DE4024049A1

DE4024049A1 - Verfahren und einrichtung zur ueberpruefung der dichtigkeit von wassersperren

Info

Publication number: DE4024049A1
Application number: DE19904024049
Authority: DE
Inventors: Hermann Nagel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-07-28
Filing date: 1990-07-28
Publication date: 1992-02-06

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren und Einrichtung zur kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Überprüfung der Dichtigkeit von Wassersperren mittels elektrischer Messungen.

Der raschen und genauen Lokalisierung von Feucht- und Leckstellen an Bauwerken, wie Flach dächern, Gebäudefassaden und Tunnelwänden, kommt insbesondere dort große Bedeutung zu, wo eindringendes Wasser sich sogleich verteilen kann, etwa bei abdichtenden Deckungen. Das unerkannte Eindringen von Wasser kann zur Folge haben, daß z. B. bei einem einschaligen Flach dach die gesamte Eindeckung aufgerissen, der durchfeuchtete Dämmstoff ausgetauscht und das Dach komplett neu beschichtet werden muß. Je mehr das Dach aufgrund klimatischer Gegeben heiten arbeitet, umso größer ist das Risiko, daß sich infolge der durch die Temperaturunter schiede bedingten Ausdehnungen und Schrumpfun gen Risse bilden, durch welche das Wasser, welches lange auf der Flachdachfläche steht, sickern kann (siehe hierzu auch Minilex Beton, Ratgeber fürs Bauen und Renovieren, Heft Nr. 5, herausgegeben vom Informationszentrum Beton, Köln). Eine dann notwendig werdende Erneuerung des Daches ist aber nicht nur teuer sondern bringt auch Umweltprobleme mit sich, da das verbrauchte Material in der Regel nicht wieder aufgearbeitet wird.

In dieser Richtung sind schon zahlreiche Feuch tigkeitsmeßmethoden vorgeschlagen worden, wel che allerdings bisher kaum Eingang in die Pra xis gefunden haben, sei es, daß sie in der Anschaffung zu teuer sind, sei es, daß sie meßtechnische Kenntnis voraussetzen, sei es, daß die Einsatzmöglichkeiten nur begrenzt sind.

So wird nach der DE-OS 33 14 182 zum Orten von Leckstellen in Flachdächern eine unter dem Flachdach erkannte Feuchtstelle mit dem Pluspol eines Impulsgenerators verbunden und der Minuspol des Impulsgenerators mit der metal lischen Traufkante des Flachdaches oder einem auf dem Flachdach ausgelegten blanken Kabel; der Impulsgenerator erzeugt Gleichstromimpul se, welche über den Feuchtweg zur jeweiligen Leckstelle und von der Leckstelle auf das feuch te Flachdach geleitet werden; die Impulse, deren Amplitude von der Leckstelle zum Rand des Flach daches hin geringer werden, werden über Meßfüh ler abgetastet und einem Meßgerät zugeführt, welches die Amplituden miteinander vergleicht. Abgesehen davon, daß vorzugsweise bestimmte Dachkonstruktionen, nämlich solche mit metalli scher Traufkante in Betracht kommen sollen, hat dieser Vorschlag die Nachteile, daß mit unter sehr viele Differenzmessungen durchge führt werden müssen, bis die Leckstelle gefun den ist; bei unterbrochenen Feuchtstrecken, z. B. bei Bildung von Wasser- bzw. Feuchte-In seln, kann es zu Fehllokalisierungen kommen. Wenn sich die Leckstelle im Randbereich befin det, ist die Ortung nicht oder nur begrenzt möglich. Ohne Expertenkenntnisse im Umgang mit der betreffenden Meßtechnik dürfte diese Methode kaum handhabbar sein.

