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Methoden der Dauerüberwachung von Gebäuden des kulturellen Erbes im Rahmen der Denkmalkonservierung
(2012)
Einleitung Monitoring von denkmalgeschützten Objekten Wiederkehrende zerstörungsfreie Prüfung von denkmalgeschützten Objekten Kontinuierliche Dauerüberwachung mit instrumentierter Messtechnik Dauerüberwachung in Innenräumen und außenliegenden Bereichen mit kumulativen Messmethoden Naturstein-Monitoring – Methoden zur Bewertung von Konservierungsmaßnahmen Klimawandel und historische Gebäude – EU-Projekt „Climate for Culture” Drahtlose Dauerüberwachung von historischen Bauwerken – Fallstudien des EU-Projekts SMooHS Fallstudien innerhalb des EU-Projekts „Onsiteformasonry” Fallstudien des von der Forschungsinitiative Zukunft Bau geförderten BBR-Projekts „Monitoring” Literatur.
Monitoring of cracks in historic concrete structures using optical, thermal and acoustical methods
(2015)
Cracks are a major issue in the field of cultural heritage. In order to evaluate the significance of a crack, a long term monitoring of the damaged region is required. However, there is a lack of easy to operate tools for such monitoring measures. Therefore, new or existing methods for other applications have to be optimised for cultural heritage investigation. The paper describes the application of such crack observation methods on a historic concrete sculpture. Beside conventional methods, like mapping by hand and ultrasonic depth profiling, a novel tracking system is presented. Furthermore, the suitability of active thermography for the investigation of cracks was investigated. The results show promising prospects for these non-destructive techniques.
In this contribution, the development and application of optical and thermographic methods for the nondestructive evaluation of delaminations, cracks and further substructures in Connection with bulging is presented.
Since delaminated fagade elements show geometric as well as thermal anomalies, surface geometry and defects beneath the surface were investigated. As methods, Stereo photogrammetry, a tracking based method for tactile recording of geometric 3D data and active thermography were used. Two case studies were assessed with a combination of these methods: the plaster scratches at the Magdeburg Cathedral and a mural painting in Cobbelsdorf, both located in Germany. While the plaster scratches have been investigated by artificial heating with an infrared radiator, the rural painting was tested by analysing the temperature increase due to solar heating.
Probability of detection analysis of round robin test results performed by flash thermography
(2016)
Within the scope of a standardisation research project, a flash thermography round robin test that evaluates reliability, comparability and efficiency of different testing situations was performed. Data recorded at metal test specimens with flat bottom holes (FBHs) were analysed by calculating the signal-to-noise ratio (SNR) of the defect signatures in the thermograms as well as in the phase images as a function of defect parameters. A new multi-parameter probability of detection (POD) model was developed, where an â versus a continuous signal analysis was based on the linear relationship between the SNR and a multi-parameter a. This linear relationship was verified by comparison to data obtained from an analytical model that is considering lateral thermal heat diffusion as well as to data obtained by numerical simulation. The resulting POD curves for the thermograms and phase images give an estimation for the detectability of the FBHs with known geometry in steel using different equipment and obtained by different participants. By comparing the SNRs of FBHs with similar geometries, this POD model was transferred to aluminium and copper as well.
Die messtechnische Erfassung von Bauwerkschäden ist eine wichtige Voraussetzung für die dreidimensionale und zeitaufgelöste Darstellung von möglicherweise sicherheitsrelevanten Veränderungen an Bauwerken, wie z. B. Verformungen, Verwindungen und Risswachstum. Ziel des vorgestellten Projektes war die Entwicklung eines Verfahrens zur effizienten und wiederholbaren 3D-Schadenkartierung an zum Teil empfindlichen Bauteiloberflächen.
