DD232117A1 - PROCESS FOR CONSTRUCTION STATE ANALYSIS, ESPECIALLY FOR CHARACTERIZING GREATER AREAS - Google Patents
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Abstract
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, qualitative und quantitative Groessen zur Charakterisierung des Bauzustandes, insbesondere auch grosser Flaechen, mittels optischer Verfahren zu ermitteln. Erfindungsgemaess werden spektralphotographische Aufnahmen und erforderlichenfalls photometrische und densitometrische Messungen in begrenzten Spektralbereichen von natuerlich oder kuenstlich beleuchteten Bauwerken angefertigt und einer geeigneten Bildauswertung unterworfen. Durch die zweckmaessig ausgewaehlte Lage der spektralen Bereiche treten optisch deutlicher als sonst ueblich an den zu untersuchenden Bauwerken Gebiete eines bestimmten Bauzustandes hervor, die charakterisiert werden durch unterschiedliche Baustoffzusammensetzung (z. B. Beton, Moertel) oder durch Gebiete unterschiedlicher Feuchte, Durchtraenkung mit Kohlenwasserstoffen oder Salzen und durch die Oberflaechenbeschaffenheit.The invention is based on the objective of determining qualitative and quantitative quantities for characterizing the state of construction, in particular even large areas, by means of optical methods. According to the invention, spectrophotographic images and, if necessary, photometric and densitometric measurements in limited spectral regions of naturally or artificially illuminated structures are made and subjected to suitable image evaluation. Due to the suitably selected position of the spectral regions, areas of a certain state of construction appear visually more clearly than usual on the structures to be examined, which are characterized by different building material composition (eg concrete, mortar) or by areas of different moisture content, penetration by hydrocarbons or Salting and through the surface texture.
Description
Anwendungsgebiet der Erfindung -Field of application of the invention
Die Erfindung betrifft ein optisches Verfahren zur Bauzustandsanalyse, das von der Beurteilung der Bauwerksoberfläche — freiliegender odeVfreigelegter—ausgeht und sich insbesondere für die simultane Einschätzung größerer Fronten von Gebäuden eignet.The invention relates to an optical method for state-of-the-art analysis, which proceeds from the assessment of the building surface - exposed or unexposed-and is particularly suitable for the simultaneous assessment of larger fronts of buildings.
Aus einer Reihe physikalischer Wirkprinzipien und praktischer Anforderungen sind zahlreiche Verfahren zur Bauzustandsanalyse abgeleitet und bekannt geworden, die aufFrom a series of physical principles of action and practical requirements, numerous methods for state-of-the-art analysis have been derived and disclosed
• mechanischen Untersuchungen (Schmidt-Hammer, akustische Verfahren, insbesondere Ultraschallverfahren, u.a.),Mechanical examinations (Schmidt-Hammer, acoustic methods, in particular ultrasound methods, among others),
• elektrischen Untersuchungen (z.B. Messung der elektrischen Leitfähigkeit, dielektrischer Größen),Electrical studies (e.g., measurement of electrical conductivity, dielectric values),
• magnetische Untersuchungen,• magnetic investigations,
• radiometrischen Untersuchungen (mit Röntgen-, Gamma- oder Neutronenstrahlung in Transmission, Reflexion, mit Mikrowellen),Radiometric investigations (with X-ray, gamma or neutron radiation in transmission, reflection, with microwaves),
• radiographischen Untersuchungen (insbesondere mit Röntgen-, Gamma-und Neutronenstrahlung),• radiographic examinations (in particular with X-ray, gamma and neutron radiation),
• auf thermischen Untersuchungen (Infrarotstrahlungsmessungen und -abbildungen) und• on thermal investigations (infrared radiation measurements and images) and
• optischen Untersuchungen (Photogrammetrie, Geodäsie) beruhen.• optical investigations (photogrammetry, geodesy) are based.
Verfahren nach den ersten vier hier genannten Untersuchungsmethoden erlauben nur die Erfassung des Bauzustandes an einzelnen Meßorten und keine simultane Bestimmung des Bauzustandes größerer Flächen (mehrere Meter mal mehrere Meter und größer).Methods according to the first four methods of investigation mentioned here allow only the detection of the construction state at individual measuring locations and no simultaneous determination of the condition of larger areas (several meters by several meters and larger).
Verfahren nach den letzten drei hier genannten Untersuchungsmethodeh erfassen für die Charakterisierung des Bauzustandes relevante physikalische Größen wie die Dichte, die Feuchte, die thermische Remission und Transmission, elektrische Größen an einem Orte, insbesondere jedoch weder deren laterale Verteilung (ohne wiederholte Messungen an weiteren Orten vorzunehmen) noch liefern sie direkt Aussagen über den absoluten oder releativen Flächenanteil solchermaßen charakterisierten Bauwerksflächen, z. B. den Anteil einer Fassade ohne Putz, noch die örtliche Verteilung von Konzentrationsänderungen von Substanzen, z. B. von Feuchte, Ölen, Kohlenwasserstoffen, Salzen in oberflächennahen Bereichen.Methods according to the last three methods of investigation mentioned here include physical variables relevant to the characterization of the physical condition, such as density, humidity, thermal remission and transmission, electrical quantities at one location, but in particular neither their lateral distribution (without repeated measurements at further locations ) nor do they provide direct statements about the absolute or releative area proportion of such characterized building areas, eg. B. the proportion of a facade without plaster, nor the local distribution of concentration changes of substances, eg. As of moisture, oils, hydrocarbons, salts in near-surface areas.
