Drahtlose Sensortechnik für historische Bauwerke

Conference: Sensoren und Messsysteme 2010 - 15. ITG/GMA-Fachtagung
05/18/2010 - 05/19/2010 at Nürnberg

Proceedings: Sensoren und Messsysteme 2010

Pages: 5Language: germanTyp: PDF

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Authors:
Krüger, Markus (Materialprüfungsanstalt Univ. Stuttgart, Deutschland)
Große, Christian U. (TU München, Deutschland)

Abstract:
Historische Gebäude und Strukturen sollten als Kulturdenkmale in ihrer reichen Architektur und mit möglichst originalen Materialien für kommende Generationen erhalten werden. Auch für die regionale Wirtschaft haben historische Objekte oft eine erhebliche Bedeutung. Sie zu konservieren, ist eine viele wissenschaftliche Gebiete umfassende Herausforderung; dies gilt auch für den Schutz vor umweltbedingten Zerfallsprozessen. Bisher war die Überwachung meist auf die wenig effiziente visuelle Inspektion oder auf die Erfassung von Klima- und Luftverschmutzungsdaten als Basis für die Schadensvorhersage beschränkt. Gemeinsam mit 13 Partnern aus sechs Ländern Europas entwickelte die Universität Stuttgart intelligente drahtlose Sensorsysteme für die Dauerüberwachung historischer Gebäude. Damit können Eigentümer oder Restauratoren vor Gefahren gewarnt oder Empfehlungen zum weiteren Vorgehen gegeben werden. An fünf historischen Stätten in unterschiedlichen Klimazonen, darunter der Museumsinsel Berlin, den Portalen des Münsters in Schwäbisch-Gmünd oder der Altstadt von Hebron in den Palästinensischen Autonomiegebieten, testen die Fachleute die neuen Systeme. Ein wesentliches Ziel des Projektes SMooHS besteht in der Entwicklung und dem Test von intelligenten drahtlosen Systemen basierend auf Sensornetzen und MEMS-Sensorik. Zum Einsatz kommen dabei u. a. Sensoren für Temperatur, Feuchte, Dehnung, Beschleunigung, Körperschall, Neigung, Lichtintensität, Luftgeschwindigkeit und verschiedene Schadgase. In die Sensorknoten werden Bauwerks- und Degradationsmodelle integriert und diese Modelle laufend mit den Messdaten verglichen. Durch den Vergleich der Messdaten verschiedener Sensoren bzw. Sensorknoten sowie der Messdaten mit den Simulationsmodellen, kann eine effiziente Vorverarbeitung der Messdaten im Knoten stattfinden, die zu einer deutlichen Verminderung des übertragenen Datenvolumens führt. So erhöht sich einerseits die Lebensdauer der Knoten. Andererseits wird die Falschalarmquote reduziert und die Anwender müssen nur einen Bruchteil der insgesamt erfassten Messdaten analysieren. Die Energieversorgung erfolgt primär über Hochleistungsbatterien, kann aber auch wahlweise durch Solarzellen und „Energy-Harvesting-Systeme“ unterstützt werden.