Für den Zylinderkopf ist das Schwerkraftgießen ein etabliertes Gießverfahren. Jedoch gehen die Gießereien in der Ausführung des Schwerkraftgusses unterschiedlich vor. Durch die mannigfaltigen Anschnittsysteme und die sich dadurch ergebenden Vor- bzw. Nachteile bei der Herstellung entstehen Unterschiede bei Qualität und Kosten. Ziel dieser Arbeit ist es, Standards und Vereinheitlichungen während der Produktentstehung eines Zylinderkopfes zu etablieren, um eine gleichbleibende Qualität der Zylinderköpfe in den Gießereien zu gewährleisten. Dazu sind vielfältige Ansatzpunkte zu verfolgen. Eine Möglichkeit ist die geometrische Beurteilung des Zylinderkopfs, wie z.B. Wandstärken, Speisungswege und die Außengeometrien. Die nach Lastenheftvorgaben zu erfüllenden Eigenschaften spielen gleichermaßen eine Rolle und haben Einfluss auf die Wahl des Gießverfahrens. Mit Hilfe von speziellen Entscheidungsmethoden ist eine Vorauswahl für ein Gießverfahren möglich. Des Weiteren werden mittels experimentellen Untersuchungen die Entscheidungen gestützt. Die Gießsimulation ist als zusätzliches Auslegungswerkzeug einzusetzen. Hierbei sind Gussfehler im Bauteil zu lokalisieren und zu vermeiden. Unzureichende Speisungswege oder zu geringe Wandstärken durch komplizierte Kerngeometrien sind zu ermitteln. Des Weiteren sind Vorhersagen zu Dendritenarmabständen und Materialausnutzung (Speiserdimensionierung) möglich, die direkt mit der Wahl des Gießverfahrens zusammenhängen. Die Verzahnung von Geometrie- und Metallurgiefaktoren führt idealerweise zur Definition von Standardisierungsaspekten zur Auswahl der Gießtechnologie bei der Zylinderkopfentwicklung. Durch eine parallele Produkt- und Prozessentwicklung ist eine Verkürzung des Produktentstehungsprozesses erreichbar.

Die Solarstromerzeugung mit Photovoltaikmodulen entwickelt sich zu einer wesentlichen Säule der Energieversorgung. Dabei kann die Integration der Module in die Gebäudehülle die Nachhaltigkeit der Systeme verbessern und neue Anwendungen in der Architektur erschließen. Die vorliegende Arbeit untersucht die bautechnischen Anforderungen, die sich bei der gebäudeintegrierten Verwendung von Photovoltaikmodulen im Hinblick auf die Sicherheit von Bauteilen aus Glas ergeben. Diese Anforderungen betreffen die materielle Zusammensetzung als Bauprodukt, die Konstruktionsweise und die zu erbringenden Nachweise. Die alleinige Produktqualifizierung nach der elektrotechnischen Normung und die üblichen Qualitätssicherungsmaßnahmen in der Modulproduktion bieten hierfür keine hinreichende Grundlage, da sie keine charakteristischen Materialkennwerte liefern. Infolgedessen bedarf die Integration von Photovoltaikmodulen in die Gebäudehülle in vielen Fällen gesonderter Zustimmungs- oder Zulassungsverfahren. Resttragfähigkeitsprüfungen an Glas-Glas-Photovoltaikmodulen verfolgten das Ziel, die mechanischen Sicherheitseigenschaften gängiger Modulaufbauten im Vergleich zu Verbund-Sicherherheitsglas zu ermitteln. Auf der Grundlage der Ergebnisse lassen sich die untersuchten Aufbauten als mindestens gleichwertig beurteilen. Mit einer bauaufsichtlichen Einstufung geeigneter Modulaufbauten als Verbund-Sicherherheitsglas könnte sich der zusätzliche Nachweisaufwand für gebäudeintegrierte Photovoltaik erheblich reduzieren. Im Vierpunkt-Biegeversuch wurde der Einfluss der Glasbeschichtung mit Dünnschichtsolarzellen auf die Festigkeit der verwendeten Gläser analysiert. Die für eine praktikable Qualitätssicherung durch die Hersteller wünschenswerte Prüfung im Fertigungsformat der Module erforderte eine Modifikation der Probengeometrie. Numerische Berechnungen konnten die Anwendbarkeit des Prüf- und Auswertungsverfahrens auf die vergrößerte Probenbreite nachweisen. Bei beiden untersuchten Dünnschichttechnologien ließ sich die Randentschichtung als Ursache für eine leichte Reduzierung der Biegezugfestigkeit identifizieren. Dabei blieben Mindestwerte für das Basisprodukt Floatglas eingehalten. Die Arbeit leistet einen Beitrag zum Nachweis der mechanischen Leistungseigenschaften von Photovoltaikmodulen, die für den Einsatz als Bauprodukt erforderlich sind. Darüber hinaus können die