In diesem Beitrag werden Verfahren und Strategien basierend auf optischen und thermografischen Methoden zur Lokalisierung, Erfassung und Bewertung von Putzablösungen, Ablösungen von Fassadenelementen und Rissen vorgestellt. Abgelöste Fassadenbereiche und Risse zeigen dabei sowohl geometrische als auch thermische Auffälligkeiten, die im Rahmen eines Monitoring auch über größere Zeiträume verfolgt werden können. Als optische Verfahren werden die trackingbasierte taktile 3D‐Erfassung von Oberflächenmerkmalen und die Stereophotogrammetrie eingesetzt. Zur Charakterisierung verdeckter Ablösungen und Bauteile wird die aktive Thermografie mit natürlicher und künstlicher Erwärmung der Bauteiloberfläche verwendet. Systematische Untersuchungen an Probekörpern und Fallstudien (Magdeburger Dom, Wandbild in Cobbelsdorf, Giebichensteinbrücke) zeigen, wie u. a. mit der Verfahrenskombination die Schäden charakterisiert werden können.
Optische dreidimsionale Erfassung und Datenverarbeitung von Bauwerksoberflächen in der Denkmalpflege
(2016)
Im Beitrag werden Verfahren und Strategien für die dreidimensionale und zeitaufgelöste Erfassung und Darstellung von Veränderungen an Bauwerken und Skulpturen vorgestellt. Ablösungen und Verformungen
können im Rahmen eines Monitoring über größere Zeiträume verfolgt werden. Anhand systematischer Untersuchungen an einer Fallstudie im Magdeburger Dom werden in diesem Beitrag die Vorgehensweise und
Ergebnisse vorgestellt. Zudem kann mit diesen Verfahren auch der Zustand einer Skulptur nach einer Restaurierung dokumentiert werden. Eine dreidimensionale Erfassung kann weiterhin dazu verwendet werden, eine Kopie einer Skulptur mit einem 3D‐Druck‐Verfahren herzustellen. Dieses Verfahren wird in Bezug auf die Genauigkeit mit einem herkömmlich erstellten Gipsabdruck verglichen.
Within the scope of a DIN INS project, a flash thermography round robin test that evaluates reliability, comparability, and efficiency of different testing situations was organized. The results give information about the detectability of defects, e.g. depending on their size and depth, the evaluation methods and the materials used. Besides, the influences of equipment and parameters used by the participants on the results were analysed. All of the quantitative results as well as the feedback given by the participants will be presented in a DIN committee in order to contribute to a flash thermography standard.
Die Bewertung des Zustandes und der Haftung von Putz und Fassadenelementen auf den darunterliegenden Bauwerksstrukturen ist eine häufig auftretende Fragestellung bei der Erhaltung und Instandsetzung von Bauwerken und Baudenkmälern. Hier müssen nicht nur wirtschaftliche und denkmalpflegerische, sondern auch sicherheitsrelevante Aspekte berücksichtigt werden. Fehlstellen und Ablösungen können, auch wiederholend, mit hoher Nachweisempfindlichkeit mit aktiven Thermografieverfahren geortet und unter bestimmten Voraussetzungen quantitativ bewertet werden. Dazu wird der zu untersuchende Bereich zunächst kurzzeitig (mehrere Minuten lang) erwärmt und anschließend die Abkühlung mit einer Infrarotkamera aufgezeichnet. Systematische Untersuchungen an Probekörpern mit einer Vielzahl unterschiedlicher Fehlstellen unterhalb von Kalkputz, Fliesen und Klinkerriemchen zeigen, dass die Fehlstellen sowohl mittels künstlicher Erwärmung durch einen Infrarotstrahler als auch mittels natürlicher Erwärmung durch die Sonne detektiert und charakterisiert werden können. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
The evaluation of condition and adhesion of plaster and façade elements to the underlying building structure is a common issue in the maintenance and repair of buildings and monuments. Here not only economic and preservation, but also safety relevant aspects have to be considered. Voids and delaminations can be detected repeatedly with high sensitivity using active thermography methods. Under certain conditions, also a quantitative evaluation is possible. The area under investigation has to be heated up for a short time (up to several minutes). Subsequently, the cooling down is recorded using an infrared camera. Systematic studies on test specimens with a variety of defects below lime plaster, tiles and brick tiles show that the defects can be detected and even characterized both by means of artificial heating using an infrared heater, as well as by natural solar heating.
