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Grid-scale electrical energy storage (EES) is a key component in cost-effective transition scenarios to renewable energy sources. The requirement of scalability favors EES approaches such as pumped-storage hydroelectricity (PSH) or compressed-air energy storage (CAES), which utilize the cheap and abundant storage materials water and air, respectively. To overcome the site restriction and low volumetric energy densities attributed to PSH and CAES, liquid-air energy storage (LAES) has been devised; however, it suffers from a rather small round-trip efficiency (RTE) and challenging storage conditions. Aiming to overcome these drawbacks, a novel system for EES is developed using solidified air (i.e., clathrate hydrate of air) as the storable phase of air. A reference plant for solidified-air energy storage (SAES) is conceptualized and modeled thermodynamically using the software CoolProp for water and air as well as empirical data and first-order approximations for the solidified air (SA). The reference plant exhibits a RTE of 52% and a volumetric storage density of 47 kWh per m3 of SA. While this energy density relates to only one half of that in LAES plants, the modeled RTE of SAES is comparable already. Since improved thermal management and the use of thermodynamic promoters can further increase the RTEs in SAES, the technical potential of SAES is in place already. Yet, for a successful implementation of the concept - in addition to economic aspects - questions regarding the stability of SA must be first clarified and challenges related to the processing of SA resolved.
Sonnenhaus 2.0
(2021)
Die vorliegende Arbeit befasst sich im Rahmen einer Fallstudie hauptsächlich mit der Steigerung des Anteils an PV-Batteriebeladungsenergie von Elektrofahrzeugen. Zentral ist die Frage einer möglichen Beeinflussung dieses PV-Ladeanteils durch Re-konfiguration des thermischen Systems (Speicherkapazitäten, Betriebsstrategie der WP).
Dazu wurde das Mehrfamilienhaus anhand der dynamischen Gebäude- und Anlagensimulation nachgebildet. Im ersten Schritt erfolgte die Ermittlung der für die Gebäudekonditionierung notwendigen Nutzenergie anhand eines Gebäudemodells. Anschließend erfolgte eine Bedarfsoptimierung, um die Grundlast des Wärmeerzeugers möglichst weit zu senken. Dabei wurde zum einen der thermische Komfortbereich ausgenutzt, zum anderen wurde eine Steuerungslogik für die Verschattungs- und Nachtlüftungsautomatik erstellt. Hierdurch konnte der Heizwärmebedarf um 24% und der Kühlwärmebedarf um 70% gesenkt werden. Die Performance des Systems wurde außerdem in Simulationen mittels zukünftigen Klimaszenarien überprüft, in welchen sich die Reduzierung KWB als besonders vorteilhaft herausstellte. Im zweiten Schritt wurde die fassadenintegrierte PV-Anlage nachsimuliert und hinsichtlich ihrer standortspezifischen Ertragssituation mit konventioneller Dachbelegung verglichen. Es zeigte sich, dass die Fassadenbelegung in Südausrichtung über die Wintermonate ertragreicher ist als die, in der Jahresbilanz superiore Dachaufständerung. Im dritten Schritt wurde das technische Gebäudesystem des realen Objektes in der Software Polysun nachgebildet und mittels eigens entworfener Regelungslogik betrieben. Es wurden Variantenstudien der zentralen Parameter Speicherkapazität, Speichertemperatur und Betriebsstrategie durchgeführt.
Die Ergebnisse zeigen, dass die Variation von Speichergröße und maximaler Speichertemperatur keinen relevanten Einfluss auf die PV-Beladeenergie der Elektrofahrzeuge hat. Jedoch zeigte die erhöhte Betriebsweise der Wärmepumpe bei PV-Überschuss (PVready) eine Steigerung der PV-Batteriebeladung von jährlich ca. 2 % sowie in einzelnen Monaten bis zu 6%. Außerdem konnte eine Steigerung der Autarkie des Gesamtsystems von 13,6% sowie eine Halbierung des Netzbezuges beobachtet werden.
Soul in Space
(2022)
Genesungsfördernde Architektur von morgen Antworten auf die aktuellen Herausforderungen für die architektonische Konzeption und Gestaltung von Psychiatriebauten Perspektiven aus Psychiatrie, Architektur und Ethnologie umfassender Praxisteil mit anspruchsvollen Beispielen von Psychiatriearchitektur.