Ursache dieser Mängel bei den ersten vier hier genannten Verfahrensklassen ist, daß einzelne Meßsonden verwendet werden, die aus physikalischen Gründen nur Aussagen über deren nahe Umgebung (etwa kleiner ein Meter) erlauben, wobei meist noch die Gewichte, mit denen die gemessenen Größen von Substanzen in Abhängigkeit vom Abstand der zur Sonde unterschiedlich und nicht unzureichend bekannt sind und deshalb von homogenen Verteilungen innerhalb der von der Sonde erfaßten Meßvolumina ausgegangen wird, also für die simultane Erfassung großer Flächen ausscheiden. Um solche Aussagen dennoch zu erhalten, werden diese Verfahren deshalb wiederholt in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen sequentiell zum Einsatz gebracht, was den Arbeitsaufwand beträchtlich erhöht.Cause of these shortcomings in the first four classes of processes mentioned here is that individual probes are used, which allow for physical reasons only statements about their close environment (about less than one meter), usually still the weights with which the measured sizes of substances in Depending on the distance to the probe are different and not insufficiently known and therefore is based on homogeneous distributions within the measured volumes detected by the probe, ie excrete for the simultaneous detection of large areas. Therefore, in order to obtain such statements, these methods are repeatedly used sequentially at regular or irregular intervals, which considerably increases the workload.
Radiographische Verfahren sind hinsichtlich der Erfassung von Aussagen über eine Fläche durch die verfügbaren Film- und Kassettenformate sowie die Ausführung der Strahlenquelle beschränkt, liefern aber sehr wohl Aussagen über die Flächenmasse der Objekte und damit auch über vorhandene Putzschäden, jedoch ohne weitere insbesondere digitale Aussagen darüber. Es sind auch Verfahren der multispektralen Fernerkundung großer Areale der Erdoberfläche oder ebensolcher geologischer Objekte bekannt, die jedoch keine Anwendung zum Zwecke der Bauzustandsanalyse gefunden haben.Radiographic methods are limited in terms of the recording of statements about an area by the available film and cassette formats and the execution of the radiation source, but provide very well statements about the basis weight of the objects and thus over existing plaster damage, but without further particular digital statements about it. There are also methods of multispectral remote sensing of large areas of the earth's surface or geological objects known, but have not found application for the purpose of structural analysis.
Zweck der Erfindung ist es, möglichst in einem Zuge bzw. in wenigen Schritten und mit geringem Arbeitsaufwand Aussagen und Dokumentationen zur Bauzustandsanalyse größerer Flächen, z. B. zur Beurteilung von Maßnahmen (Verfahren, Technologien) zur Bauwerksrekonstruktion ganzer Gebäudefassaden, Straßenzüge und Stadtteile vorzulegen.Purpose of the invention is, if possible in one go or in a few steps and with little effort statements and documentation for structural analysis of larger areas, such. B. for the assessment of measures (processes, technologies) for building reconstruction of entire building facades, streets and neighborhoods to submit.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, qualitative und quantitative Größen zur Charakterisierung des Bauzustandes, insbesondere auch großer Flächen (im Bereich mehrere Meter mal mehrere Meter und größer), die aus freiliegenden oder freigelegten Oberflächen zu ermitteln.The invention has for its object qualitative and quantitative variables to characterize the state of construction, especially large areas (in the range of several meters by several meters and larger) to determine the exposed or exposed surfaces.
Erfindungsgemäß werden photographische Aufnahmen und erforderlichenfalls photometrische und sensitometrische Messungen in zweckmäßigen, definierten und begrenzten Spektralbereichen von natürlich oder geeignet beleuchteten (z. B. mit Natriumdampflampen, Quecksilberhochdrucklampen) Objekten des Bauwesens (z.B. Gebäudefassaden, Giebel, Brücken, Schornsteine) angefertigt und insbesondere Verfahren der Äquidensitometrie, der photographischen, der optischen bzw. der elektronischen oder rechentechnischen Bildauswertung unterworfen.According to the invention, photographic images and, if necessary, photometric and sensitometric measurements in appropriate, defined and limited spectral ranges of naturally or suitably illuminated (eg with sodium vapor lamps, high pressure mercury lamps) objects of construction (eg building facades, gables, bridges, chimneys) are made and in particular methods of Equidensitometry, subjected to photographic, optical or electronic or computational image analysis.