entwickelten Empfehlungen für die photovoltaikspezifischen Entwurfs- und Planungsaufgaben einen ganzheitlichen und interdisziplinären Planungs- und Bauablauf erleichtern. / Solar electricity produced by photovoltaic systems will play a major role in future energy supply systems. Integrating photovoltaic modules into the envelopes of buildings can improve the sustainability of these systems and stimulate new architectural applications. This thesis investigates the structural requirements related to building-integrated photovoltaic modules with regard to the structural safety of architectural glazing components. These requirements apply to the materials used, the structural design and the verification procedures. Neither type approval according to the electrical engineering standards nor customary quality control in module production provides characteristic material properties. Therefore, these standards are not sufficient to determine and declare the performance of a construction product. As a result, building-integrated photovoltaic modules require individual approval in many cases. Residual strength testing of glass-glass photovoltaic modules was carried out with the aim of determining the mechanical safety properties of common module configurations in comparison with laminated safety glass. Based on the results, the configurations tested can be evaluated to provide an equivalent safety level. The classification of suitable module configurations as laminated safety glass in the building codes could significantly reduce the need for additional testing and approval, and thus facilitate the use of building-integrated photovoltaics. The influence of photovoltaic thin-film coatings on the bending strength of the float glass used as a substrate or superstrate was analysed by applying four-point bending tests. As the direct use of full-size photovoltaic-coated glass sheets as samples would simplify quality control by the manufacturers, the dimensions of the specimens were modified with respect to the existing testing standard. Numerical calculations demonstrated the applicability of the test and evaluation procedures when the larger specimen width was used. For both types of investigated thin-film PV technology, edge ablation was determined to cause a slight reduction in the bending strength. The specimens tested still met the minimum values for float glass. The thesis contributes to knowledge on the mechanical performance of photovoltaic modules that are required for use as construction products. In addition, recommendations on the specific design and planning tasks for building-integrated photovoltaics were developed to promote a holistic and interdisciplinary planning and construction process.

The diploma thesis creates a marketing strategy proposal for a synergistic construction product for a selected company. Through theoretical knowledge, research is conducted that defines the main direction and target segments of the marketing strategy. Based on these attributes, market analyzes are conducted that lead to the mapping of potential opportunities and risks by which the process of launching the new Timbex building system is proposed

Die Solarstromerzeugung mit Photovoltaikmodulen entwickelt sich zu einer wesentlichen Säule der Energieversorgung. Dabei kann die Integration der Module in die Gebäudehülle die Nachhaltigkeit der Systeme verbessern und neue Anwendungen in der Architektur erschließen. Die vorliegende Arbeit untersucht die bautechnischen Anforderungen, die sich bei der gebäudeintegrierten Verwendung von Photovoltaikmodulen im Hinblick auf die Sicherheit von Bauteilen aus Glas ergeben. Diese Anforderungen betreffen die materielle Zusammensetzung als Bauprodukt, die Konstruktionsweise und die zu erbringenden Nachweise. Die alleinige Produktqualifizierung nach der elektrotechnischen Normung und die üblichen Qualitätssicherungsmaßnahmen in der Modulproduktion bieten hierfür keine hinreichende Grundlage, da sie keine charakteristischen Materialkennwerte liefern. Infolgedessen bedarf die Integration von Photovoltaikmodulen in die Gebäudehülle in vielen Fällen gesonderter