber verschiedener Permafrost Landformen mit unterschiedlichen Eisgehalten und deren saisonale bis interannuelle Variabilität, und (iii) Identifizierung von Proxy-Parametern zur Abschätzung des Bodeneisgehalts.Erste SIP-Messungen in der Lapires Schutthalde in der Schweiz untersuchten die Frequenzabhängigkeit (0,1-225 Hz) der Polarisation zur Unterscheidung von gefrorenem und ungefrorenem Untergrund. Ziel war es, (a) ein Feldprotokoll zu entwickeln, das SIP-Daten mit minimaler elektromagnetischer Kopplung liefert und in kompliziertem Gelände einsetzbar ist, (b) die räumliche Ausdehnung der Permafrost-Landform abzudecken, und (c) zu evaluieren, inwieweit Spektraldaten Unterschiede zwischen Substraten und räumlicher Variation im Eisgehalt innerhalb der Halde erkennen können. Die Unsicherheit der Daten wurde qualitativ durch die Analyse der Abweichungen zwischen Normal- und Reziprok-Messungen über verschiedene Profile und Frequenzen bewertet. Ein Vergleich unterschiedlicher Kabelkonfigurationen zeigte die geringsten Abweichungen für Koaxialkabel und ermöglichte hochwertige SIP-Daten im Bereich 0,1-75 Hz. Die Ergebnisse zeigten einen deutlichen Kontrast zwischen eisreichem Permafrost und ungefrorenem Material, wobei die Polarisation in den eisreichen Bereichen mit zunehmender Frequenz anstieg. Mittels eines Rasters unterschiedlicher SIP-Profile konnte die gesamte Landform charakterisiert werden, wobei sich zeigte, dass der eisreiche Permafrostkörper kleiner ist als bisher angenommen. Zudem erlaubte das spektrale Verhalten eine verbesserte Unterscheidung zwischen eisreichem Permafrost und ungefrorenem Grundgestein.2019 wurde das erste permanente SIP-Monitoringprofil im Gebirgspermafrost am Standort Cervinia Cime Bianche in Italien installiert und deckt mittlerweile einen Beobachtungszeitraum von sechs Jahren ab. Zeitliche Variationen der Polarisation zeigten einen engen Zusammenhang mit Gefrier-/Tauprozessen in der aktiven Schicht, wobei die absoluten Phasenwerte während des Gefrierens im Herbst zunahmen, im Winter ihren Höchstwert erreichten und während des Tauens im Frühling abnahmen. Feldmessungen wurden durch Gefrier-/Tau-Experimente an standortspezifischen Gesteinsproben validiert, die konsistente Spektren zeigten und die Temperaturabhängigkeit der SIP Felddaten bestätigten. Ein wesentlicher Beitrag dieser Arbeit war die Entwicklung und Anwendung des Phase Frequency Effect (φFE) als Proxy für den Eisgehalt. φFE Werte folgten klaren Gefrier-Tau-Zyklen und zeigten Unterschiede in Textur und Eis-Wasser-Verhältnis. Im Winter führten hohe Widerstände aufgrund kapazitiver Kopplung zu erhöhten Phasenfehlern und Datenunsicherheiten. Diese Effekte konnten in Labortests mit elektrischen Schaltungen reproduziert werden, wodurch sich die minimale Fehlergrenze der im Feld zu erwartenden Phasenmessungen bestimmen ließ.Zusätzlich wurden SIP Daten an zehn Gebirgspermafrost Standorten in den Europäischen Alpen untersucht, darunter Festgesteinspermafrost, Schutthalden und Blockgletscher sowie ein ungefrorener Referenzstandort. φFE variierte systematisch mit Landform und Eisgehalt: höchste Werte wurden in Blockgletschern, mittlere Werte in gefrorenen Schutthalden und niedrigste Werte in Festgesteinspermafrost bzw. ungefrorenem Material beobachtet. Die starke Korrelation zwischen φFE und validierten Eisgehalten (r2 = 0,94) unterstreicht das Potenzial von φFE als robusten Proxy für den Eisgehalt. Zusätzlich wurde auch die Rolle der Oberflächenleitung an allen Standorten untersucht, ein Faktor, der in petrophysikalischen Modellen oft vernachlässigt wird. SIP-Daten zeigten, dass die Oberflächenleitfähigkeit sowohl räumlich als auch zeitlich variiert und daher in petrophysikalischen Modellen einbezogen werden sollte.Die Ergebnisse dieser Dissertation verdeutlichen, dass SIP eine sensitive und vielversprechende Methode zur Erfassung und Überwachung des Eisgehalts darstellt. Analysen über Zeit, Raum und mehrere Standorte zeigen das Potenzial der Methode, auch wenn weitere Arbeiten erforderlich sind, um eine breit anwendbare und verlässliche Abschätzung des Eisgehalts in alpinen und polaren Permafrostsystemen zu etablieren.Mountain permafrost, a key component of the cryosphere, is highly sensitive to climate change, particularly in high mountain areas such as the European Alps, where permafrost temperatures are close to the melting point. Over recent decades, permafrost warming and degradation have led to increased active layer thicknesses and rising ground temperatures, trends projected to continue with very high confidence throughout this century. These changes strongly affect mountain ecosystems and communities, with implications for slope stability, human safety, infrastructure, and hydrological processes. Characterizing permafrost is