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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur permanenten Überwachung
von Verformungen, insbesondere an Dächern, bestehend aus einem
optischen Sender und einem Empfänger
sowie einer Messeinrichtung und einer Alarmeinheit. Die Erfindung
betrifft weiterhin ein Verfahren zur permanenten Überwachung
von Verformungen, insbesondere von Dächern.
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Die Überwachung
von Verformungen an Flächen,
Gegenständen
oder Gebäuden
spielt von jeher eine große
Rolle, um die Gefährdung
von Einrichtungen und Menschen zu reduzieren. Die schweren Unglücke in der
Wintersaison 2005/2006, bei der die Dächer von verschiedenen Hallen
unter der Schneelast zusammengebrochen sind, haben deutlich gemacht,
dass die Überwachung von
Verformungen insbesondere an Hallendächern eine wichtige Unfallprävention
darstellt. Auf Grund der großen
Abmessungen beispielsweise von Messehallen, Turnhallen, Kinos, Bahnhöfen, Supermärkten, Eissporthallen oder
Vereinsheimen, die in der Regel freitragende Dächer aufweisen, und in denen
sich während
der Öffnungszeiten
in der Regel eine Vielzahl von Menschen aufhält, ist die Überwachung
solcher Hallendächer
insbesondere notwendig.
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Problematisch
bei der Überwachung
von Verformungen insbesondere an Dächern ist jedoch die sehr unterschiedliche
Geometrie der Dächer. Dies
hängt mit
dem jeweiligen Grundriss des zu überwachenden
Gebäudes,
andererseits mit der Form des jeweiligen Daches zusammen, was eine
standardisierte Überwachung
kaum ermöglicht.
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Bisherige Überwachungen
fanden in der Regel durch Sichtkontrollen oder aufwändige Messungen
durch Ingenieur- bzw. Vermessungsbüros statt. Diese Sichtkontrollen
beinhalten jedoch den Nachteil, dass teilweise erst beim Auftreten
bereits sichtbarer Schädigungen
eine Alarmierung erfolgt. Zudem sind die Sichtkontrollen durch Bausachverständige in der
Regel kostenintensiv und werden daher nur selten durchgeführt.
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Alternativ
wird versucht, die jeweilige Dachlast auf dem Gebäude zu ermitteln,
um bei Auftreten einer bestimmten Last einen Alarm auszulösen (vgl.
DE 20 2006 003 709
U1 ). Hierbei finden Drucksensoren Anwendung, die von einer
auf der Dachaußenseite
anbringbaren Matte aufgenommen ist. Das bekannte Messsystem weist
jedoch den Nachteil auf, dass über
die Dachfläche
verteilt eine Vielzahl von Drucksensoren zu verteilen sind, um eine
gleichmäßige Erfassung
des jeweiligen auf das Dach ausgeübten Drucks über die
gesamte Fläche
zu ermöglichen.
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Zudem
sind optische Überwachungseinrichtungen
bekannt. Hierbei findet ein Laserscanner Anwendung, die gesamte
Dachfläche
in einem vordefinierten Raster abtastet. Mit Hilfe der ermittelten
Daten wird dann mittels eines leistungsstarken Computers eine dreidimensionale
Darstellung des gescannten Bereiches berechnet, mit der eine Verformung des
Hallendaches nachweisbar ist. Diese Überwachung beinhaltet den Nachteil,
dass sehr viele für
die Schadensbeurteilung nicht relevante Punkte gemessen und analysiert
werden und ein sehr teurer Messsensor (3D-Scanner) eingesetzt werden
muss. Zudem sind hohe Computerkapazitäten erforderlich, um die gewonnenen
Daten auswerten zu können.
Dadurch ist die bekannte Methode der Überwachung sehr teuer.
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Hier
will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung liegt die Aufgabe
zugrunde, eine Vorrichtung zur permanenten Überwachung von Verformungen,
insbesondere an Dächern,
zu schaffen, die im Vergleich zu bekannten Einrichtungen preiswert
ist und gleichzeitig sehr zuverlässige
Ergebnisse liefert. Gemäß der Erfindung
wird diese Aufgabe dadurch gelöst,
dass der Sender ein Digitalnivelliergerät ist, das auch als Empfänger fungiert
oder der Sender ein selbsthorizontierender Rotationslaser ist.