Zustimmungs- oder Zulassungsverfahren. Resttragfähigkeitsprüfungen an Glas-Glas-Photovoltaikmodulen verfolgten das Ziel, die mechanischen Sicherheitseigenschaften gängiger Modulaufbauten im Vergleich zu Verbund-Sicherherheitsglas zu ermitteln. Auf der Grundlage der Ergebnisse lassen sich die untersuchten Aufbauten als mindestens gleichwertig beurteilen. Mit einer bauaufsichtlichen Einstufung geeigneter Modulaufbauten als Verbund-Sicherherheitsglas könnte sich der zusätzliche Nachweisaufwand für gebäudeintegrierte Photovoltaik erheblich reduzieren. Im Vierpunkt-Biegeversuch wurde der Einfluss der Glasbeschichtung mit Dünnschichtsolarzellen auf die Festigkeit der verwendeten Gläser analysiert. Die für eine praktikable Qualitätssicherung durch die Hersteller wünschenswerte Prüfung im Fertigungsformat der Module erforderte eine Modifikation der Probengeometrie. Numerische Berechnungen konnten die Anwendbarkeit des Prüf- und Auswertungsverfahrens auf die vergrößerte Probenbreite nachweisen. Bei beiden untersuchten Dünnschichttechnologien ließ sich die Randentschichtung als Ursache für eine leichte Reduzierung der Biegezugfestigkeit identifizieren. Dabei blieben Mindestwerte für das Basisprodukt Floatglas eingehalten. Die Arbeit leistet einen Beitrag zum Nachweis der mechanischen Leistungseigenschaften von Photovoltaikmodulen, die für den Einsatz als Bauprodukt erforderlich sind. Darüber hinaus können die entwickelten Empfehlungen für die photovoltaikspezifischen Entwurfs- und Planungsaufgaben einen ganzheitlichen und interdisziplinären Planungs- und Bauablauf erleichtern. / Solar electricity produced by photovoltaic systems will play a major role in future energy supply systems. Integrating photovoltaic modules into the envelopes of buildings can improve the sustainability of these systems and stimulate new architectural applications. This thesis investigates the structural requirements related to building-integrated photovoltaic modules with regard to the structural safety of architectural glazing components. These requirements apply to the materials used, the structural design and the verification procedures. Neither type approval according to the electrical engineering standards nor customary quality control in module production provides characteristic material properties. Therefore, these standards are not sufficient to determine and declare the performance of a construction product. As a result, building-integrated photovoltaic modules require individual approval in many cases. Residual strength testing of glass-glass photovoltaic modules was carried out with the aim of determining the mechanical safety properties of common module configurations in comparison with laminated safety glass. Based on the results, the configurations tested can be evaluated to provide an equivalent safety level. The classification of suitable module configurations as laminated safety glass in the building codes could significantly reduce the need for additional testing and approval, and thus facilitate the use of building-integrated photovoltaics. The influence of photovoltaic thin-film coatings on the bending strength of the float glass used as a substrate or superstrate was analysed by applying four-point bending tests. As the direct use of full-size photovoltaic-coated glass sheets as samples would simplify quality control by the manufacturers, the dimensions of the specimens were modified with respect to the existing testing standard. Numerical calculations demonstrated the applicability of the test and evaluation procedures when the larger specimen width was used. For both types of investigated thin-film PV technology, edge ablation was determined to cause a slight reduction in the bending strength. The specimens tested still met the minimum values for float glass. The thesis contributes to knowledge on the mechanical performance of photovoltaic modules that are required for use as construction products. In addition, recommendations on the specific design and planning tasks for building-integrated photovoltaics were developed to promote a holistic and interdisciplinary planning and construction process.