therefore essential for understanding its thermal state, hydrological regime, and stability with key parameters including ground temperature, active layer thickness, soil moisture, snow cover, and ground ice content.While borehole temperature data provide valuable one-dimensional records, they are sparse and cannot capture the strong spatial heterogeneity of mountain permafrost. Ground ice content, in particular, is difficult to quantify and monitor due to its high spatial variability, restricted accessibility, and the logistical constraints of core drillings or nuclear well logging. Geophysical methods have therefore become indispensable for imaging subsurface properties over large areas and depths, and for distinguishing frozen from unfrozen ground. Recent studies quantified ice and water contents by combining or jointly inverting electrical, electromagnetic, seismic and/or gravimetric methods and linking them through petrophysical models. Despite these advances, applications in the European Alps remain sparse and uncertainties persist.This addresses the applicability and development of spectral induced polarization (SIP), an electrical method rarely applied in permafrost research, for investigating spatial and temporal variations of ground ice in different mountain permafrost landforms. While electrical resistivity data alone yield ambiguous interpretations when distinguishing between ice, air and rock, SIP measures not only conductive but also capacitive properties of the subsurface. These are linked to polarization processes at electrical double layers along grain-fluid and ice-fluid interfaces, which are strongly influenced by the presence of ice. Three key challenges are addressed within this dissertation: (i) optimizing SIP survey design for reliable data quality under alpine conditions, (ii) investigating SIP responses across different mountain permafrost landforms with varying ice contents and their seasonal to interannual variability, and (iii) identifying proxy parameters for estimating ground ice content.First SIP measurements at the well-characterized Lapires talus slope in Switzerland evaluated the frequency dependence (0.1-225 Hz) of the polarization response for distinguishing frozen from unfrozen substrate. The aim was to (a) establish a field protocol that provides SIP imaging data sets less affected by electromagnetic coupling and deployable in rough terrain, (b) cover the spatial extent of the local permafrost distribution, and (c) evaluate the potential of the spectral data to resolve variations in substrates and ice content. Data uncertainty was assessed by analysing misfits between normal and reciprocal measurements across different profiles and frequencies. A comparison between different cable setups showed lowest misfits for coaxial cables and enabled high-quality SIP data acquisition in the 0.1-75 Hz range. Results revealed a clear contrast between the ice-rich talus material and unfrozen surroundings, with polarization increasing with frequency in ice-rich zones. A raster of different SIP profiles allowed the characterization of the entire landform, showing the ice-rich permafrost body to be smaller than previously assumed. Furthermore, the spectral behaviour helped to improve the discrimination between ice-rich permafrost and unfrozen bedrock in ambiguous cases.In 2019, the first permanent SIP monitoring profile in mountain permafrost was installed at the bedrock permafrost site Cervinia Cime Bianche (Italy), covering a monitoring period of 6 years. Temporal variations in polarization were closely linked to freeze–thaw processes in the active layer, absolute phase values increasing during freezing in autumn, peaking in winter, and decreasing during spring thaw. Field data were validated through freeze–thaw laboratory experiments on site-specific rock samples, showing consistent spectral behaviour and confirming the temperature dependence of the SIP response. A key contribution of this work was the development and application of the phase frequency effect (φFE) as a proxy for ice content. The φFE followed clear freeze-thaw cycles and reflected differences in textural properties and ice-water ratios. Limitations were identified in winter, where high resistances caused increased phase errors and data uncertainty due to parasitic capacitive coupling effects. Laboratory electric circuit tests reproduced these effects and quantified the lower bound of the error level of the phase measurements expected in field conditions.Expanding the scope across different mountain permafrost landforms, SIP responses were evaluated at ten permafrost sites in the European Alps, covering bedrock, talus slopes, and rock glaciers including pure ice and an unfrozen site. φFE systematically varied with landform