Innovatives Instrument zur Bewertung des architektonischen Erbes
Alte Gebäude, von kleinsten Häusern bis zu den großartigsten Bauwerken, bergen die Geheimnisse unserer gemeinsamen Geschichte. Die Erhaltung von Baudenkmälern ist daher unerlässlich, um unsere eigene Vergangenheit zu bewahren. Dazu ist ein tiefes Verständnis und Wissen über architektonisches Mauerwerk erforderlich. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts DocumeNDT(öffnet in neuem Fenster), das mit Unterstützung der Marie-Skłodowska-Curie Maßnahmen(öffnet in neuem Fenster) durchgeführt wird, haben Forschende einen neuen, zerstörungsfreien Ansatz für die Bewertung und Erfassung archäologischer Ruinen entwickelt, bei dem Schalltomographie, Photogrammetrie und 3D-Laserscanning kombiniert werden, um eine präzise Charakterisierung von antikem Mauerwerk zu erstellen. „Wie das Mauerwerk im Einzelnen gebaut ist, in welchem Zustand es sich befindet oder welche Materialeigenschaften es hat – das sind Fragen, die wir uns bei einem Restaurierungsprojekt häufig stellen“, kommentiert Javier Ortega(öffnet in neuem Fenster), Architekt an der Polytechnischen Universität Madrid(öffnet in neuem Fenster) und Hauptforscher von DocumeNDT. Eine Möglichkeit, diese Informationen zu erhalten, wäre die Entnahme von Proben aus den Gebäuden, aber wenn es um das architektonische Erbe geht, muss das Material erhalten bleiben. „Das neue Inspektionssystem, das wir für die zerstörungsfreie Bewertung vor Ort konzipiert haben, kann dieses wichtige Wissen über das Bauwerk bereitstellen, das als Entscheidungsgrundlage für die Erhaltung dient“, fügt Ortega hinzu.
Wellen zur Charakterisierung von Materialien nutzen
Über das Projekt DocumeNDT wurde ein automatisiertes Schalltomographiesystem erschlossen und hergestellt, das im Labor des ITEFI beim Spanischen Nationalen Forschungsrat (CSIC) konstruiert wurde und in der Lage ist, akustische Wellen (Schallwellen) zu senden und zu empfangen, die Mauerwerk durchdringen(öffnet in neuem Fenster). Dieses System nutzt die tomografische Bildgebung, die die Ausbreitung dieser akustischen Wellen analysiert und das Innere von Materialien abbildet, um auf nichtinvasive Weise Informationen über Defekte oder Diskontinuitäten zu gewinnen. „Die Automatisierung des Prüfverfahrens war von entscheidender Bedeutung, da wir für die tomografische Rekonstruktion eine große Menge an Daten erfassen müssen“, erläutert Ortega. Ein weiteres Hauptziel des Projekts war es, die Materialeigenschaften von Mauerwerk mittels zerstörungsfreier akustischer Prüfung zu charakterisieren. Dazu gehörte eine umfangreiche Versuchskampagne im Labor, bei der Druckversuche an sechs Steinmauern mit verschiedenen Geometrien durchgeführt wurden, die von einem professionellen Steinmetzbetrieb errichtet worden waren. Die Ergebnisse wurden eingesetzt, um die elastischen Eigenschaften zu bewerten und um die Variabilität(öffnet in neuem Fenster) und die Unsicherheit des Verfahrens nachzuvollziehen.
Ein Ausweissystem für Steinmetzarbeiten erstellen
Das Team führte projektintern auch eine experimentelle Kampagne zur Erstellung von Steinmetzbrieftaschen durch – ein Gebäudeausweis für historische Gebäude. Dies war dank der sorgfältigen Konstruktion und Dokumentation der Wände möglich, die es Forschenden erlaubte, 3D-Modelle der Wände zu erstellen, einschließlich ihrer inneren Konfiguration(öffnet in neuem Fenster).
Neue Instrumente für Fachleute, die mit alten Gebäuden arbeiten
Das Team ist davon überzeugt, dass ihre neuartige Technologie große Auswirkungen auf eine Vielzahl von Personen haben kann, die Gebäude inspizieren und dokumentieren, darunter aus den Fachbereichen Architektur, Bauingenieurwesen, Archäologie, Vermessungstechnik und Fachleute, die sich mit der 3D-Digitalisierung und Virtualisierung von Kulturerbe befassen. „Dies kann erhebliche Auswirkungen auf die Schutzgemeinschaft haben, da den Fachleuten sofort einsetzbare Geräte und Methoden zur Verfügung stehen“, so Ortega. „Ein Wandel in der Bauindustrie, der der Erhaltung den Vorrang vor dem Abriss gibt, steht im Einklang mit den ehrgeizigen weltweiten Klimazielen zur Senkung der CO2-Emissionen.“ Ortega setzt seine Arbeit nun im Rahmen eines neuen, von Horizont 2020 finanzierten Projekts namens ComFuturo(öffnet in neuem Fenster) fort. „Wir haben bereits an einer Feldmission teilgenommen, bei der ein historisches Mauerwerk in Albanien inspiziert wurde, und wir erwarten weitere Gelegenheiten, unsere Verfahren an weiteren historischen Stätten zu validieren“, sagt er.
Schlüsselbegriffe
DocumeNDT, Erbe, Mauerwerk, Erhaltung, alt, Gebäude, tomographisch, Wellen, charakterisieren, Materialien