In der DE-OS 30 11 500 wird eine Einrichtung zur Lecküberwachung der wasserdichten Haut in Dach- und Gebäudefassadenflächen vorbeschrie ben, welche darauf beruht, daß unter der wasser dichten Haut eine Indikatormeßleitung in sich über die gesamte zu überwachende Fläche erstrek kenden Schleifen verlegt ist, die Indikatormeß leitung von einem Kabel mit mindestens einer wasserfest elektrisch isolierten Ader und mit mindestens zwei weiteren Adern mit feuchtig keitsempfindlicher elektrischer Isolierung dargestellt ist, der Durchgangswiderstand die ser Isolierungen ständig oder zu vorgegebenen Zeitpunkten über eine Meßbrücke erfaßt ist und dabei die Lage einer durchfeuchteten Stelle dieser Isolierungen an einem in der Brücken diagonale der Meßbrücke liegenden Meßgerät ablesbar ist. Auch hierbei handelt es sich um eine aufwendige Maßnahme, welche zudem nur an neu errichteten Dächern zur Anwendung kommen kann und welche darüber hinaus den Nachteil hat, daß die Einrichtung selbst nach Installie rung dem direkten Zugriff entzogen ist, wodurch notwendig werdende Reparaturen an einer dicht verlegten Indikatormeßleitung erschwert werden.

Bekannt ist ferner eine Vorrichtung zur Früher kennung und Eingrenzung von Wasserschäden an einem Flachdach, das eine obere wasserführende Dachhaut, eine darunter liegende Dämmschicht, eine untere Dampfsperrschicht und eine tragen de Untergrundschicht aufweist (DE-OS 36 05 633), nach welcher in einer Wasserauffangschale ein elektrischer Wasser- und/oder Feuchtemelder eingesetzt ist, der beim Ansprechen ein elektri sches Signal zum Ansteuern einer optischen und/oder akustischen Signaleinrichtung abgibt. Dieses Konzept erfordert aufwendige bauliche Maßnahmen für eine stationäre Einrichtung im Zuge einer Neuinstallation. Eine Früherkennng mit einem oder nur wenigen Ablaufrohren ist nur sehr eingeschränkt möglich. Der Vorschlag funktioniert nicht bei kleinen Leckstellen oder wenn sich die Ablaufrohre nicht am unter sten Gefälle der Betondecke befinden oder wenn, wie die Erfahrung zeigt, die Betondecken uneben sind, da es in diesem Fall zu Inselbildungen kommt. Hier will vorliegende Erfindung Abhilfe schaffen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die den vorbekannten Verfahren und Vorrichtungen anhaftenden Nachteile zu beseitigen bzw. zu vermeiden und insbesondere auch ein Verfahren vorzuschlagen und eine einfach aufgebaute und einfach zu handhabende Einrichtung bereitzu stellen, welche auch nachträglich in bereits bestehende Bauten installiert werden kann und mit der der technische Laie in die Lage versetzt wird, eine rasche und genaue Lokalisierung von Feucht- und Leckstellen vorzunehmen; ferner soll die Anlage so ausgelegt sein, daß eine kontinuierliche, zyklische oder diskontinuier liche Überwachung ermöglicht wird.

Nachdem die Dachbepflanzung immer beliebter wird, kommt insbesondere der Überprüfung der Dichtigkeit von Flachdächern immer größere Bedeutung zu.

Diese Aufgabe wird mit den Gegenständen der unabhängigen sowie der darauf zurückbezogenen Ansprüche gelöst.

Die erfindungsgemäße Einrichtung besteht im wesentlichen aus Meßfühlern und einer Meßein heit zur Meßwerterfassung, Auswertung und An zeige, welche ihrerseits über die Elektrik des Bauwerkes an eine (weitere) Anzeige (Moni tor) bzw. über Kopplung an weitere PC′s ange schlossen sein kann.

Die Meßfühler sind bei Neuanlagen oder im Zuge der Sanierung erneuerter Anlagen von vornherein vorzugsweise zwischen Dampfsperre und Isolation angeordnet. Bei bereits bestehenden Bauwerken werden die Meßfühler von der Unterkonstruktion her eingebaut. In beiden Fällen erfolgt die Anordnung der Meßfühler zueinander so, daß sie sich in ihrem Wirkungsbereich überlappen. Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die Empfindlichkeit der Meßfühler einstell bar.