and ice content, showing highest values in rock glaciers, intermediate values in frozen talus slopes, and lowest values in bedrock permafrost and unfrozen sites. A strong correlation between φFE and validation ice contents (r2 = 0.94), confirmed φFE as a potential parameter for future ground ice estimations. The role of surface conduction was investigated across all sites, a parameter often neglected in petrophysical models. SIP results showed that surface conductivity varied both spatially and temporally, and thus needs to be considered in petrophysical models.The findings of this thesis clearly demonstrate that SIP is a sensitive and promising method for detecting and monitoring ground ice in permafrost environments. Temporal, spatial and multi-site analyses show its clear potential, though further work is needed to establish widely applicable and reliable ice content estimates with SIP in alpine and polar permafrost systems
Spectrally and Spatially Degenerate Coherent Perfect Absorbers and a Renormalization-Free Model for Casimir Forces
Get PDFThis thesis deals with two separate topics. First, we design coherent perfect absorbers (CPAs) that remove the spatial-mode selectivity of conventional CPAs, and we then extend this idea to achieve both spatial and spectral degeneracy by operating at an exceptional point (EP). Second, we develop a renormalization-free scattering formulation for Casimir (van der Waals) forces in a one-dimensional model with a chain of point particles, for which we derive the continuum limit.MAD-CPA. A central insight of non-Hermitian photonics is that familiar devices possess time-reversed counterparts. Most notably, a laser becomes a coherent perfect absorber (CPA) under time-reversal. Consider a simple cavity with a partially transmitting input coupler, a highly reflecting end mirror, and a gain medium. In the forward (laser) picture, the cavity amplifies light and, above threshold, emits a coherent beam. In the time-reversed picture, the external beam is incident on the cavity, the gain medium is replaced by loss, and – when the parameters are tuned appropriately – the incident field is absorbed completely. This can be understood as an interferometric effect: perfect absorption occurs when internal dissipation is precisely balanced by external coupling so that the incident field and the steady-state intracavity field cancel at the input coupler, extinguishing the outgoing waves. However, this standard CPA is intrinsically mode-selective:perfect absorption is achieved only for a single, carefully prepared spatial wavefront(or a small set of modes). To overcome this limitation, we introduce a massively degenerate CPA (MAD-CPA). The construction time-reverses a degenerate-cavity laser: a self-imaging resonator with two lenses in a telescopic arrangement between planar mirrors (a 4f cavity) reproduces any injected transverse field on every roundtrip. In this geometry a weak absorber, placed inside the cavity and tuned to threshold, extinguishes not merely a few special modes but any supported spatial input. Even random speckle fields, consisting of superpositions of plane waves with random phases, get absorbed with high efficiency.To enable compact implementations, we replace the bulk 4f-cavity with a graded index(GRIN) glass fiber segment that approximately self-images over a designed propagation distance at a given wavelength. We quantify how intermodal dispersion and accumulated phase errors perturb the ideal degeneracy and identify parameters for which a high CPA effect persists for broad number of spatial modes. This analysis yields guidance on GRIN profile and segment length, so that the MAD-CPA mechanism remains effective despite moderate deviations from exact self-imaging.EP-MAD-CPA. While a MAD-CPA removes the spatial bottleneck of a CPA, the design remains narrowband. We achieve spectral tolerance without sacrificing spatial universality by operating at an exceptional point (EP) in a coupled-resonator architecture, yielding an EP-MAD-CPA. Two complementary realizations are presented:a two-cavity (8f) design with a central coupler, and a compact two-lens (4f) folded design with a split input mirror. For both, a closed-form reflection matrix that is independent of the transverse mode proves spatial degeneracy for arbitrary inputs.Enforcing CPA and EP simultaneously leads to a reflection spectrum where the reflectivity near resonance develops a broader quartic dip rather than a Lorentzian. Fourier-optics simulations reveal relevant design details: The internal absorber’s refraction detunes the cavity; compensating this shift is required to reach perfect absorption and recover the broadened, approximately quartic spectrum. Sensitivity analyses show that performance is only mildly