Funktionsprinzip des innovativen Messsystems H2O Wood-Controller. Bild: Fraunhofer IBP
Gebäudeschäden frühzeitig erkennen

Neues System zur Bauwerksüberwachung im Holzbau

In Deutschland ist Feuchte eine der häufigsten Ursachen für Gebäudeschäden, so das Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung (BBR). Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik IBP und der Hochschule Rosenheim haben jetzt ein innovatives flächenbasiertes Messsystem entwickelt, das die Feuchte in Holzbau-Werkstoffen misst und überwacht.

Der H2O Wood-Controller verhindert Gebäudeschäden an Bauwerken in Holzbau-Weise. Bild: Bild: Fraunhofer IBP

Holzbrücke, in der das System H2O Wood-Controller verbaut ist. Bild: Fraunhofer IBP

Der „H2O Wood-Controller“ deckt Bauschäden im Holzbau frühzeitig auf und ermöglicht ein sofortiges Eingreifen. Das erhöht die Sicherheit und reduziert zudem die Sanierungskosten in erheblichem Umfang. Die Forschungsinitiative Zukunft Bau des Bundesinstituts für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR) unterstützt dieses Forschungsvorhaben.

Nicht nur eindringende Feuchte ist für Gebäudeschäden verantwortlich, auch besondere bauphysikalische Bedingungen, wie sie beispielsweise in Eissporthallen oder Schwimmbädern herrschen, stellen hohe Anforderungen an die Sicherheit von Bauwerken. Eine möglichst lückenlose Überwachung des Bauwerkzustands auf Tragfähigkeit, Standsicherheit und Gebrauchstauglichkeit ist deshalb von zentraler Bedeutung. Das neu entwickelte Überwachungssystem ermöglicht eine nahezu flächendeckende und kostengünstige Analyse des Bauwerkzustands. Damit bietet es grundlegende Verbesserungen zu derzeit verfügbaren Systemen. Der H2O Wood-Controller besteht aus mehreren Komponenten, die sich untereinander kombinieren und miteinander verknüpfen lassen und trägt dadurch vielfältigen Einbausituationen Rechnung.

Besonderheiten des H2O Wood-Controller

Eine spezielle Entwicklung ist die sogenannte BSH-Solarlamelle. Die Brettschichtholz-Sensorlamelle besteht aus drei Schichten Fichtenholz. Um eine elektrische Leitfähigkeit herzustellen, werden die Leimfugen mit Drahtgittern versehen, die über Kabel mit einem neu entwickelten Widerstandsmessgerät verbunden sind. Das Prinzip beruht folglich auf den leitfähigen Drahtgittern in mindestens drei Holzschichten, über die der Leitungswiderstand des dazwischenliegenden Holzes gemessen wird. Ein steigender Leitungswiderstand bedeutet sinkende Holzfeuchte und umgekehrt. Ist die leitende Schicht innerhalb der Sensorlamelle unterbrochen, lässt sich ein möglicher Feuchteschaden am Bauwerk orten. Denn bei eindringender Feuchtigkeit ändert sich der lokale elektrische Widerstand der Holzmittelschicht. Da die Position der einzelnen Sensorlamelle bekannt ist, kann der Schaden eingrenzt werden, wobei die Genauigkeit der Schadensortung von der Größe der Sensorlamellen abhängt. Ist die Sensorlamelle mit 2 m gewählt, lässt sich der Schaden auf einem Raum dieser Dimension lokalisieren.

Schadensmeldungen sendet das Messgerät direkt per SMS oder E-Mail. Das frühzeitige Aufdecken von Gefahrenpotenzialen ermöglicht Bauwerksverantwortlichen, sofort zu reagieren und entsprechende Maßnahmen einzuleiten. Eine Datenbank speichert sämtliche erfasste Messdaten für spätere Auswertungen.

Die Sensorlamellen lassen sich einfach und kostengünstig herstellen. Sie werden bereits in der Produktion direkt in den BSH-Träger integriert und können anschließend auf der Baustelle ohne Verzögerung verbaut werden. Die verfügbare Bandbreite der BSH-Lamellen reicht von sehr dünnen Flächen von zirka 9 mm bis zu zirka 40 mm. Der H2O Wood-Controller bietet die Möglichkeit, eine große Bandbreite an unterschiedlichen Sensoren einzubauen, die für viele verschiedene Anwendungsfälle einsetzbar sind. So ließe sich das Messgerät ohne weiteres um Sensoren zur Ermittlung der Luftfeuchte oder Temperatur erweitern. Damit ist dieses Messgerät geeignet, ein umfassendes Bauwerksmonitoring zu leisten.

Der ausführliche Abschlussbericht ist in Kürze hier verfügbar.

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