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Hightech zum Erhalt historischer Bauwerke

03.11.2000 - (idw) Fachhochschule Karlsruhe - Hochschule für Technik

Bundesministerium für Forschung fördert wissenschaftliches Projekt der Fachhochschule Karlsruhe - Hochschule für Technik im Speyerer Dom und im Kloster Maulbronn

Insbesondere historische Bauwerke sind oftmals großen raumklimatischen Beanspruchungen ausgesetzt. Erhöhte Feuchtigkeit führt zu Schäden wie Absandung, Rissbildung, Ablösung, Schimmelbildung, Verschmutzungen und Salzkristallisation.

Eine deutliche Verbesserung könnte hier die Optimierung der Raumluftverhältnisse leisten. Dafür ist aber die Kenntnis des Raum- und Außenklimas sowie der Temperaturen an der Wandoberfläche erforderlich, um über Belüftung, Beheizung oder Klimatisierung das Raumklima entsprechend zu steuern. Bisherige Messsysteme erfassen bestenfalls die Oberflächentemperatur eines Raums an vereinzelten Stellen.

In dem vom BMBF mit 178.000 Mark geförderten Projekt soll ein Online-Messsystem auf der Grundlage der Infrarot-Thermografie zur berührungslosen Bestimmung der Oberflächentemperaturverhältnisse an schwer zugänglichen Raumteilen entwickelt werden. "Das Infrarot-Messsystem ist in der Lage", so Prof. Dr. Harald Garrecht, Direktor des Instituts für Innovation und Transfer der Hochschule und auch Leiter dieses Forschungsprojekts, "auch die Temperaturverhältnisse von großen Flächen zu erfassen, so dass selbst in kritischen Bauwerksbereichen, beispielsweise sogenannten Wärmebrücken wie Fensterleibungen, Raumecken, und Bauteilanschlüssen, die Tauwassergefährdung festgestellt werden kann." Das zu entwickelnde rechnergesteuerte Wärmebildaufnahmesystem soll mit einer handelsüblichen Infrarot-Wärmebildkamera in Intervallen immer wieder die gesamte Oberfläche eines Raums ab-scannen, so dass sich die tages- und jahreszeitlich bedingten Veränderungen der Oberflächentemperaturen feststellen lassen. Die sofortige Auswertung der Wärmebilder ermöglicht dann Aussagen zur Tauwassergefährdung bzw. zur raumklimatischen Beanspruchung der wertvollen Stein- und Putzoberflächen sowie der Malfassungen. Folglich könnte schnell und gezielt in entsprechende Regelkreise eingegriffen werden, um die Raumluftsituation nachhaltig zu steuern und damit zu verbessern.

Das Online-Messsystem soll zunächst an zwei bedeutenden historischen Bauwerken erprobt werden. Es ist vorgesehen, im Speyerer Dom das Gewölbe der Vierungskuppel (ca. 60 m über dem Fußboden) und im Kloster Maulbronn im Erdgeschoss des Dormentbaus die besonders wertvollen Malfassungen aus dem 15. Jahrhundert als Ganzes hinsichtlich der raumklimatischen Beanspruchung zu analysieren.

In beiden Weltkulturdenkmälern werden bereits rechnergesteuerte Klimamessungen und Regelkreise zur Optimierung der Raumluftverhältnisse durch eine bedarfsabhängige Belüftung betrieben, auf deren Messwerte direkt zugegriffen werden kann. Dieser lokalen Messpunkte können zur Überprüfung der durch die IR-Messeinrichtung ermittelten Klima- und Oberflächentemperaturverhältnisse genutzt werden. Die vor Ort durchzuführenden Arbeiten sollen zeigen, dass sich die IR-Messeinrichtung nicht nur zur Messwerterfassung, sondern auch zur schnellen und präzisen Regelung von Raumluftbedingungen einsetzen lässt.

Unabhängig der Tauwasserproblematik in Bauwerken lassen sich zahlreiche weitere Einsatzbereiche für das Online-Infrarot-Thermografie-Messsystem nennen: So könnten versteckte Hohlräume großflächiger Bauteile ebenso ermittelt werden wie jede Form der Wärmeabgabe von Bauelementen, beispielsweise Kältebrücken, auch wenn diese nur zeitweise bestehen sollten. In industriellen Fertigungsprozessen großer Bauteile mit hohen Qualitätsanforderungen (z.B. Gießereitechnik) könnte diese Technologie ebenso eingesetzt werden wie zur Optimierung des Betriebs von Wärme umsetzenden Anlagen (Kraftwerke, Rohrleitungssysteme etc.).

"Wir sind natürlich froh", so Rektor Prof. Dr. Werner Fischer, "dass wir über das Projekt unsere Know-how und modernste Technologien einsetzen können, um einen Beitrag zum Erhalt historisch so bedeutsamer Bauwerke zu leisten. Studierende, die in diesem Forschungsprojekt mitarbeiten, erhalten mit Sicherheit einen interessanten Einblick in den praktischen Einsatz moderner Sensorik- und Steuerungssysteme."

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