Mehr als jede vierte Person in Deutschland ist im Jahr von einer psychischen Erkrankung betroffen. Seit Jahren ist zu beobachten, dass die Inanspruchnahme psychiatrischer Behandlungen steigt – stationär und ambulant. Nicht zuletzt zeigt die Corona-Pandemie, die mit deutlich gestiegenen Fallzahlen psychiatrischer Diagnosen einhergeht, dass die Bedeutung der psychischen Gesundheit stärker wahrgenommen wird. In der Gesellschaft erwächst ein neues Bewusstsein für einen angemessenen Umgang mit Menschen mit psychischen Erkrankungen.
Vor diesen aktuellen Entwicklungen entstehen Überlegungen, wie psychiatrische Institutionen konzeptuell und architektonisch zu gestalten sind, um den Bedarfen der Patient:innen und Mitarbeitenden gerecht zu werden. Dabei steigt die Komplexität der gesellschaftlichen Kontexte wie auch der Aufgaben: junge Patient:innen in schweren psychischen Krisen bis hin zu hochbetagten Menschen mit demenziellen Erkrankungen. Antworten kommen auch und besonders von Architekt:innen, die einen Raum gestalten, damit die Gesellschaft als solche seelisch gesund bleiben und werden kann.
Das Fachbuch »Soul in Space – Psychiatrie trifft Architektur« beleuchtet die zukünftigen Entwicklungen von Behandlungsansätzen verbunden mit baulich-räumlichen Konzepten der Psychiatrie und Psychotherapie. Diese beiden Disziplinen sind eingebettet in einen gesellschaftlichen Diskurs, der kontinuierlich von ethischen und soziologischen Überlegungen geprägt und ein stückweit auch gefordert wird. Dabei wird die soziale Verantwortung deutlich, die der Gestaltung von Kliniken für die seelische Gesundheit innewohnt. In diesem Buch werden planerische Anforderungen und Lösungswege präsentiert und die Interaktion von Raum und Psyche in all ihren Facetten mit wissenschaftlichen Erkenntnissen belegt. Aktuelle, gestalterisch anspruchsvolle Psychiatriebauten veranschaulichen beispielhaft, welche Gestaltungskriterien zentral sind und wie eine zeitgemäße, genesungsfördernde Architektur nach heutigen Erkenntnissen aussehen kann.
Der Einsatz von Robotik im Pflegekontext wird kontrovers diskutiert und löst unterschiedliche Assoziationen aus. In diesem Beitrag stellen wir Ergebnisse aus einer schriftlichen Befragung bei Pflegekräften aus Deutschland vor. Es wird aufgezeigt, für welche Funktionen und Aufgaben sich Pflegekräfte den Einsatz von Roboter vorstellen können und wo gegensätzliche Einstellungen gegenüber Robotern bestehen. Ein Fallbeispiel illustriert ein mögliches Anwendungsfeld. Mit den reflexiven Fragen laden wir die:den Lesenden ein, sich selbst mit der Idee Roboter als Alltagshelfer für ältere Menschen auseinanderzusetzen.
Der erste Band der ogsa-Reihe greift aktuelle Themen der Sozialen Arbeit in der Postmigrationsgesellschaft auf. Dazu werden mit Migration verbundene Phänomene in ihren theoretischen Grundannahmen, institutionellen Strukturen und in Praxisfeldern reflektiert sowie kritische Perspektiven auf einen professionellen Umgang damit entwickelt. In Tandems aus Theorie und Praxis werden jeweils Themen wie Differenz und Macht, Rassismus, Postkolonialität, Intersektionalität, Empowerment, Social Justice, Border Struggles, Critical Citizenship u. v. m. diskutiert.
Unternehmen müssen heute eine Vielzahl von Compliance-Anforderungen erfüllen. Bei Konsumgüterherstellern gewinnt hierbei die Erweiterte Herstellerverantwortung immer mehr an Bedeutung, deren unterschiedliche Gesetzgebungen in verschiedenen Ländern eingehalten werden müssen, um Bußgelder oder Vertriebsverbote zu verhindern. Unternehmen müssen folglich Wege finden, um die Compliance-Anforderungen möglichst ressourceneffizient und nachhaltig in Geschäftsprozessen zu implementieren.