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Mit
der Erfindung ist eine Vorrichtung zur permanenten Überwachung
von Verformungen, insbesondere an Dächern, geschaffen, die verhältnismäßig preiswert
ist. Durch die Verwendung eines Rotationslasers ist zudem die Möglichkeit
geschaffen, mehrere Bauachsen gleichzeitig zu überwachen. Auch bietet die
Verwendung des selbsthorizontierenden Rotationslasers die Möglichkeit,
geringe Positionsveränderungen
des Lasers selbst, beispielsweise infolge des Verkippens der Wand,
an der der Laser befestigt ist, selbstständig auszugleichen.
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Die
Aufgabe wird außerdem
durch ein Verfahren zur permanenten Überwachung von Verformungen,
insbesondere von Dächern,
gelöst,
bei dem von einem Sender in vorwählbaren
Zeitintervallen Signale in Richtung einer Messeinrichtung ausgesandt werden
und von einem Empfänger
entgegengenommen und ausgewertet werden, und bei Abweichung von
vorbestimmten Werten ein Signal an eine Überwachungs- und Alarmeinheit
ausgesandt wird, welche einen Alarm auslöst
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Andere
Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen angegeben.
Ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend
im Einzelnen beschrieben. Es zeigen:
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1 die
schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur permanenten Überwachung
von Verformungen in einer ersten Ausgestaltung und
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2 die
erfindungsgemäße Vorrichtung
in einer anderen Ausgestaltung
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Die
als Ausführungsbeispiel
gewählte
Vorrichtung zur permanenten Überwachung
von Verformungen ist in einem Gebäude 1 angeordnet.
Das Gebäude 1 besteht
aus einem Fundament 11 sowie Seitenwänden 12. Auf den Seitenwänden 12 stützt sich eine
Dachkonstruktion 13 ab. An einer der Seiten- oder Giebelwände 12 des
Gebäudes
ist eine Wandkonsole 2 angeordnet.
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Die
Vorrichtung zur permanenten Überwachung
von Verformungen besteht aus einem optischen Sender, der auf der
Wandkonsole 2 angeordnet ist. Zudem weist die Vorrichtung
einen Empfänger auf,
der im Ausführungsbeispiel
nach 1 im gleichen Gehäuse angeordnet ist, wie der
Sender. Im Ausführungsbeispiel
nach 2 ist der Empfänger auf
der dem Sender gegenüberliegenden
Seitenwand 12 des Gebäudes 1 befestigt.
Sender und Empfänger
korrespondieren mit einer Messeinrichtung, die im Ausführungsbeispiel
in der Mitte der Dachkonstruktion 13 angeordnet ist. Zudem
weist die Vorrichtung eine Überwachungs-
und Alarmeinheit 6 auf.
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Im
Ausführungsbeispiel
nach 1 besteht der Sender der Vorrichtung zur permanenten Überwachung
von Verformungen aus einem opto-elektronischen Digitalnivellier 3,
das auf der Wandkonsole 2 angeordnet ist.
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Zudem
weist die Vorrichtung als Messeinrichtung eine strichcodierte Messlatte 5 auf,
die fest an dem zu überwachenden
Bauelement montiert ist. Das Digitalnivellier erkennt die tatsächliche
Höhe der Latte 5 bzw.
Verschiebungen der Latte in vertikaler Richtung und misst mit hoher
Genauigkeit (<1
mm). Die Messungen auf die Latte 5 erfolgen in vom Betreiber
definierbaren Zeitintervallen. Sofern sich Veränderungen zum Ursprungswert
ergeben, können die
Messintervalle automatisch verkürzt
werden.
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Der
ermittelte Messwert wird von einem in die Alarmeinheit 6 integrierten
oder separat aufzustellendem Computer weiterverarbeitet, bzw. mit
den vom Hallenbetreiber oder Statiker vorgegebenen Toleranzen verglichen.
Werden die vorgeschriebenen Grenzwerte (verschiedene Grenzen für Warnungen oder
Alarm) überschritten,
werden automatisch Alarmgeber aktiviert, die entweder in der Alarmeinheit
selbst integriert oder an anderer Stelle montiert sind. Dies können z.B. – nicht
dargestellte – optische und
akustische Signalgeber sein (z.B. Blinkleuchten, Blitzleuchten,
Sirenen etc.). Zudem ist ein SMS-Modul vorgesehen, das im Falle
eines Alarms eine SMS an eine oder mehrere vorbestimmte Telefonnummer versendet,
beispielsweise an ein Mobilfunktelefon 62. Die gesammelten
Messdaten können
gespeichert und ausgelesen sowie optional grafisch dargestellt werden.
