Der italienische Baukonzern Manini Prefabbricati SpA hat dazu ein aktives Überwachungssystem für tragende Strukturen entwickelt, bei dem PC-based Control von Beckhoff zum Einsatz kommt. (Quelle: Manini)
Wenn Naturereignisse mit überdurchschnittlichem Ausmaß (Erdbeben, starker und plötzlicher Regen, Wind und Schnee) auf Gebäude einwirken, verändern diese hohen dynamischen Beanspruchungen die Spannungen in den Bauteilen. Dies wirkt sich mehr oder weniger dauerhaft auf die strukturellen Eigenschaften und die nominelle Lebensdauer eines Bauwerks aus. Das italienische Ministerium für Infrastruktur und Transport trägt dem in seiner Tragwerksnorm NTC 18 Rechnung und schärft das Bewusstsein für die Notwendigkeit einer stärkeren Absicherung und Überwachung von neuen Bauwerkstrukturen.
Manini Prefabbricati SpA [1] in Assisi (PG) hat hierfür zusammen mit dem Institut für Bau- und Umweltingenieurwesen der Universität Perugia und dem Systemintegrator Umbra Control Srl [2] eine innovative Überwachungslösung entwickelt: Mit Manini Connect lässt sich in Echtzeit feststellen, ob Funktionalität und Stabilität eines Bauwerks mit den Planungsparametern übereinstimmen. Die dynamische Bauwerksüberwachung ermöglicht es, das strukturelle Verhalten des Gebäudes und damit die Standfestigkeit gezielt zu bewerten. Mit dem automatisierten Verarbeitungssystem lassen sich Anomalien im Verhalten des Bauwerks nach außergewöhnlichen Ereignissen sofort erkennen. Diese dynamische Bauwerksüberwachung hilft somit, das strukturelle Verhalten von Gebäuden gezielt zu bewerten.
Datenerfassung in Echtzeit von Beginn an vorgesehen
Die Basis für das Condition-Monitoring-System bilden PCbased Control von Beckhoff, Ethercat für die Vernetzung der Sensorik sowie ein an der Universität Perugia entwickelter Algorithmus für das Management der Bemessungskriterien für Erdbeben, des sogenannten Erdbebenfaktors. Umbra Control zeichnet für die Implementierung verantwortlich, von der Konzeption der Systemarchitektur bis zur Inbetriebnahme und Wartung der Cloud-basierten Plattform.
Bereits während der Fertigung wird die Sensorik von Manini Connect in die tragenden Beton-Strukturen eines Bauwerks integriert und nach Fertigstellung der Gebäude mit dem Schaltschrank für die Datenauswertung und -übertragung zur Überwachungszentrale verbunden. Verschiedene Sensoren erfassen die externen und internen thermohygrometrischen Eigenschaften des Gebäudes sowie deren Veränderungen bei dynamischen Belastungen. Spezielle Algorithmen werten die Signale aus und senden Frühwarnungen oder nach besonderen Ereignissen wie einem Erdbeben gegebenenfalls auch einen Alarm an das Kontrollzentrum von Manini Prefabbricati.
Da alle Sensorsignale hochauflösend an das Kontrollzentrum gesendet werden, lässt sich dort das strukturelle Verhalten des Bauwerks in Echtzeit überwachen. Die entsprechende Software entwickelte Umbra Control. Mit ihr werden alle Daten und Informationen verwaltet und die installierte Sensorik kontrolliert. Bei Bedarf können die installierten Sensoren eines Objekts überprüft, aktiviert oder deaktiviert werden – nicht nur lokal in der Leitwarte, sondern auch per Tablet und Smartphone.