RETROFIT - Robustes Sensorsystem zur Überwachung von Flachdächern

Im modernen Gebäudebau kommen zunehmend Flachdachkonstruktionen zum Einsatz, die ein Optimum an ökologischer Nachhaltigkeit vor allem im dicht besiedelten urbanen Bereich bieten. Durch die intensivere Nutzung der Gebäudehülle steigt aber auch das Risiko von feuchteinduzierten Bauschäden. Daher zeichnet sich seit mehreren Jahren der Trend ab, diese Bereiche sensorisch auf das ungewollte Eindringen von Schadfeuchte, z.B. infolge des Versagens einer Dichtebene, zu überwachen.

Die Anforderungen an ein solches Sensorsystem sind vielfältig. Das Eindringen der Feuchte muss zuverlässig detektiert werden können und die gesamte Fläche des Aufbaus gleichermaßen erfassen. Im Fall eines detektierten Schadens muss das System eine Ortung der Leckagestelle mit einfachen Mitteln ermöglichen. Der Sensor soll langlebig, energieautark und einfach zu installieren sein. Zudem muss das Sensorprinzip eine Unterscheidung zwischen der Schadfeuchte und Schwankungen der natürlichen Materialfeuchte der Baumaterialien gewährleisten.

Abbildung 1.

In diesem Projekt wird ein Sensorverfahren zur robusten Erkennung und Lokalisation von Schadfeuchte in Flachdachaufbauten untersucht. Die Sensoranordnung erlaubt eine flächenhafte Überwachung eines Dachaufbaus und basiert auf schwach gekoppelten elektrischen Schwingkreiselementen die als Metallstrukturen realisiert und daher elektrisch passiv sind. Die Sensorelemente können dabei z.B. auf einer widerstandsfähigen Folie aufgebracht werden, die mit einfachen Mitteln am Dachaufbau unter der Dichtfläche auszurollen ist. Die individuellen Sensorstrukturen realisieren im Netzwerkverbund inhärent zwei Funktionen. Zufolge eines Feuchteeintrags ändert sich die elektrische Charakteristik einer Sensorstruktur in diesem Bereich. Diese Änderung kann örtlich von einem Lesegerät auch durch etwaige Dachaufbauten hindurch erfasst werden und damit die Schadstelle lokalisiert werden (Lokalisation). Durch die ausgeformte Sensorstruktur ist ein Sensorelement mit Nachbarelementen elektrisch verkoppelt. Dadurch werden elektrische Änderungen durch verkoppelte Nachbarelemente bis zu einem stationär verbauten Hostsystem weitergetragen (Online Erkennung der Schadfeuchte). Für die Erfassung der Sensorinformation im Hostsystem und die Lokalisation wurden Verfahren entwickelt, die eine Auswertung der gesamten Messfläche erlauben.

Für das Verfahren wurde von der TU-Graz eine europäische Patentmeldung durchgeführt. Das eingereichte Projekt hat den Prototypenaufbau des neuartigen Sensorverfahrens zum Ziel, mit dem die Funktionsweise des Verfahrens zur Überwachung von Flachdachstrukturen gezeigt und bewertet werden können.

Ansprechpartner
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Thomas Bretterklieber
Dipl.-Ing. Dr.techn.
Tel.
+43 316 873 - 30509
Fax
+43 (316) 873 - 1030509
Markus Neumayer
Dipl.-Ing. Dr.techn.
Tel.
+43 316 873 - 30508
Steckbrief
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Projekttyp: Gefördertes Projekt

Programm: Austria Wirtschaftsservice, aws Prototypenförderung für Universitäten und Fachhochschulen

Laufzeit: 07.2020-06.2021

Status: Laufend

Arbeitsgruppe: Energy Aware Measurement Systems

Partner
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  • Institut für Maschinenelemente und Entwicklungsmethodik (TU Graz)