affected by small errors in the input coupler but is tightly constrained by the central coupler and by sub-cavity length matching; microradian tilts and residual facet reflections lift the minimum yet preserve the characteristic broadening. Scaling to three or more coupled self-imaging cavities further flattens the line toward a Butterworth-like profile. Finally, forcing operation on the first longitudinal order yields genuinely broadband dips while retaining the EP-induced flattening. A time-domain analysis of the settling dynamics complements the results.Casimir forces from scattering. The final part of the thesis tackles a separate question: how to compute Casimir (van der Waals) forces between and inside homogeneous and inhomogeneous media without renormalization, i.e. without ambiguous subtractions of divergent local energies. We develop an alternative, renormalization-free route that formulates forces directly in terms of scattering by constructing a discrete one-dimensional model in which matter is represented by a chain of polarizable point scatterers. Transfer-matrix recursions yield closed expressions forthe force on each scatterer, and a controlled continuum limit connects the discrete formulation to a standard wave equation together with a Green-function representation for the spectral force density. The framework provides operational definitions for all quantities entering the numerics and explains the origin and scaling of local divergences in inhomogeneous susceptibility profiles. The method is predictive and practical. For homogeneous slabs the discrete force density converges rapidly and reproduces the expected continuum result inside a single block, while the net interaction between separated slabs matches established benchmarks. For inhomogeneous slabs the local force density need not converge pointwise, yet the macroscopic force on a slab across a vacuum gap does converge and can be computed with controlled accuracy. A multithreaded C++ implementation supports chains with up to millions of scatterers, enabling high-precision comparisons between discrete and continuum predictions and extensive parameter sweeps
Carroll symmetries in field theory and gravity
Get PDFDas vergangene Jahrzehnt zeigt ein stetig wachsendes Interesse an Carroll-Symmetrien, das nicht nur durch Entwicklungen in der Holografie, sondern auch durch Anwendungen in Bereichen wie der Fluidmechanik und der Festkörperphysik vorangetrieben wird. Die Carroll-Algebra lässt sich als Kontraktion der Poincaré-Algebra im Grenzfall verschwindender Lichtgeschwindigkeit ableiten und definiert eine charakteristische nicht-Lorentzsche Kinematik.Die vorliegende Arbeit untersucht verschiedene Aspekte dieser Symmetrien und ihre Anwendungen in Feldtheorien und Gravitationsmodellen.Zunächst wird aus der Sichtweise der Cartan-Geometrie eine geometrische Beschreibung gekrümmter Carroll-Mannigfaltigkeiten entwickelt. Diese werden anschließend als festgehaltene Hintergrundgeometrien verwendet, um verschiedene Feldtheorien zu analysieren,darunter skalare und vektorielle Carroll-Swiftons. Unter den Annahmen von Kausalität und Lokalität wird ein universeller Satz von Kommutatoren zwischen den Komponenten des Carrollschen Energie-Impuls-Tensors abgeleitet, der für beliebige Carroll-Quantenfeldtheorien gilt. In zwei Raumzeitdimensionen wird zudem gezeigt, dass eine Carroll-Boost-Anomalie zusätzliche Schwinger-Terme erzeugt. Diese reproduzieren wiederum die bekannten zentralen Erweiterungen der asymptotischen Symmetriealgebra von dreidimensionaler asymptotisch flacher Einstein-Gravitation.Im zweiten Teil der Arbeit werden Theorien der Carroll-Gravitation untersucht, die ein vielversprechendes theoretisches Labor für das Verständnis eines bestimmten Skalierungs-grenzfalls der Quantengravitation darstellen, den wir als Tantengravitation bezeichnen. Nach einer Beschreibung von auf Carroll-Symmetrien basierenden Gravitationstheorien in allgemeinen Dimensionen wird der zweidimensionale Fall anhand von Carroll-Dilaton-Gravitation vertieft betrachtet. Es werden Carrollsche Schwarze Löcher als massive Vakuumlösungen identifiziert, die wohldefinierte thermodynamische Eigenschaften besitzen, jedoch anstelle eines Ereignishorizonts eine sogenannte Carroll-Extremalfläche aufweisen. Daraufhin werden verschiedene Carroll-Dilaton-Gravitationsmodelle und deren Lösungen detailliert analysiert.Schließlich wird das Verhalten von quantenmechanischen Materiefeldern auf fixen Geometrien untersucht. Unter bestimmten Regularitätsbedingungen zeigt sich dabei für die Carroll–Schwarzschild-Lösung eine nicht verschwindende asymptotische Energiedichte. Wir bezeichnen dieses Phänomen als Carroll–Hawking-Effekt.The past decade has seen a growing interest in Carroll symmetries, driven not