Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Schnelle Gebäudeinspektion aus der Luft

01.07.2014

Viele Bauwerke in Deutschland sind sanierungsbedürftig. Gründe hierfür sind oftmals alternde Bausubstanzen und Umwelteinflüsse. Fliegende Prüfroboter könnten Inspektionen künftig beschleunigen, vereinfachen und somit das Sicherheitsrisiko senken.

Leise surrend schwebt der Flugroboter an dem Hochhaus empor. Langsam schraubt sich der mit acht Rotoren ausgerüstete Miniflieger nach oben, bis zum 11. Stock. Dort soll er die Fassade auf Schäden wie Risse, defekte Fugen, abgeplatzten und bröckelnden Beton untersuchen.


Der Hightech-Miniflieger scannt Bauwerke in wenigen Stunden ab.

© Uwe Bellhäuser

Im Abstand von zwei Metern zum Gebäude scannt der Oktokopter das Mauerwerk ab. Mit an Bord ist eine hochauflösende Digitalkamera, die detailgenaue Aufnahmen macht – jedes Gebäudeteil wird erfasst. Zudem ist der Materialprüfer mit Sensoren bestückt, die Windböen ausgleichen, für stabile Fluglagen sorgen und Kollisionen mit dem Bauwerk verhindern.

Während sich der ferngesteuerte Roboter meterweise vorarbeitet, wird er aufmerksam von Christian Eschmann beobachtet. Er ist Forscher am Fraunhofer-Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren IZFP in Saarbrücken, der Mikrofluggeräte für Bauwerksinspektionen entwickelt und adaptiert.

Gebäude, Industrieanlagen und Brücken müssen hohe Lasten tragen, sie sind Wind und Wetter ausgesetzt. Viele Bauwerke in Deutschland wurden in den Nachkriegsjahren errichtet und weisen mittlerweile Alterungsschäden auf. »Um ihren Zustand zu kontrollieren und Gefährdungen für Menschen auszuschließen, muss derzeit bei schwer zugänglichen Bauwerken noch ein großer Aufwand betrieben werden«, sagt Eschmann.

Bislang inspizieren Prüfingenieure den Beton bei den vorgeschriebenen Prüfungen mit dem bloßen Auge, eventuelle Risse tragen sie manuell in 2D-Karten ein – eine fehlerträchtige Vorgehensweise. Hinzu kommt, dass sich schwer zugängliche oder einsehbare Stellen oftmals nur mit Helikoptern, Kränen, Steigerfahrzeugen, Industriekletterern und Gerüsten erreichen lassen.

3D-Modellbilder geben Aufschluss über Zustand der Bausubstanz

Im Vergleich zu vielen konventionellen Verfahren ist die Inspektion mithilfe eines Flugroboters günstig und kann in zeitlich kürzeren Intervallen erfolgen. Zudem lässt sich die Inspektionsdauer deutlich verkürzen, meist ohne dass es zu Einschränkungen bei der Nutzung der Bauwerke kommt. »Für eine 20 mal 80 Meter große Fassade benötigt ein Prüfingenieur etwa zwei bis drei Tage.

Unser Oktokopter braucht dafür drei bis vier Stunden«, sagt der Forscher. Risse und andere Mängel können nun hochauflösend digital fotografiert werden. Schnelle Rückschlüsse auf den Zustand der Bausubstanz sind so möglich. Falls erforderlich lässt sich der Oktokopter zusätzlich mit einer Thermographiekamera ausstatten, um beispielsweise die Isolierung von Gebäuden zu prüfen.

Die Bilderausbeute ist hoch: Bereits nach einem 15-minütigen Flug fallen bis zu 1200 Fotos an. Am Computer werden die Einzelaufnahmen zu einem Gesamtbild zusammengesetzt, die entstehenden 2D- und 3D-Datenmodelle stellen den visuell abbildbaren Zustand der Bausubstanz dar. Nicht benötigte, überschüssige Aufnahmen soll eine Software künftig automatisiert löschen. Geplant ist zukünftig eine komplette Software-Suite inklusive Schadenserkennung, Bildverarbeitung, Datenbank und Dokumentation sowie die Automatisierung aller Vorgänge – dies umfasst unter anderem das Zusammenfügen der Einzelbilder und das Ermitteln der Rissmuster.