Den globala uppvärmningen har lett till allt mer omfattande konsekvenser för klimatet och är ett internationellt problem. Sverige har beslutat att genomföra en omställning till nationell cirkulär ekonomi för att nå klimatmålen i Agenda 2030. Målen syftar till att främja hållbar utveckling i ekonomisk, social och miljömässig bemärkelse för att skapa ett hållbart samhälle. Byggbranschen står för en femtedel av de totala utsläppen av växthusgaser i Sverige och det är därför viktigt att identifiera och implementera nya och innovativa lösningar för att minska klimatpåverkan och bidra till en mer hållbar utveckling. För att återanvända material effektivt är det avgörande att ha en förståelse och planering av projekt som täcker hela processen från början till slut. Syftet med studien är att undersöka om ett producentansvar, liknande bilindustrins, går att tillämpa inom byggbranschen för att minska miljöpåverkan och gynna omställningen till cirkulär ekonomi. För att utforska möjligheterna till det har en semistrukturerad intervjustudie utförts med sju respondenter som har bakgrund i privat samt kommunal sektor inom bygg- och fastighetsbranschen. Tidigare forskning visar att befintliga arbetsprocesser inte är anpassade för att tillämpa den cirkulära modellen, vilket innebär att det är nödvändigt att ändra nuvarande arbetssätt. Resultatet från intervjustudien har jämförts med tidigare forskning och tyder på att de vanligaste hindren för ökad återanvändning är tids- och resursbrist, begränsad kunskap, en outvecklad marknad, outvecklad digitalisering samt otillräckliga garantier på återbrukat material. Branschen behöver hitta effektiva lösningar i arbetsprocessen samt i tekniken för att öka kunskapsnivån. Med ökad kunskap är det troligt att företag i högre grad kommer att vara mer benägna att anta cirkulära arbetsprocesser. Trots de många utmaningarna indikerar tidigare forskning och de genomförda intervjuerna att en omställningen är möjlig. Slutsatser som kan dras efter genomförd studie är att orsaken till att övergången från en linjär till en cirkulär ekonomi inte har genomförts beror på bristande kunskap och erfarenhet. För att främja en mer hållbar byggbransch krävs utveckling och tillämpning av olika tekniska innovationer, i form av digitala program och tjänster som möjliggör enkel delning av BIM-filer mellan aktörer. Det är även nödvändigt att skapa en branschgemensam organisation som tar hand om avfall och distribuerar vidare byggmaterial för återbruk. Branschens komplexitet, med avseende på byggnadens livslängd och antal aktörer, medför att producentansvaret måste anpassas efter branschens specifika utmaningar och behov. Producentansvaret för en färdigställd byggnad bör fördelas mellan aktörer inombyggbranschen under olika skeden av byggnadens livscykel. Tillverkaren av byggmaterial eller byggprodukter åläggs det ursprungliga producentansvaret, vid byggnation tar byggherren över producentansvaret och vid försäljning överförs ansvaret till nästa ägare av byggnaden. Genom att kombinera producentansvar och en total innehållsförteckning för uppförda byggnader skapas tydliga riktlinjer och specifikationer för materialens sammansättning och hantering. En omfattande och tillgänglig innehållsförteckning kan bidra till bättre bedömning av materialens lämplighet för återanvändning och återvinning. / Global warming has resulted in escalating climate impacts, posing an international challenge. The construction industry in Sweden is responsible for one-fifth of the country's total greenhouse gas emissions. Consequently, it is crucial to identify and implement innovative solutions to mitigate climate impact and foster sustainable development. This study aims to investigate the feasibility of implementing an extended producer responsibility, similar to the one in the car industry, within the construction industry to reduce environmental impact and facilitate the transition to a circular economy. To achieve this objective, a semi-structured interview study was conducted, involving participants from the private and municipal sectors of the construction and real estate industry. Prior research indicates that current work processes are not aligned with the requirements of the circular model, necessitating a change in the way work is conducted. The results reveal several common obstacles to increased reuse, including time and resource constraints, limited knowledge, an underdeveloped and immature market, inadequate digitalization, and insufficient guarantees regarding the quality of reused materials. Despite these challenges, all respondents express belief in the feasibility of overcoming them. The industry must find effective solutions within work processes and technology to enhance knowledge and understanding. The study concludes that the transition from a linear to a circular economy primarily hinges on a lack of knowledge and experience. Additionally, it highlights the urgent need for extended producer responsibility to reduce the amount of waste deposited within the construction industry. Given the complexity of the industry, the implementation of producer responsibility must be tailored to its unique characteristics and not treated on par with other sectors. Prior to introducing producer responsibility, numerous steps must be addressed and resolved.