only by developments in holography but also by applications in areas such as fluid mechanics and condensed matter physics. They emerge as a contraction of Poincaré symmetries inthe limit of vanishing speed of light and thus determine the structure of a particular non-Lorentzian type of kinematics. This thesis explores several facets of these symmetries through their applications to field theories and gravity.The geometric description of curved Carroll manifolds is developed from a Cartan-geometric viewpoint, reviewed at the outset. On these backgrounds, we study various field theories, including scalar and vector Carroll swiftons. Imposing causality and locality, we derive a universal sector of the commutators between Carroll stress-energytensor components valid for any Carroll quantum field theory. In two dimensions,we confirm the connection to holography by showing that a Carroll boost anomaly gives rise to additional Schwinger-like terms in these brackets, sourcing the familiar central extensions of the asymptotic symmetries of three-dimensional asymptoticallyflat Einstein gravity.Afterwards, we come to theories of Carroll gravity which, as we argue, provide avaluable playground for understanding quantum gravity in a specific scaling limit which we refer to as the tantum gravity limit. At first, we review Carroll gravity in general dimensions and subsequently restrict to two spacetime dimensions where we introduce Carroll dilaton gravity. We define Carroll black holes as massive vacuum solutions to these theories that admit well-defined thermodynamic properties but have a Carrollextremal surface instead of an event horizon. After investigating several models andtheir solutions we finally add quantum matter to these backgrounds and study how the thermodynamic properties of a Carroll black hole reflect in its vacuum states. For the Carroll–Schwarzschild black hole we find a non-vanishing asymptotic energy density.We refer to this phenomenon as the Carroll–Hawking effect
Großfeldsiedlung as an Experimental Field: In-between Spaces as Key to Transformation
No full textDiese Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Großfeldsiedlung in Wien – einer der größten Wohnanlagen der Nachkriegszeit in Österreich. Errichtet zwischen 1966 und 1973, vereint sie unterschiedliche Bautypologien dieser Zeit und spiegelt dadurch die damaligen städtebaulichen Leitbilder und Haltungen wider. Heute steht die Siedlung exemplarisch für die Herausforderungen, aber auch für das Potenzial großmaßstäblicher Wohnanlagen: Sie verfügt über einen anpassungsfähigen Gebäudebestand und zugleich über weitläufige Freiräume, deren Qualitäten bislang kaum ausgeschöpft werden. Im Fokus der Arbeit stehen diese Zwischenräume – jene Abstandsflächen, die als Resultat des modernen Städtebaus entstanden sind und heute als entscheidende Ressource einer zukunftsfähigen Transformation gelesen werden können. Aufbauend auf einer detaillierten Analyse werden ihre vielfältigen räumlichen, sozialen und ökologischen Qualitäten untersucht und verdichtet. Darauf aufbauend werden Entwicklungsrichtungen formuliert, die Strategien für die Weiterentwicklung der Siedlung als resilientes und zukunftsfähiges Quartier aufzeigen. Diese werden schlussendlich in konkrete Entwurfsszenarien überführt. Die Arbeit verdeutlicht, welche bislang unscheinbare Potenziale in den Zwischenräumen liegen und wie durch ihre Aktivierung neue Formen von Aneignung, Begegnung sowie produktivem und biodiversem Grün entstehen können. Im Zusammenspiel mit dem Gebäudebestand wird die Großfeldsiedlung so als Quartierszentrum im polyzentrischen Stadtnetz Wiens gestärkt. Die Arbeit plädiert dafür, die Großwohnsiedlungen der Nachkriegsmoderne – und insbesondere ihre Zwischenräume – als zentrale Ressource einer nachhaltigen, zukunftsfähigen und resilienten Stadtentwicklung zu begreifen. Architektur wird dabei nicht primär als Disziplin des Neubaus verstanden, sondern als Werkzeug zur Weiterentwicklung, Stärkung sowie Aktivierung bestehender Strukturen und zeigt, welches transformative Potenzial gerade darin liegt.This thesis deals with the Großfeldsiedlung in Vienna – one of the largest post-war housing estates in Austria. Built between 1966 and 1973, it combines different building typologies of the time and thus reflects the urban planning models and attitudes of the period. Today, the estate exemplifies the challenges, but also the potential, of large-scale housing developments: it has an adaptable building stock as well as extensive open spaces, with qualities that have hardly been exploited to date. The thesis focuses on these in-between spaces – the open areas that have emerged as a result of modernist urban planning and can now be seen as a key resource for sustainable transformation. Based