Fraunhofer-Institut für Silicatforschung Sensor-Aktor-Module erkennen mit Ultraschallwelle Mikrorisse im Glas

Forscher des Fraunhofer-Instituts für Silicatforschung ISC in Würzburg haben gemeinsam mit Industriepartnern einen Sensor entwickelt, der Mikrorisse von fünf Millimetern Länge erkennt und so frühzeitig auf erforderliche Reparaturen hinweist – lange bevor das Glas tatsächlich bricht.

Anbieter zum Thema

EBV Elektronik GmbH & Co. KG

Data Modul AG

GLYN GmbH & Co. KG

Fraunhofer-Institut für Silicatforschung

Sei es das Centre Pompidou, die Eingangspyramide des Louvre, das Münchner Uptown-Hochhaus oder das Berliner Spreedreieck – beim Bau moderner Gebäude setzen Architekten gerne auf Konstruktionen aus Glas und Stahl. Ganzglasfassaden sind heute keine Seltenheit mehr. Immer wiederkehrende Meldungen von herabstürzenden Fassadenelementen haben inzwischen jedoch das Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung auf den Plan gerufen, das eine regelmäßige Überprüfung des Gefährdungspotenzials vorschreibt.

Das Problem: Die bislang eingesetzten Überwachungsinstrumente registrieren lediglich das Geräusch von brechendem Glas. Sie können daher nur den kompletten Bruch feststellen und nicht rechtzeitig vor drohenden Gefahren warnen.

Ultraschallwelle überwacht Glasfläche

„Wir haben in einer Fensterscheibe mehrere piezoelektrische Sensor-Aktor-Module angebracht. Auf einer Fläche von einem Quadratmeter finden sich, in einem Abstand von jeweils einem Meter, vier Sensoren am Scheibenrand. Ein Sensor-Aktor-Modul erzeugt eine Ultraschallwelle, die von den anderen registriert wird. Bleibt das Schallsignal konstant, so ist die Scheibe nicht defekt.

Ändert es sich, deutet dies auf einen Riss hin, der etwa beim Transport oder durch Einbaufehler entsteht. Meist geht dieser Riss vom Rand der Scheibe aus und ist zunächst nicht sichtbar. Erst im Lauf der Zeit vergrößert er sich, beispielsweise durch Temperaturschwankungen“, erklärt Dr. Bernhard Brunner, Arbeitsgruppenleiter am ISC.

Sensordaten werden zentral gesammelt

Die Sensoren sind per Kabel mit der Gebäudeleittechnik verbunden. Die dort eingehenden Daten werden automatisch analysiert. Im Fall eines Risses wird ein Alarm ausgelöst. „Es ist uns gelungen, unsere 15 mm × 15 mm × 0,5 mm großen Sensoren in Verbundglasscheiben einzubauen. Bereits beim Herstellungsprozess lassen sie sich zwischen die beiden Glasplatten integrieren. Somit kann die Sensorik das Glas schon vor dem Einbau auf Transportdefekte prüfen,“ ergänzt Brunner.

Mit zusätzlichen Sensoren gekoppelt

Auch Glashersteller und Glasveredler haben die Möglichkeit, beim Warenein- oder -ausgang Tests durchzuführen. Doch das neue Sicherheitssystem sagt nicht nur Glasbrüche voraus, es bietet auch Komfortfunktionen: Die Sensor-Aktor-Module sind mit Temperatur- und Lichtsensoren gekoppelt, die je nach Lichteinfall auch einzelne Jalousien gezielt hoch- oder herunterfahren und so das Raumklima steuern.

(ID:346304)