Durch die zweckmäßig ausgewählte und/oder gestaffelte Lage der spektralen Bereiche und die geeignete Beleuchtung der baulichen Untersuchungsobjekte treten optisch deutlicher als sonst üblich Gebiete eines bestimmten Bauzustandes hervor, die z. B. Gebiete unterschiedlicher Beton-, Mörtel- und Baustoffzusammensetzung (u.a. an Brücken, Schornsteinen) und solche unterschiedlicher Feuchte, Durchtränkung mit Kohlenwasserstoffen oder Ablagerungen von Salzen, auch solche unterschiedlicher Oberflächenrauhigkeit, Korrosion, Erosion oder Abradion sichtbar werden lassen, die in einem Zuge (und nicht mehr quasi punktweise von großen Flächen) erfaßt und dokumentiert werden und einer quantitativen Auswertung z. B. durch die Bestimmung von Flächenanteilen, aeometrischen Form- und LaaeDarametern zuaänalich sind.Due to the suitably selected and / or staggered position of the spectral regions and the appropriate illumination of the structural objects under investigation, it is clearer visually more clearly than usual that regions of a certain state of construction emerge, the z. B. areas of different concrete, mortar and building material composition (including bridges, chimneys) and such different moisture, impregnation with hydrocarbons or deposits of salts, even those of different surface roughness, corrosion, erosion or abradion visible in one go ( and not more or less pointwise from large areas) are recorded and documented and a quantitative evaluation z. B. by the determination of area shares, aeometric form and LaaeDarametern zuaänalich are.
Ausführungsbeispielembodiment
Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen erläutert werden.The invention will be explained below with reference to exemplary embodiments.
1'. Eine Gebäudefassade, z. B. von 10 Getreidesilos ä 40 m Höhe und einem Durchmesser von ... m, wird mit einer ohotographischen Kamera, ausgestattet mit einem geeigneten Spektralfilter so aufgenommen, daß die Gebiete erhöhter Korrosion des Mörtels hervortreten und einer äquidensitometrischen Auswertung, z. B. mit elektronischen Verfahren zugänglich sind, bei der der Anteil und die Lage der Flächenanteile einzelner Bauzustandskiassen ausgegeben wird: auf photographischem Material, auf Bildschirm oder anderen rechnergekoppelten peripheren Geräten.1'. A building facade, z. B. of 10 grain silos ä 40 m in height and a diameter of ... m, with an ohotographic camera equipped with a suitable spectral filter recorded so that the areas of increased corrosion of the mortar emerge and an equidensitometric evaluation, z. B. are accessible by electronic methods, in which the proportion and the position of the surface portions of individual Bauzustandskiassen is output: on photographic material, on screen or other computer-coupled peripheral devices.
2. Ein Untersuchungsobjekt im Industriebau wird durch geeignete Beleuchtung z.B mit Quecksilberhochdrucklampen so wie unter 1. beschriebenen aufgenommen, daß durch diese Bereiche Beleuchtung veränderter Substanzkonzentration an der Oberfläche optisch hervortreten, was erforderlichenfalls bei der Auswahl der Beleuchtung durch spektral-optische Messungen unterstützt werden kann. ' _2. An object of investigation in industrial construction is recorded by suitable illumination, for example with high-pressure mercury lamps, as described under 1. above, that optically emerge from these areas illumination of altered substance concentration on the surface, which can be supported if necessary by the selection of illumination by spectral-optical measurements. '_
3. Eine Frontseite eines Bauwerkes wird so wie unter 2. beleuchtet und wie unter 1. aufgenommen, so daß unterschiedliche Baustoffkonzentrationen und Baustoffzusammensetzungen, z.B. der verwendeten Betone bzw. Mörtel hervortreten.3. A front of a structure is illuminated as in 2. above and taken up as in 1. so that different building material concentrations and building material compositions, e.g. emerge the used concretes or mortar.
i. Aufnahmen aus 1. bis 3. werden einer äquidensitometrischen Auswertung, z.B. mit fotographischen, optischen, Blektronischen oder entsprechenden rechentechnischen Verfahren unterzogen und die Anteile, die Lage, die Größe und die Form einzelner Gebiete ermittelt und auf fotographischem Material, Bildschirm oder anderen peripheren Rechnergeräten ausgegeben und einzelnen Bauzustandskiassen zugeordnet. i. Images from 1 to 3 are subjected to an equidensitometric evaluation, for example with photographic, optical, tin-tone or corresponding computational methods, and the proportions, position, size and shape of individual regions are determined and output on photographic material, screen or other peripheral computer equipment and individual Bausstandskiassen assigned.
5. Die Zuordnung von Gebieten einer bestimmten spektralen Emission oder Remission und bauzustandsanalytischen Kenngrößen kann mit Hilfe klassischer Verfahren der Bauzustandsanalyse, z.B. der Gamma-Rückstreuung, mit Meutronenoberflächensonden oder Mikrowellenverfahren, aber auch mit chemischen und elementspezifischen Verfahren wie der Röntgenfluoreszenz oder der Aktivierungsanalyse erfolgen.5. The assignment of regions of a particular spectral emission or remission and structural state analysis parameters can be determined using classical methods of construction state analysis, e.g. Gamma backscatter, with Meutronenoberflächensonden or microwave method, but also with chemical and element-specific methods such as X-ray fluorescence or the activation analysis done.
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