on a detailed analysis, their diverse spatial, social and ecological qualities are examined and condensed. Building on this, approaches for their further development are formulated, which outline strategies for the settlement's development as a resilient and future-proof neighbourhood. These are ultimately translated into concrete design scenarios. The thesis demonstrates the often overlooked potential of these in-between spaces and shows how their activation can foster new forms of encounter, appropriation and productive, biodiverse urban landscapes. In interaction with the existing structures, the Großfeldsiedlung is thus strengthened as a neighbourhood centre in Vienna's polycentric urban fabric. Ultimately, the thesis argues that large post-war housing estates – and particularly their in-between spaces – should be recognised as a key resource for sustainable, resilient urban development. Architecture is therefore not approached primarily as a discipline of new construction, but as a practice of caring for, strengthening and transforming the existing, revealing the transformative capacity embedded within it
The power of participation: Informal and participatory processes involving children and young people in the context of socio-spatial educational landscapes
No full textPartizipative Prozesse mit Kindern und Jugendlichen gewinnen in der Stadtplanung und Bildungsforschung zunehmend an Bedeutung, insbesondere im Kontext kinderfreundlicher Stadtentwicklung und der Transformation sozialräumlicher Bildungslandschaften. Vor dem Hintergrund des Ziels der Stadt Wien, bis 2030 eine kinder- und jugendfreundliche Stadt zu werden, wird in der vorliegenden Masterarbeit untersucht, welche Potenziale informelle und partizipative Beteiligungsprozesse von Kindern und Jugendlichen für die Weiterentwicklung sozialräumlicher Bildungslandschaften bieten.Als empirisches Untersuchungsfeld dient das Netzwerk Bildungsgrätzl Leo Mitte im Grätzl Volkert- und Alliiertenviertel im zweiten Wiener Gemeindebezirk. Dieses wird exemplarisch auf räumlicher, sozialer und bildungsbezogener Ebene analysiert, wobei das Bildungsgrätzl-Modell als Wiener Ansatz für das Konzept einer sozialräumlichen Bildungslandschaft verstanden wird. Methodisch basiert die Arbeit auf einem qualitativen Single-Case-Design am Beispiel des Bildungsgrätzls Leo Mitte mit eingebetteten Teilfällen im Rahmen des Forschungsprojekts HOPE Raumlabor. Die Untersuchung erfolgte auf drei Ebenen: dem Grätzl Volkert- und Alliiertenviertel als sozialräumliche Ebene, dem Bildungsgrätzl Leo Mitte als institutionellem Bildungsnetzwerk sowie dem Forschungsprojekt HOPE Raumlabor als projektbezogene Ebene.Zur Datenerhebung wurden teilnehmende Beobachtungen, leitfadengestützte Interviews, Gesprächsprotokolle, visuelle Erhebungen, Fragebögen sowie ein selbstorganisierter partizipativer Workshop („Grätzl-Schnitzeljagd“) angewendet, in dem Jugendliche ihre Perspektiven in den lokalen Kontext einbrachten. Die Ergebnisse der Untersuchung zeigen, dass Bildungsprozesse auch außerhalb formaler Bildungsorte stattfinden. Informelle Bildungsräume wie Straßen, Plätze und Parks dienen als potenzielle Lern- und Begegnungsräume, in denen Selbstwirksamkeit, soziale Teilhabe und Prozesse der Raumaneignung durch Kinder und Jugendliche entwickelt werden.Es wird deutlich, dass partizipative, kreative und experimentelle Formate das Bewusstsein junger Menschen für die Gestaltung ihres Umfelds fördern und Schnittstellen zwischen formaler und informeller Bildung auf konzeptioneller und räumlicher Ebene schaffen. Das Bildungsgrätzl wird dadurch als potenzielles sozialräumliches Netzwerk sichtbar, welches zwar partizipative Stadtentwicklung, Bildungsorte und Lebenswelten von Kindern und Jugendlichen strukturell verbindet, als Instrument derzeit jedoch noch Entwicklungspotenziale aufweist. Ziel der Arbeit ist es, auf Basis des direkten Feldzugangs einen praxisorientierten Leitfaden zu entwickeln, durch den Lösungsansätze für die Weiterentwicklung der lokalen Bildungslandschaft Leo Mitte aufgezeigt und die aktive Beteiligung von Kindern und Jugendlichen gestärkt werden, um deren Mitgestaltungsmöglichkeiten im unmittelbaren Lebensraum zu erweitern.Participatory processes involving children and young people are gaining increasing importance in urban planning and educational research, particularly in the context of child-friendly urban development and the transformation of socio-spatial educational landscapes. In the context of the City of Vienna's objective to become a child- and youth-friendly city by 2030, this master's thesis explores the potential of informal and participatory engagement processes involving children and young people for the further development of socio-spatial educational landscapes.The Bildungsgrätzl