Bei den Meßfühlern kann es sich beispielsweise um Sensoren, Widerstände oder elektronische Einheiten handeln. Sensoren sind so ausgelegt, daß sie eine Spannungsgröße in Abhängigkeit von der Feuchtigkeit messen. Bei Widerständen werden die Spannungsverluste erfaßt. Die so ermittelten Ist-Werte werden von der Meßeinheit erfaßt, ausgewertet, mit den vorgegebenen Soll- Werten verglichen, gegebenenfalls gespeichert und optisch oder akustisch selbsttätig angezeigt und/oder zur Weiterverarbeitung an übergeordnete PC′s weitergeleitet.

Die Meßeinheit besteht in der Standard-Version aus einem A/D-Wandler, der die ankommenden Analog-Signale digitalisiert, Speichereinheiten, einem Prozessor, welcher die digitalen Impulse erfaßt, und in Verbindung mit einer Prozeßsoft ware verarbeitet, wobei insbesondere die Abwei chungen der Ist- von den Soll-Werten lokalisiert und herausgestellt werden, einer Bedienungsein gabe und einer Anzeige, welche ebenfalls die "Schlecht-Werte" optisch und/oder akustisch dem Benutzer sinnfällig macht. Dafür werden bevorzugt die am Markt erhältlichen Module eingesetzt, in welchen diese Funktionen auf kleinem Raum zusammengefaßt sind.

Die elektrische Versorgung der Meßeinheit kann wahlweise über ein Netzteil oder netzunabhängig über eine Batterie erfolgen bzw. einen Akkumula tor, der von Solarzellen wartungsfrei gespeist wird.

In der einfachsten Ausführungsform werden die Ist-Werte befehlgesteuert von den Meßfühlern abgerufen, sodann von der Meßeinheit erfaßt und ausgewertet, von welcher die "Schlecht-Werte" einer Leckstelle unverzüglich selbsttätig angezeigt werden.

Auch die nachfolgenden, weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen werden einzeln oder zusammen vom Gegenstand der Erfindung erfaßt:

Die Ist-Werte werden von den Meßfühlern einzeln oder nacheinander selbsttätig periodisch oder ereignisbezogen, etwa in Abhängigkeit von der Luftfeuchtigkeit der Atmosphäre, von der Meßein heit abgerufen.

Zusätzlich kann ein Zwischenspeicher die Ist und/oder "Schlecht"-Werte nach Ort des jeweili gen Meßfühlers und Zeit (Jahr, Monat, Tag, Stunde) erfassen, so daß Veränderungen über längere Zeiträume verfolgt werden können.

Die Anzeigeneinheit kann so ausgelegt sein, daß der mit den Meßfühlern bestückte Bauwerks bereich maßstabsgetreu verkleinert auf einem Bildschirm wiedergegeben wird. Hierbei können die Werte entweder direkt nach Auswertung oder nach Abrufung von einem Zwischenspeicher ange zeigt werden. Die Einstellung kann so erfolgen, daß nur die "Schlecht"-Werte ortsgenau signali siert werden, entweder mit ihrem absoluten Betrag oder in bestimmter Farbe, Helligkeit oder blinkend und gegebenenfalls zusätzlich akustisch.

Der Bedienungskomfort wird dadurch verbessert, daß über eine Kopplung der Ausgang der Meßein heit an eine übergeordnete Überwachungseinheit angeschlossen wird, so daß die Kontrolle extern über PC oder Fernseher oder sonstige optische und/oder akustische Einrichtungen ermöglicht wird.

Sofern es sich nicht witterungsbedingt emp fiehlt, die Einrichtung so auszulegen, daß die "Schlecht"-Werte ortsbezogen unverzüglich gemeldet werden, kann die Meßeinheit auch ab koppelbar und transportabel sein.

