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Blick über den Tellerrand: Prüfung von Stahlbauten

Luftige Gutachten

Wettereinflüsse, Überlasten oder Alterserscheinungen setzen Bauwerken im Laufe der Zeit zu. Daher muss ein Gebäude auch kontinuierlich auf seine Standsicherheit für die sichere Nutzung überprüft werden. Doch das ist teuer. Das Fraunhofer-Institut für Großstrukturen in der Produktionstechnik IGP, Mitglied im Forum 3Dmaritim, und die Technische Universität Dortmund entwickeln daher ein nachhaltiges Bauwerksmanagement.

Kern ist die automatisierte Zustandserfassung von Bauwerken durch die Befliegung mit unbemannten Flugobjekten und die nachfolgende 2D/3D-Bildverarbeitung und Bildauswertung. Ein nachhaltiges Bauwerksmanagement erfordert regelmäßige Prüfungen. Das ist mit erheblichem finanziellem und zeitlichem Aufwand verbunden ist. Zur Durchführung werden hochqualifiziertes Personal sowie Hilfsmittel benötigt. Zudem schränkt die Inspektion die Nutzung des Gebäudes mehr oder weniger ein. Das Projekt erforscht autonom agierende unbemannte Flugobjekte (UAV) als Basis für ein Inspektionssystem, um einfache, beschleunigte und regelmäßige Bauwerksprüfungen zu ermöglichen.

Ziel ist es, den Zustand des Bauwerkes Vor-Ort Präsenz zu prüfen. Dafür wird das Bauwerk mit einem Laserscanner erfasst- Anschließend erfolgt anhand der 3D-Aufnahme automatisiert die Planung der Flugbahn sowie die Befliegung des Bauwerkes. Die Herausforderung bei der Befliegung besteht in der Navigation des UAV. Während im Außenbereich globale Positioniersysteme (etwa GPS) genutzt werden können, muss im Innenbereich die Navigation und Kollisionskontrolle anhand von Bauwerkswissen in Verbindung mit Sensoren realisiert werden. Bei der autonomen Befliegung erfolgt die bildbasierte Dokumentation der für die Bauwerksprüfung relevanten Bereiche (zum Beispiel Fügestellen). Anschließend wird aus diesen Daten ein 3D-Modell als Grundlage für die bautechnische Inspektion erstellt.

Anhand dieses Modells erfolgt eine automatische Analyse und Klassifikation der Schäden. Daraus wird eine Bewertung des Bauwerkzustands anhand geltender Richtlinien abgeleitet. Durch die Entwicklungen ergibt sich die Möglichkeit, automatisiert Ingenieursbauwerke sowie Hallenstrukturen wirtschaftlich zu prüfen und so sicherheitsrelevante Veränderungen frühzeitig zu erkennen. Es lässt sich ein nachhaltiges Bauwerksmanagement realisieren, womit die Instanthaltungskosten reduziert und durch die dokumentierten Sicherheitsstandards das Haftungsrisiko gesenkt werden können.

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