Sensor sagt Glasbruch voraus

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H. Kappauf · Die Edelstahlrampen im Haus der Musiker der Stiftung Insel Hombroich – Konstruktion und Ausführung

Stahlbau 79 (2010), Heft 7

Die untere Rampenverkleidung aus 2 mm dicken ge-formten Blechen wird zu einem späteren Zeitpunkt inVerbindung mit der Montage der Lichtbänder fertigge-stellt.

5 Zusammenfassung und Danksagungen

Die Rampen wirken von außen als Blechkästen mit ebe-nen Oberflächen. An ihrer Unterseiten ist in dem Verklei-dungsblech eine Nut geformt, in der ein Lichtband zur Be-leuchtung des Innenhofes und der Treppenstufen einge-passt ist.

Beim Betreten der Rampen ist der konstruktive Auf-bau und seine Funktion sehr gut zu erkennen. Das Ver-hältnis Auftrittsbreite und Steigung 488 mm/112 mm liegtaußerhalb der Norm, aufgrund der kleinen Steigung von13° ist die Rampe trotzdem sehr gut zu begehen. Die Tritt-fläche ist am Rand durch Korund-Strahlen aufgeraut unddamit rutschsicher.

Der trogförmige Blechkörper wirkt ungeplant wie einResonanzboden, der verstärkend auf Tritt- und Sprechge-räusche antwortet. Eine Einschränkung der Nutzung istdamit nicht verbunden. Die Rampen können bei Veran-staltungen im Innenhof als Bühne oder als Zuschauertri-büne genutzt werden.

Der Autor dankt den Diplomingenieuren Reinhartund Hefner vom Ingenieurbüro Gehlen für ihre qualifi-zierte Prüfung der statischen Berechnung; er dankt derTankbau Winter GmbH in Velburg für die hervorragendeAusführung der Edelstahlarbeiten, bei der Bearbeitungs-maschinen mit hohem technischen Standard eingesetztwurden. Der ThyssenKrupp Nirosta in Krefeld sei ge-dankt für das Sponsoring der Edelstahlbleche.

Literatur

[1] ANSYS Multiphysics, ANSYS Inc. Houston, Pennsylvania,USA.

[2] DIN 18800-2: 2008-11: Stahlbauten – Teil 2: Stabilitätsfälle– Knicken von Stäben und Stabwerken.

[3] DIN 18800-3: 2008-11: Stabilitätsfälle – Plattenbeulen.[4] Szabo, I.: Einführung in die Technische Mechanik. 8. Auf-

lage, Berlin: Springer Verlag 2003.

Autor dieses Beitrages:Dipl. Ing. Horst Kappauf, Statik Dynamik Konstruktion, Im Sträßchen 18,40789 Monheim am Rhein, Horst-Kappauf@t-online.de

Sensor sagt Glasbruch voraus

Sei es das Centre Pompidou, die Ein-gangspyramide des Louvre, das Münch-ner Uptown-Hochhaus oder das Berli-ner Spreedreieck – beim Bau modernerGebäude setzen Architekten gern aufKonstruktionen aus Glas und Stahl.Ganzglasfassaden sind heute keine Sel-tenheit mehr. Immer wiederkehrendeMeldungen von herabstürzenden Fassa-denelementen haben inzwischen jedochdas Bundesministerium für Verkehr, Bauund Stadtentwicklung auf den Plan ge-rufen, das eine regelmäßige Überprü-fung des Gefährdungspotenzials vor-schreibt. Das Problem: Die bislang ein-gesetzten Überwachungsinstrumenteregistrieren lediglich das Geräusch vonbrechendem Glas. Sie können daher nurden kompletten Bruch feststellen undnicht rechtzeitig vor drohenden Gefah-ren warnen.

Forscher des Fraunhofer-Instituts fürSilicatforschung ISC in Würzburg haben

gemeinsam mit Industriepartnern einenSensor entwickelt, der selbst Mikrorissevon 5 mm Länge erkennt und so früh-zeitig auf erforderliche Reparaturen hin-weist – lange bevor das Glas tatsächlichbricht. In einer Fensterscheibe wurdenmehrere piezoelektrische Sensor-Aktor-Module angebracht. Auf einer Flächevon 1 m2 finden sich – in einem Abstandvon jeweils 1 m – vier Sensoren amScheibenrand. Ein Sensor-Aktor-Modulerzeugt eine Ultraschallwelle, die vonden anderen registriert wird. Bleibt dasSchallsignal konstant, so ist die Scheibenicht defekt. Ändert es sich, deutet diesauf einen Riss hin, der etwa beim Trans-port oder durch Einbaufehler entsteht.Meist geht dieser Riss vom Rand derScheibe aus und ist zunächst nichtsichtbar. Erst im Lauf der Zeit vergrö-ßert er sich, beispielsweise durch Tem-peraturschwankungen. Die Sensorensind per Kabel mit der Gebäudeleittech-nik verbunden. Die dort eingehendenDaten werden automatisch analysiert.

Im Fall eines Risses wird ein Alarm aus-gelöst. Die 15 × 15 × 0,5 mm großenSensoren wurden probeweise in Ver-bundglasscheiben eingebaut. Bereitsbeim Herstellungsprozess lassen sie sichzwischen die beiden Glasplatten inte-grieren. Somit kann die Sensorik dasGlas schon vor dem Einbau auf Trans-portdefekte prüfen. Auch Glasherstellerund Glasveredler haben die Möglichkeit,beim Warenein- oder -ausgang Testsdurchzuführen. Doch das neue Sicher-heitssystem sagt nicht nur Glasbrüchevoraus, es bietet auch Komfortfunktio-nen: Die Sensor-Aktor-Module sind mitTemperatur- und Lichtsensoren gekop-pelt, die – je nach Lichteinfall – einzel-ne Jalousien gezielt hoch- oder herun-terfahren und so das Raumklimasteuern.

Derzeit sind die Projektpartner aufder Suche nach Fassadenbauern, dieden Sensor testweise einsetzen. Auf derMesse Sensor+Test in Nürnberg im Maiwurde ein Prototyp vorgestellt.

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