Während die Sensoren und Widerstände üblicher weise mit der Meßeinheit in leitender Verbin dung stehen, ermöglichen Meßfühler als elektro nische Einheiten mit eingebauter Energiequelle, daß auf einen direkten elektrischen Anschluß an die Meßeinheit verzichtet werden kann, wenn die Meßfühler als Sender, die Meßeinheit als Empfänger wirkt.

Auf diese Weise werden je nach Gegebenheiten und Erfordernissen aufgrund wahlweise zuschalt barer Komponenten angepaßte Lösungen bereitge stellt, welche von der Direkterfassung und Auswertung der "Schlecht"-Werte bis zur Lang zeitüberwachung reichen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figu ren an einem Ausführungsbeispiel näher erläu tert. Es zeigt

Fig. 1 nicht maßstabsgerecht die Teilansicht eines Flachdaches, in welchem Meßfühler eingepflanzt sind, die mit einer Meßein heit in Verbindung stehen,

Fig. 2 nicht maßstabsgetreu den Aufbau der Meßeinheit in Verbindung mit den Meß fühlern an der Dampfsperre des Flach daches,

Fig. 3 die zentrale Überwachung mehrerer Ob jekte.

Nach Fig. 1 besteht das Flachdach aus einer Betondecke oder Unterkonstruktion 1, einer Dampf- oder Feuchtigkeitssperre 2, einer Isola tion 3, einer Dachhaut 4 und einer Kiesschüt tung 5. Zwischen Dampfsperre 2 und Isolation 3 sind Meßfühler 10-17 angeordnet.

Die Meßeinheit 20 nach Fig. 2 besteht aus einem elektrischen Versorgungsteil 21, einem Prozessor 22, Speichereinheiten 23, einem A/D-Wandler 24, einer Prozeßsoftwareeinheit 25 zur Meßwert-Erfassung und -Verarbeitung, einer seriellen Schnittstelle 26, einer Bedieneingabe 27, einer (optischen und/oder aktustischen) Anzeige 28 sowie einem Ein-/Ausschalter 29. Die Komponenten 21-29 können als Module zusammengefaßt sein. Die Meßeinheit 20 steht über den A/D-Wandler 24 mit den Meßfühlern 10-17 in Verbindung. Ist die Meßeinheit 20 nahe den Meßfühlern 10-17 angeordnet, dann kann der Bedienungskomfort dadurch verbessert werden, daß von der gewünschten Stelle Bedie nung und Anzeige über einen Personal-Computer 31 oder dergleichen erfolgen, der über eine Kopplung 30 und die serielle Schnittstelle 26 an die Meßeinheit angekoppelt ist.

Nach Fig. 3 können auch mehrere Gebäude bzw. zu kontrollierende Wassersperren zentral über wacht werden.

Nachfolgend werden Inbetriebnahme und Betriebs weise der in Fig. 2 dargestellten Ausführungs form für Meßfühler und Meßeinheit beispiels weise erläutert:

1. Inbetriebnahme 1.1 Eingabe der Daten und Parameter

Die Meßfühler 10-17 werden mit Analogeingang des A/D-Wandlers 24 verbunden, das Netzteil 21 wird mit Spannung (Netz bzw. Batterie) versorgt.

Der Ein-/Ausschalter 29 wird auf "Ein" gestellt. Die Hardware der Meßeinheit 20 und die Prozeß software 25 werden programmtechnisch auf defi nierte Ausgangswerte gesetzt.

Datum eingeben:
Taste 27.1 für Datumeingabe (Stunde, Tag, Monat, Jahr) drücken.
Abschlußtaste 27.2 drücken.
Auf der Anzeige 28 erscheint (z. B): 15. 07. 90 .. 11 h.
Zykluszeit eingeben:
Taste 27.3 für Zykluszeit drücken und Zyklus zeit in Minuten, z. B. 40, eingeben.
Abschlußtaste 27.2 drücken.
Auf der Anzeige 28 erscheint: Zykluszeit = 40 min.
Eichfaktor für Meßfühler 10- 17 eingeben:
Taste 27.4 für Eichfaktor drücken und Eichfak tor, z. B. 20, eingeben.
Abschlußtaste 27.2 drücken.
Auf der Anzeige 28 erscheint: Eichfaktor = 20.
Sollwert eingeben:+
Taste 27.5 für Sollwert drücken und Sollwert, z. B. 90, eingeben.
Abschlußtaste 27.2 drücken.
Auf der Anzeige 28 erscheint: Sollwert = 90 g.