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Im
Ausführungsbeispiel
nach 2 kommt ein zeitgesteuerter, selbsthorizontierender
Rotationslaser 7 zum Einsatz, der auf der Wandkonsole 2 an einer
Seiten- oder Giebelwand 12 angeordnet ist und der eine
horizontale Ebene in einen Raum projiziert. Die zeitgesteuerte Empfänger-Einheit 8 ist
gegenüber
dem Rotationslaser 7 ebenfalls auf einer Wand 12 installiert
und bildet mit dem Rotationslaser 7 eine Art Lichtschranke.
Laser und Empfänger
sind drahtlos miteinander synchronisiert und werden nur dann eingeschaltet,
wenn tatsächlich
eine Überwachungsmessung
durchgeführt
werden soll. Das System korrespondiert mit einer oder mehreren an
der Dachkonstruktion 13 befestigten Zieltafel bzw. Blende 9.
Diese Zieltafeln sind höhenverstellbar
ausgeführt
und unterbrechen die Lichtschranke bei einer vom Hallenbetreiber
oder Statiker vorgesehenen Deformation bzw. Durchbiegung der Dachkonstruktion 13,
an dem die Tafel befestigt ist. Unterbricht die Zieltafel 9 den vorgesehenen
Mess- bzw. Prüfintervall,
registriert der Empfänger über einen
definierten Zeitraum kein eingehendes Lasersignal. Dies führt zur
automatischen Auslösung
eines/mehrerer Alarme, die entweder in die Alarmeinheit selbst integriert
oder an anderer Stelle montiert sind. Dies können z.B. – nicht dargestellte – optische
und akustische Signalgeber sein (z.B. Blinkleuchten, Blitzleuchten,
Sirenen etc.). Zudem ist ein SMS-Modul vorgesehen, das im Falle
eines Alarms eine SMS an eine oder mehrere vorbestimmte Telefonnummer(n)
versendet, beispielsweise an ein Mobilfunktelefon 62.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zur permanenten Überwachung
von Verformungen, insbesondere an Dächern, bietet eine permanente Überwachung
von Dachkonstruktionen. In vorwählbaren Zeitintervallen
werden von den jeweiligen Sendern 3 oder 7 in
Form des Digitalnivelliergerätes
beziehungsweise des Rotationslasers Signale in Richtung der Messeinrichtung
in Form der kodierten Latte 5 beziehungsweise der Zieltafel/Blende 9 ausgesandt. Diese
Signale werden vom Empfänger 8 bzw.
dem Digitalnivellier 3 entgegengenommen und ausgewertet.
Die Auswertung erfolgt im Ausführungsbeispiel nach 1 durch
den Vergleich des im Sender (Digitalnivellier) abgespeicherten Barcodes
auf der kodierten Latte 5. Weicht das ermittelte Bild des
Barcodes von dem im Nivellier erwarteten Bild um einen voreingestellten
Wert ab, wird ein Signal an die Überwachungs-
und Alarmeinheit 6 ausgesandt, welches den optischen und/oder
akustischen Alarm auslöst. Gleichzeitig
wird eine SMS an das/die Mobilfunktelefon(e) 62 abgesandt.
Im Ausführungsbeispiel
nach 2 erfolgt die Aussendung der Laserstrahlen in Richtung
des Empfängers 8.
Eine zu hohe Belastung der Dachkonstruktion 13 hat eine
Verformung in Richtung des Fundaments 11 zur Folge, so
dass die Zieltafel/Blende 9 sich in Richtung des Fundaments 11 bewegt.
Hierdurch wird der vom Rotationslaser 7 ausgesandte Laserstrahl
unterbrochen, so dass kein Signal am Empfänger 8 ankommt. Dies
hat ein Auslösen
des optischen und/oder akustischen Alarms sowie die Aussendung einer
SMS zur Folge.
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Sowohl
im Ausführungsbeispiel
nach 1 als auch im Ausführungsbeispiel nach 2 ist
eine Sicherung gegen Fehlalarm und/oder Fehlmessungen auf Grund
der folgenden Ursachen ausgeschlossen:
- – bauwerksbedingte
leichte Verkippung der Befestigungswände, z.B. durch Temperatureinflüsse (Verkippung
wird durch die automatische Selbsthorizontierung bzw. Nivellierung
eliminiert),
- – zufällige oder
mutwillige Verkippung außerhalb des
Selbstnivellierbereichs (in diesem Fall erfolgt keine Messung),
- – kurzzeitige
Störung
bzw. Unterbrechung durch Vögel,
Spinnen etc.,
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Sowohl
in der in 1 als auch in 2 dargestellten
Vorrichtung ist eine Anzeige an Fehlfunktionen vorgesehen.