IAB - Institut für Angewandte Bauforschung Weimar
gGmbH

Erkennen und Messen

Forschung und Entwicklung im Arbeitsfeld der Bildverarbeitung können ganz unterschiedlich ausgerichtet werden. Einerseits stellen Fortschritte bei der Definition eines theoretisch mathematischen Modells für digitale Bilder wichtige Grundlagen für das Verständnis von Bildaufnahme und Bildinterpretation bereit. Andererseits gehen rasante Entwicklungen auf dem Gebiet der Robotik und die Verwendung neuronaler Netze für die visuelle Sensorik in der industriellen Praxis Hand in Hand. Innerhalb dieses Spannungsfeldes arbeitet das IAB – im Bereich der modellgestützten, kamerabasierten Objekterkennung und –vermessung. Bei der Überwachung von Fertigungsabläufen, der bildsensorgestützten Fertigungsautomatisierung und der Qualitätssicherung sind die Mitarbeiter im Kompetenzbereich Prozessanalyse und Steuerung die passenden Ansprechpartner.

Objekterkennung und Objektvermessung

Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Objekterkennung und –vermessung mit intelligenten optischen Sensoren. Bei der Überwachung von Fertigungsabläufen und der bildsensorgestützten Automatisierung in der Produktion oder der Qualitätssicherung sind die Mitarbeiter im Kompetenzbereich Prozessanalyse und Steuerung die passenden Ansprechpartner.

Prozessoptimierung

Ein Beispiel aus dem Prozessmonitoring stellt das Projekt Alpha-Gips dar. Innerhalb dieses Forschungsvorhabens wurden die im Gipsherstellungsprozess auftretenden Kristallformen mit Methoden der Bildverarbeitung bestimmt und statistisch ausgewertet. Bei einem erhöhten Anteil unerwünschter Kristallformen kann der Anlagenfahrer bewusst gegensteuern und somit das Produktionsergebnis qualitativ optimieren.

Qualitätssicherungssystem

Das am IAB Weimar realisierte Qualitätssicherungssystem für die Fertigung von Betonsteinen automatisiert den Austauschprozess. Mit Hilfe eines bildverarbeitungsgesteuerten Roboters können Betonsteine, die nicht den Qualitätsrichtlinien entsprechen und als mangelhaft gelten, maschinell aussortiert werden. Körperlich anstrengende

Die Energie- und Ressourceneffizienz auf der Gebäude- und Quartiersebene gewinnt immer mehr an Bedeutung. Gesetzte, Verordnungen und Förderprogramme veranlassen die Abkehr von fossilen Energieträgern und die fortwährend steigernde Nutzung regenerativer Erzeugertechnologien zur Versorgung der Gebäude mit Wärme, Kälte und Strom. Dabei stehen sowohl Primärenergieeinsparungen, als auch die Reduzierung von CO₂ Emissionen im Vordergrund. Eine wichtige Rolle bei der Nutzung erneuerbarer Energien ist der Einsatz entsprechender Speichertechnologien, um die Abweichung zwischen der schwankenden Erzeugung und dem Bedarf auszugleichen. Nicht vernachlässig werden darf jedoch eine oft notwendige redundante Erzeugertechnologie zur Gewährleistung der Betriebssicherheit.

Prüfung der Optimierungspotenziale von Nah- und Fernwärmenetzen

Neben der Analyse der richtigen Erzeugertechnologie und der Integration regenerativer Energien wie Wärmepumpen, Solarthermie oder Pellets werden auch Abwärmepotentiale analysiert oder zusätzliche Abnehmer beim Einsatz einer Kraftwärmekopplungs-Anlage )KWK) in Betracht gezogen. Gebäude sowie Nah- und Fernwärmenetze werden auf deren Optimierungspotenzial hin überprüft. Darunter fällt auch die Entwicklung einer Wärmebedarfsprognose, unter Berücksichtigung sozioökonomischer Aspekte und des demografischen Wandels, bis zur Erstellung von Jahresganglinien.

Erstellen von Vergleichen und Entscheidungshilfen

Unter Berücksichtigung der o.g. Aspekte entwickeln die Energie-Experten der IAB Weimar gGmbH speziell für den jeweiligen Anwendungsfall zugeschnittene Klimaschutzkonzepte und Energieeffizienzstudien. Diese sind zugeschnitten auf Gebäude, Quartiere, Gemeinden und Kommunen. Individuelle Wünsche werden mit der Konzeption verschiedener Versorgungsvarianten beachtet und hinsichtlich ihrer ökologischen und ökonomischen Vor- und Nachteile miteinander verglichen. Dies schafft eine Entscheidungshilfe für die spätere Umsetzung. Auch die Nutzung potenzieller Fördermittel zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit der Energieeffizienzmaßnahmen wird stets mit betrachtet.