1.2 Ausgabe der eingegebenen Daten und Parameter (Kontrolle)

Durch Betätigung der Tasten 27.1, 27.3, 27.4 und 27.5 werden auf der Anzeige 28 aktuelles Datum/Uhrzeit, Zykluszeit, Eichfaktor und Soll wert ausgegeben.

2. Betriebsphase 2.1 Handhabung

Taste "Ist-Wert" (27.6) drücken: Aktueller Wert erscheint auf der Anzeige, z. B. 65%. Taste "-" (27.7) drücken: Ältere Schlecht-Werte, dazugehörender Ort des Meßfühlers, dazugehören des Datum und Uhrzeit werden angezeigt. Taste "+" (27.8) drücken: Jüngere Schlecht-Werte, dazugehörender Ort des Meßfühlers, dazugehören des Datum und Uhrzeit werden angezeigt.

2.2 Funktionsbeschreibung

Der an dem A/D-Wandler 24 anstehende Meßwert wird von dem Prozessor 22 und der Prozeßsoft ware 25 zyklisch alle 40 Minuten erfaßt und über einen Algorithmus mit dem Eichfaktor in der Speichereinheit 23 verknüpft. Der so ermit telte Ist-Wert wird mit dem in der Speicherein heit 23 hinterlegten Soll-Wert verglichen. Im "Gut"-Fall wird der Ist-Wert zur Anzeige 28 gebracht.

Im "Schlecht"-Fall wird der Ist-Wert zur Anzeige gebracht, und es werden zusätzlich Ist-Wert, dazugehörender Ort des Meßfühlers, Datum und Uhrzeit in der Speichereinheit 23 gespeichert. Der Speicher ist als Umlaufspeicher realisiert, d. h. wenn der Speicher voll ist, werden vorher gehende Werte überschrieben.

Auf diese Weise können zeitlich zurückliegende "Schlecht"-Werte zur Anzeige gebracht werden.

Darüber hinaus können ein akustischer und/oder optischer Alarm, gegebenenfalls auch an überge ordneten Überwachungseinheiten (PC′s) ausgelöst werden.

Stückliste

1 Betondecke oder Unterkonstruktion
2 Dampfsperre oder Feuchtigkeitssperrschicht
3 Isolation
4 Dachhaut
5 Kiesschüttung
10-17 Meßfühler
20 Meßeinheit zur Meßwerterfassung, Auswertung und Anzeige
21 Netz- bzw. Versorgungsteil
22 Prozessor
23 Speichereinheiten
24 A/D-Wandler (Analog/Digital-Wandler)
25 Prozeßsoftwareeinheit (zur Meßwert-Erfassung, -Verarbeitung)
26 Serielle Schnittstelle (z. B. für PC-Anschluß)
27 Bedieneingabe (z. B. Tastenblock)
28 Anzeige/Bildschirm/Monitor
29 Ein-/Ausschalter
30 Kopplung, z. B. Hausnetz, öffentliches Netz, interner Bus, zentraler Bus
31 Personal Computer (PC)