Leo Mitte network in the Volkert- and Alliiertenviertel neighborhood in Vienna's Second District serves as the empirical field of investigation. This is analyzed exemplarily on spatial, social, and educational levels, whereby the Bildungsgrätzl model is understood as a Viennese approach to the concept of a socio-spatial educational landscape. Methodologically, the thesis is based on a qualitative single-case design using the example of the Bildungsgrätzl Leo Mitte with embedded sub-cases within the framework of the research project HOPE Raumlabor. The investigation was conducted on three levels: the Volkert- and Alliiertenviertel neighborhood as the socio-spatial level, the Bildungsgrätzl Leo Mitte as the institutional educational network, and the HOPE Raumlabor research project as the project-related level.The data collection process involved a variety of methods, including participant observations, semi-structured interviews, discussion protocols, visual surveys, questionnaires, and a self-organized participatory workshop, titled the "Grätzl Scavenger Hunt", in which young people contributed their perspectives on the local context. The results of the investigation show that educational processes also take place outside of formal educational settings. Informal educational spaces such as streets, squares, and parks serve as potential spaces for learning and encounter, in which self-efficacy, social participation, and processes of space appropriation are developed by children and young people.It becomes evident that participatory, creative, and experimental formats promote young people's awareness of the design of their environment and create interfaces between formal and informal education on a conceptual and spatial level. Consequently, the Bildungsgrätzl becomes visible as a potential socio-spatial network that structurally connects participatory urban development, educational sites, and the children's life context, although it currently still exhibits development potential as an instrument. The aim of the thesis is to develop a practice-oriented guideline based on direct field access, through which approaches for the further development of the local educational landscape Leo Mitte are demonstrated and the active participation of children and young people is strengthened, in order to expand their opportunities for co-designing their immediate living environment
Perception and the Duality of Spaces; Hidden Inside the Box
Get PDFModern technologies, industrialization and efficiency are profoundly influencing the way we view and create architecture, starting from the residential type, where there is always the tendency to reduce it to just a functional box – a box meant to be planned and executed as cheaply and quickly as possible. This box is also meant to afford everything a common person needs between their four walls, as well as offer an opportunity to its inhabitants to leave their personal mark inside it. But the box in this case represents just the shelter, the private space, the family space. To get the full picture of how we build and experience architecture today it is to be observed separately from the public place, the place that should not only offer meaningful space to a few, but afford a sense of belonging, of identity, to the whole community. Both can be characterized as boxes though, each in their own way, and both can simultaneously be something else, something meaningful, depending on the person perceiving them. The complexity of spaces lies hidden in their duality, of what they are to one, what they mean to another, the distinction in between. But also in the moment, in the conditions that are present in it. And the fact they can always be more, afford more than what meets the eye. As architects, our job is to create, to build, to give a place meaning and function. With that comes the power to influence how people perceive that place, to influence the feeling it offers as well as guide the people’s behaviour while interacting with it. Also, we have the tools to cause delays, to disrupt norms and to convince, even manipulate, people to exit their comfort zones, stop for a moment to really observe, and experience the richness of the world around them. This research explores how the reduction of architecture to functional boxes accompanied by rise of anonymous non-places is reshaping perception, human behavior, and belonging. By analyzing affordances, heterotopias, and embodied perception, through built examples and theoretical frames such as Pallasmaa’s multisensory architecture, Auge’s non-places, and Foucault’s heterotopias, it investigates how design can move beyond efficiency to create environments that engage the senses, disrupt habits, and foster connections between people and place