Wissenschaftliche Begleitung bei der Realisierung

Nach dem erfolgreichen Abschluss einer Studie/ eines Konzeptes liegt es in der Hand des Auftraggebers diese in die Tat umzusetzen. Dabei stehen wir gerne in Form einer wissenschaftlichen Begleitung der Baumaßnahmen über die Ausführungsplanung hinaus zur Verfügung. Auf Wunsch analysieren wir die umgesetzten Maßnahmen über ein Monitoring, um die angestrebte Effizienzsteigerung nachzuweisen und über intelligente nutzerabhängige Verbrauchsanalysen im Betrieb weiter zu optimieren.

Das Erstellen einer Energieeffizienzsstudie erfolgt mit dem Simulationsprogramm TopEnergy.

Bis ins kleinste Detail

Eine wesentliche Grundlage der Werkstoffentwicklung ist die Kenntnis der chemischen und mineralogischen Zusammensetzung der Ausgangsstoffe und Endprodukte. Daraus können Rückschlüsse auf ablaufende Reaktionen und resultierende Werkstoffbildungsprozesse gezogen werden.

Analyseverfahren

Element-Analysen

• Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA)
• Energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDX-Analyse, Mapping)
• laserinduzierte Plasmaspektroskopie ( LIPS)
• Kohlenstoff-/Schwefelanalysator (C/S-Analysator)

Korngrößen-/Kornformanalysen

• Korngrößenverteilung mittels
  - Trocken-/Nasssiebung nach DIN 66165-1 und -2
  - Sedigraph nach Hausverfahren (akkreditiert)
  - Lasergranulometer (Coulter)
  - Optischer Partikelmessungen (Camsizer)

Mineralphasen-/Strukturanalysen

• Fourier-Transformations-Infrarotspektrometer (FTIR-Spektroskopie)
• Röntgendiffraktometrie (XRD) nach DIN EN 13925-2 (akkreditiert)
• Bestimmung wasserlöslicher Salze
• Mikroskopie (Rasterelektronen-, Digital-, Stereomikroskopie)

Thermoanalysen

• Glühverlust in Anlehnung an DIN 51081
• Thermogravimetrie (TG nach DIN 51006) (akkreditiert)
• Thermo-Optische Analyse (z. B. mit Erhitzungsmikroskop EM 301)
• Differenz Thermo Analyse (DTA nach DIN 51007) (akkreditiert)
• Dynamische Differenz-Kalorimetrie (DDK nach DIN EN ISO 11357-1)
• Dynamische Multi-Simultane Thermoanalyse (DMSTA)
• Dilatometrie (Tieftemperatur bis 1440°C)

Ultraschalltransmissionsverfahren

• Bestimmung der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Kompressionswelle (P)
• Punktfolgemessungen z.B. zur Bestimmung von Schädigungs-/Sedimentationsgradienten

Bestimmung der Hydratationskinetik

• mit dem Ultraschalltransmissionsverfahren in Abhängigkeit von der Hydratationszeit erhärtender Systeme, Mörtel oder Betone:
  - Kontinuierliche Bestimmung der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Kompressionswelle (Relativmessung der Schallgeschwindigkeit vP)
  - Kontinuierliche Bestimmung der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Kompressions- und Scherwelle mit kontinuierlicher Berechnung der elastischen Eigenschaften (dyn. G- & K-Modul)

Messung der Eigenfrequenzen  (Impulserregungsmethode)

• an Proben definierter Geometrie mit Berechnung der dynamischen, elastischen Eigenschaften (Edyn, Gdyn)

Prüfverfahren

Bestimmung rheologischer Eigenschaften

• Viskosität mittels Rotationsviskosimeter
• Fließgrenze mittels Rotationsviskosimeter
• Pumpfähigkeit mittels Sliper
• Konsistenz mittels
  - Ausbreitmaß nach DIN EN 1015-3 (Hägermann-Tisch)
  - Ausbreitmaß nach DIN EN 12350-5
  - Setzfließmaß nach DIN EN 12350-8
  - Auslauftrichterversuch nach DIN EN 12350-9
  - L-Kasten-Versuch nach DIN EN 12350-10
  - Blockierring-Versuch nach DIN EN 12350-12