Die vorliegende Masterarbeit beschäftigt sich daher mit der Frage, wie Unternehmen bei der sozialen und technischen Implementierung von Compliance-Anforderungen in Geschäftsprozessen vorgehen sollten, um eine möglichst hohe Akzeptanz und Umsetzungssicherheit zu gewährleisten. Basierend auf einer Literaturrecherche und der Modellierung praxisnaher Beispiele mit DMN werden schrittweise verschiedene Möglichkeiten zur Implementierung von Compliance-Anforderungen in Geschäftsprozessen, von der Anforderungsidentifikation bis zur Aufstellung von Business Rules, aufgezeigt.
Um Compliance-Anforderungen nachhaltig in Geschäftsprozessen zu implementieren, sollten die Anforderungen in den Geschäftsprozessen hinterlegt und deren Einhaltung regelmäßig durch Audits überprüft werden. Eine flexible und umsetzungssichere Möglichkeit bieten außerdem Business Rules. Auch spielen soziale Aspekte wie die Prozessorganisation, klare Zuordnungen von Rollen und Verantwortlichkeiten und Change-Management eine Rolle, da diese einen Einfluss auf die Akzeptanz durch die Prozessbeteiligten haben. Nur unter Beachtung der technischen und sozialen Aspekte können Compliance-Anforderungen in Geschäftsprozessen nachhaltig implementiert werden.
„Sozialraumarbeit“ und „Sozialraumorientierung“ sind Schlagworte der letzten Jahre, die die Wiederentdeckung des Sozialräumlichen nicht nur in der Sozialen Arbeit markieren. Das gesteigerte Interesse reicht weit über die Disziplin und Profession der Sozialen Arbeit hin-aus und findet ihren Niederschlag auch in der Sozialpolitik und Verwaltung, in kommunalen und regionalen Strukturen sowie in den Organisationen des Sozialwesens. Die Entstehungsgeschichte der Sozialen Arbeit in Vorarlberg ist eng verknüpft mit der sozialräumlichen Bearbeitung sozialer Probleme. Weniger Aufmerksamkeit in der Auseinandersetzung der letzten Jahre wird hierbei auf die Soziale Arbeit als Profession bzw. die Sozialarbeiten-den selbst gelegt. Die Studie soll hierzu im Hinblick auf die Gestaltung von kommunaler sowie sozialräumlicher Sozialer Arbeit und der Profession Soziale Arbeit einen Beitrag leisten. Grundlage der Studie ist die qualitative Inhaltsanalyse leitfadengestützter qualitativer Interviews mit Sozialarbeitenden der sozialräumlichen Sozialen Arbeit Vorarlbergs. Anhand der zentralen sowie theoretischen Dimensionen von Sozialer Arbeit und Konzepten der sozialräumlichen Sozialen Arbeit werden Faktoren für gelingende sozialräumliche Soziale Arbeit, im Speziellen im kommunalen Rahmen, sowie die Herausforderungen in der Praxis und als Profession identifiziert.
The importance of Agent-Based Simulation (ABS) as scientific method to generate data for scientific models in general and for informed policy decisions in particular has been widely recognised. However, the important technique of code testing of implementations like unit testing has not generated much research interested so far. As a possible solution, in previous work we have explored the conceptual use of property-based testing. In this code testing method, model specifications and invariants are expressed directly in code and tested through automated and randomised test data generation. This paper expands on our previous work and explores how to use property-based testing on a technical level to encode and test specifications of ABS. As use case the simple agent-based SIR model is used, where it is shown how to test agent behaviour, transition probabilities and model invariants. The outcome are specifications expressed directly in code, which relate whole classes of random input to expected classes of output. During test execution, random test data is generated automatically, potentially covering the equivalent of thousands of unit tests, run within seconds on modern hardware. This makes property-based testing in the context of ABS strictly more powerful than unit testing, as it is a much more natural fit due to its stochastic nature.
Spielregeln und Spielzüge
(2020)
Die Gültigkeit einer Wirtschaftsordnung (Spielregeln) verlangt den Beteiligten einen allgemeinen Konsens, der sich auch auf die Durchsetzungsinstanzen (Schiedsrichter) bezieht. Es fragt sich, auf welcher Basis dieser Konsens über die Geltung von Spielregeln, Spielzügen und regelkonform sanktionierenden Schiedsrichtern beruht und gibt es dafür benötige Vorbedingungen?