Claims

1. Einrichtung zur Überprüfung der Dichtigkeit von Wassersperren an Bauwerken, insbesondere an Flachdächern, Gebäudefassaden, Tunnelwänden usw., auf elektrischem Wege, dadurch gekennzeich net, daß zwischen Unterkonstruktion (1) und Dachhaut bzw. Wassersperre (4), vorzugsweise zwischen der Dampfsperre 2 und der Isolation (3) Meßfühler (10-17) angeordnet sind, welche mit einer Meßeinheit (20) zur Meßwerterfassung, Auswertung und Anzeige in Wirkverbindung stehen oder treten können.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Meßfühler (10-17) Senso ren, Widerstände oder elektronische Einheiten sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Meßeinheit (20) zur Auswer tung der von den Meßfühlern (10-17) übermit telten Werten aus
einem netzabhängigen oder netzunabhängigen Ver sorgungsteil (21),
einem Prozessor (22),
Speichereinheiten (23),
einem A/D-Wandler (24),
einer Prozeßsoftwareeinheit (25) zur Meßwert- Erfassung und -Verarbeitung,
einer seriellen Schnittstelle (26) für eine externe Übertragung,
einer Bedienungseingabe (27),
einer Anzeige (28) und
einem Ein-/Ausschalter (29) besteht.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Meßein heiten (20) über eine Kopplung/Kopplungen (30) an eine oder mehrere externe Bedienungs- und Anzeigeeinheit(en) (31) angeschlossen sind, die ihrerseits die übermittelten Werte weiter verarbeiten können.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßfühler (10-17) ihren Wirkungsbereich überlappend angeordnet sind.

6. Einrichtung nach Ansprüchen 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßfühler (10-17) hinsichtlich ihrer Empfindlichkeit einstellbar sind.

7. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1-6, dadurch ge kennzeichnet, daß die Meßfühler (10-17) mit der Meßeinheit (20) leitend verbunden sind.

8. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1-6, dadurch ge kennzeichnet, daß die Meßfühler (10-17) als Sender und die Meßeinheit (20) als Empfänger ausgebildet sind.

9. Einrichtung nach Ansprüchen 1, 3 und 4, da durch gekennzeichnet, daß die Meßeinheit (20) stationär angeordnet ist.

10. Einrichtung nach Ansprüchen 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinheit (20) transportabel ist.

11. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß die Bauteile so ausgelegt sind, daß die von den Meßfühlern (10-17) ermittelten Ist- Werte von der Meßeinheit (20) mit den in dieser hinterlegten Soll-Werten verglichen und die Schlecht-Werte mit Ort des Meßfühlers, Datum und Uhrzeit gemeldet und gespeichert werden.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch ge kennzeichnet, daß die in der Meßeinheit (20) hinterlegten Soll-Werte vorgegeben werden.

13. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch ge kennzeichnet, daß die Anordnung so ausge legt ist, daß die Meldung bzw. Anzeige optisch und/oder akustisch direkt oder abrufbar erfolgt.

14. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenen Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß ein Zwischenspeicher (23) vorge sehen ist, der die Schlecht-Werte nach Ort des Meßfühlers, Datum und Uhrzeit abrufbar bereit hält.

15. Verfahren zur Auswertung der Meßergebnisse einer Einrichtung zur Überprüfung der Dich tigkeit von Wassersperren, insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü che 1-14, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwerte selektiv oder befehlgesteuert von den Meßfühlern durch die Meßeinheit abgerufen, nach Ort und Zeit erfaßt, gespeichert, programmtech nisch ausgewertet werden, indem Ist- und Soll- Werte verglichen werden und "Schlecht"-Werte optisch und/oder akustisch direkt oder nach Zwischenspeicherung optisch und/oder akustisch gemeldet werden.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekenn zeichnet, daß die Speicherung nach der pro grammtechnischen Auswertung erfolgt.

17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekenn zeichnet, daß die Anzeige und Weiterverar beitung der Werte über einen oder mehrere PC′s in Verbindung mit der Kopplung erfolgt.

18. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekenn zeichnet, daß die Meßwerte ständig oder periodisch oder diskontinuierlich oder ereignis gesteuert von den Meßfühlern abgerufen werden.

19. Verfahren nach Ansprüchen 15 und 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßfühler selektiv einzeln oder nacheinander über die/durch die Meßeinheit(en) abgerufen werden.

20. Verfahren nach Ansprüchen 15, 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeige nacheinander oder gleichzeitig direkt oder nach Zwischenspeicherung erfolgt.