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Betriebs- und Zustandsüberwachung von Bauwerken und Anlagen - aus der Praxis zum Erschütterungsschutz

Lenzen, A. / Schalk, M. / Henkel, F.O.

In der Entwurfsphase von technischen Systemen, wie z.B. Bauwerken und Anlagen, ist der Sicherheitsaspekt ein wichtiges Kriterium. Der Planende definiert den beabsichtigten Nutzen, damit verbunden sind entsprechende Anforderungen an Sicherheit und Wirtschaftlichkeit, die einzuhalten sind. Die Systemüberwachung gilt als geeignetes Instrument, diese auch während der Nutzungs- und Umnutzungsphase zu gewährleisten. Mit relativ geringen Wartungs- und Überwachungskosten können hohe Instandhaltungs- und Instandsetzungskosten vermieden werden. Die Systemüberwachung setzt sich aus den Gebieten der Informationstechnik, Messtechnik und Numerik zusammen. Theoretische Konzepte und Methoden zur Modellbildung können in Anlehnung an die Systemtheorie erfolgen. Technische Systeme werden nach dem Prinzip Ursache-Wirkung allgemein als Übertragungssysteme formuliert, dabei ist die Ursache dem Systemeingang und die Wirkung dem Systemausgang zugeordnet. Die Allgemeingültigkeit dieser Modellbildung erlaubt nicht nur die Abbildung komplexer technischer Abläufe sondern auch z.B. chemischer oder biologischer Prozesse. Durch die Verknüpfung von Teilsystemen oder Substrukturen in Form von Reihen-, Parallelschaltungen usw. ist die Methodik geeignet, die komplexen Vorgänge und Anforderungen einer Systemüberwachung in geeigneter Form darzustellen. Die signifikanten Systemeigenschaften bei einer Systemüberwachung müssen problemorientiert selektiert und modelliert werden. Die Informationsreduktion auf die relevanten Beurteilungsmaße gilt dabei als die Hauptaufgabe. Die Überwachung von Systemen kann zum einen nur auf Basis von Messinformationen erfolgen, dann liegt eine symptomorientierte Vorgehensweise vor, zum anderen spricht man unter Hinzunahme von mathematischen Modellen von modellgestützter Überwachung. An ausgeführten Projekten zum Erschütterungsschutz im Bauwesen wird die Planung, Anwendung und Brauchbarkeit einer Überwachung erläutert: Überwachung einer denkmalgeschützten Basilika, Überwachung einer Umspannwerk-Schaltanlage sowie die Überwachung eines medizintechnischen Labors mit erschütterungsempfindlichen Zellkulturen.