Sponsorship
(2006)
Sport im Kalten Krieg
(2015)
Stability of selected volatile breath constituents in Tedlar, Kynar and Flexfilm sampling bags
(2013)
Stationäre Jugendhilfe
(2015)
Sterben und Tod im Kontext des Bachelorstudiums Soziale Arbeit an österreichischen Fachhochschulen
(2017)
Entangled photon generation at 1550 nm in the telecom C-band is of critical importance as it enables the realization of quantum communication protocols over long distance using deployed telecommunication infrastructure. InAs epitaxial quantum dots have recently enabled on-demand generation of entangled photons in this wavelength range. However, time-dependent state evolution, caused by the fine-structure splitting, currently limits the fidelity to a specific entangled state. Here, we show fine-structure suppression for InAs quantum dots using micromachined piezoelectric actuators and demonstrate generation of highly entangled photons at 1550 nm. At the lowest fine-structure setting, we obtain a maximum fidelity of 90.0 ± 2.7% (concurrence of 87.5 ± 3.1%). The concurrence remains high also for moderate (weak) temporal filtering, with values close to 80% (50%), corresponding to 30% (80%) of collected photons, respectively. The presented fine-structure control opens the way for exploiting entangled photons from quantum dots in fiber-based quantum communication protocols.
Strain-induced dynamic control over the population of quantum emitters in two-dimensional materials
(2023)
The discovery of quantum emitters in two-dimensional materials has triggered a surge of research to assess their suitability for quantum photonics. While their microscopic origin is still the subject of intense studies, ordered arrays of quantum emitters are routinely fabricated using static strain-gradients, which are used to drive excitons toward localized regions of the 2D crystals where quantum-light-emission takes place. However, the possibility of using strain in a dynamic fashion to control the appearance of individual quantum emitters has never been explored so far. In this work, we tackle this challenge by introducing a novel hybrid semiconductor-piezoelectric device in which WSe2 monolayers are integrated onto piezoelectric pillars delivering both static and dynamic strains. Static strains are first used to induce the formation of quantum emitters, whose emission shows photon anti-bunching. Their excitonic population and emission energy are then reversibly controlled via the application of a voltage to the piezoelectric pillar. Numerical simulations combined with drift-diffusion equations show that these effects are due to a strain-induced modification of the confining-potential landscape, which in turn leads to a net redistribution of excitons among the different quantum emitters. Our work provides relevant insights into the role of strain in the formation of quantum emitters in 2D materials and suggests a method to switch them on and off on demand.
Strain-tunable GaAs quantum dot: a nearly dephasing-free source of entangled photon pairs on demand
(2018)
Post-operative isoflurane has been observed to be present in the end-tidal breath of patients who have undergone major surgery, for several weeks after the surgical procedures. A major new noncontrolled, non-randomized, and open-label approved study will recruit patients undergoing various surgeries under different inhalation anaesthetics, with two key objectives, namely to record the washout characteristics following surgery, and to investigate the influence of a patient’s health and the duration and type of surgery on elimination. In preparation for this breath study using proton transfer reaction time-of-flight mass spectrometry (PTR-TOF-MS), it is important to identify first the analytical product ions that need to be monitored and under what operating conditions. In this first paper of this new research programme, we present extensive PTR-TOF-MS studies of three major
anaesthetics used worldwide, desflurane (CF3CHFOCHF2), sevoflurane ((CF3)2CHOCH2F), and isoflurane (CF3CHClOCHF2) and a fourth one, which is used less extensively, enflurane (CHF2OCF2CHFCl), but is of interest because it is an isomer of isoflurane. Product ions are identified as a function of reduced electric field (E/N) over the range of approximately 80 Td to 210 Td, and the effects of operating the drift tube under ‘normal’ or ‘humid’ conditions on the intensities of the product ions are presented. To aid in the analyses, density functional theory (DFT) calculations of the proton affinities and the gas-phase basicities of the anaesthetics have been determined. Calculated energies for the ion-molecule reaction pathways leading to key product ions, identified as ideal for monitoring the inhalation anaesthetics in breath with a high sensitivity and selectivity, are also presented.
Observing the ratios of the rail usage in terms of passenger travelled per km and per capita, we see that there are huge differences between countries, so some railway systems are performing better in catching passengers than others. By analysing the factors that make the railways attractive for users, and setting standard values for these factors, we can analyse how well a system is performing. This paper has investigated those factors and developed an assessment tool that will inform about the required improvements, so in a later stage specific strategies can be developed to increase the performance in order to attract more passengers. Spain will be used as case study, since the country has specially low passenger rail usage compared to other countries even though the large investments in high speed lines the country undertook in the last decades.