Zu seiner ersten Inspektion ging der Oktokopter bereits 2011 in die Luft. Seither hat er zahlreiche Test-Messflüge absolviert. Bislang muss er noch manuell gesteuert werden. Eschmann und seine Kollegen arbeiten aktuell an Navigationssensoren, die künftig den Flugroboter steuern. Nach einem vorgegebenen Muster sollen sie den Oktokopter an Fassaden entlang lotsen – Etage für Etage, von einer Seite zur anderen.

»Das ist ein bisschen wie Fliegen auf Schienen«, sagt der Ingenieur. Dieser Automatisierungsprozess werde aber sicherlich noch ein Jahr Entwicklungsarbeit beanspruchen, so der Forscher. Umstehende und Passanten seien durch den Einsatz des Flugroboters nicht gefährdet. Das Gerät ist mit acht Elektromotoren ausgerüstet. Sollte einer ausfallen, kann es jederzeit sicher heruntergeholt werden.

»Sachverständige und eine handnahe Prüfung können durch unser Mikroflugzeug nicht ersetzt werden. Der Oktokopter beschleunigt aber das Prüfverfahren und ermöglicht ein permanentes Monitoring und eine Dokumentation von Anfang an. Ausführungsmängel und Gewährleistungsansprüche lassen sich frühzeitig erkennen, erforderliche Maßnahmen zur Instandsetzung rechtzeitig einleiten. Das heißt mehr Sicherheit für Gebäude und Menschen«, resümiert Eschmann.

Christian Eschmann | Fraunhofer Forschung Kompakt
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2014/Juli/Schnelle_Gebaeudeinspektion.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Architektur Bauwesen:

nachricht Roboterzelle bereichert Forschung zur Holzbearbeitung
17.11.2017 | Hochschule für nachhaltige Entwicklung Eberswalde

nachricht Innovatives Sonnenhauskonzept des ISFH erreicht 20% Mehrertrag bei 35% geringeren Kosten
24.10.2017 | Institut für Solarenergieforschung GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Architektur Bauwesen >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Im Focus: «Kosmische Schlange» lässt die Struktur von fernen Galaxien erkennen

Die Entstehung von Sternen in fernen Galaxien ist noch weitgehend unerforscht. Astronomen der Universität Genf konnten nun erstmals ein sechs Milliarden Lichtjahre entferntes Sternensystem genauer beobachten – und damit frühere Simulationen der Universität Zürich stützen. Ein spezieller Effekt ermöglicht mehrfach reflektierte Bilder, die sich wie eine Schlange durch den Kosmos ziehen.

Heute wissen Astronomen ziemlich genau, wie sich Sterne in der jüngsten kosmischen Vergangenheit gebildet haben. Aber gelten diese Gesetzmässigkeiten auch für...

Im Focus: A “cosmic snake” reveals the structure of remote galaxies

The formation of stars in distant galaxies is still largely unexplored. For the first time, astron-omers at the University of Geneva have now been able to closely observe a star system six billion light-years away. In doing so, they are confirming earlier simulations made by the University of Zurich. One special effect is made possible by the multiple reflections of images that run through the cosmos like a snake.

Today, astronomers have a pretty accurate idea of how stars were formed in the recent cosmic past. But do these laws also apply to older galaxies? For around a...

Im Focus: Pflanzenvielfalt von Wäldern aus der Luft abbilden

Produktivität und Stabilität von Waldökosystemen hängen stark von der funktionalen Vielfalt der Pflanzengemeinschaften ab. UZH-Forschenden gelang es, die Pflanzenvielfalt von Wäldern durch Fernerkundung mit Flugzeugen in verschiedenen Massstäben zu messen und zu kartieren – von einzelnen Bäumen bis hin zu ganzen Artengemeinschaften. Die neue Methode ebnet den Weg, um zukünftig die globale Pflanzendiversität aus der Luft und aus dem All zu überwachen.

Ökologische Studien zeigen, dass die Pflanzenvielfalt zentral ist für das Funktionieren von Ökosys-temen. Wälder mit einer höheren funktionalen Vielfalt –...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungen

Roboter für ein gesundes Altern: „European Robotics Week 2017“ an der Frankfurt UAS

17.11.2017 | Veranstaltungen

Börse für Zukunftstechnologien – Leichtbautag Stade bringt Unternehmen branchenübergreifend zusammen

17.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungsnachrichten

IHP präsentiert sich auf der productronica 2017

17.11.2017 | Messenachrichten

Roboter schafft den Salto rückwärts

17.11.2017 | Innovative Produkte