Bestimmung von Festigkeitseigenschaften

• Druckfestigkeit nach
  - DIN 18555-3
  - DIN EN 772-1 (akkreditiert)
  - DIN EN 1354
  - DIN EN 12190
  - DIN EN 12390-3
  - DIN EN 12504-1
• Biegezugfestigkeit (Vierpunkt-, Dreipunkt-Prüfung) nach
  - DIN 18555-3
  - DIN EN 772-6 (akkreditiert)
  - DIN EN 993-6 (akkreditiert)
  - DIN EN 12390-5
  - Trockenbiegefestigkeit ungebrannter Erzeugnisse nach DIN 51030
  - Nachrissbiegezugfestigkeit nach DAfStb-RiLi „Stahlfaserbeton“ (akkreditiert)
• Zugfestigkeit
  - bis 250 kN Zugkraft in Abhängigkeit von der Probengeometrie
• Haftzug- und Haftscherfestigkeiten nach
  - DIN 18555-6
  - DIN EN 1015-12 (akkreditiert)
  - DIN EN 1542 (akkreditiert)
  - DIN EN 12618-2
  - DIN EN 13892-8
• Oberflächenhärte (Lehmplatten) nach TM 07 des DVL
• Abriebfestigkeit nach
  - DIN 18947 (Lehmputze)
  - DIN EN 14157 – Verfahren B (Böhme)
• Scheiteldruckfestigkeit nach
  - DIN EN 295-3
  - DIN EN 1916
  - DIN EN 1917
• E-Modulbestimmung
  - statischer E-Modul
  - dynamischer E-Modul

Bestimmung von chemischen Eigenschaften

• Chemische Beständigkeit mittels
  - IAB Hausverfahren Medienprüfstand
  - Säurepüfung nach DIN 19573: Anhang A (akkreditiert) / Anhang B
  - Säureprüfung, je nach Verwendungszweck
• Prüfung Sulfatwiderstand z.B. nach DIN 19573: Anhang C
• Bestimmung der potenziellen Puzzolanität
  - Chapelle-Test nach Norm NF P 18-513 (Schnelltest)
• Bestimmung wasserlöslicher Salze
• pH-Wert in wässrigen Lösungen

Bestimmung von thermo- und bauphysikalischen Eigenschaften

• Wärmeleitfähigkeit an Baustoffen bis 2,0 W/(m*K):
  - Wärmeleitfähigkeit nach DIN 52612-1 (akkreditiert)
  - Wärmedurchlasswiderstand nach DIN EN 12664, DIN EN 12667, DIN EN 12939 (akkreditiert)
• Schallabsorption/-reflexion mittels Impedanzrohr nach DIN EN ISO 10534-2 (akkreditiert)
• Luftschalldämmung von Bauteilen im Prüfstand nach DIN EN ISO 10140-2 (akkreditiert)
• Wärmeausdehnungskoeffizient
• Reaktionswärmeentwicklung von anorganischen Baustoffen mittels Kalorimetrie
• Erstellung von Bigot-Kurven
• Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl
  - DIN EN 1015-19
  - DIN EN ISO 12572
• Feuchtegehaltsbestimmung
• Wasseraufnahme nach DIN EN 993-1 bzw. DIN EN ISO 10545-3 (Koch- und Vakuumverfahren, Tränkung, Wasserlagerung)
• Bestimmung des Wasserdurchlässigkeitsbeiwertes Kf nach DIN 18130-1

Bestimmung von Gefüge-Eigenschaften

• Dichtebestimmungen (Rein-, Roh- und Schüttdichtebestimmungen)
  - Rohdichte, offene Porosität und Gesamtporosität nach DIN EN 993-1; (akkreditiert)
  - Rohdichte von granularen Stoffen mittels GeoPyc
  - Reindichte mit dem Pyknometer nach DIN EN 993-2 A1; mit dem Helium-Pyknometer (Accupyc)
  - Schüttdichte nach DIN EN 1097-3
• Quecksilberporosimetrie – Bestimmung der Porengrößenvolumen und Porengrößenverteilung
• Untersuchung des Schwindverhaltens
  - Trocken-, Brenn-, Gesamtschwindung keramischer Massen mittels dilatometrischer Messungen über den gesamten Brenntemperatur-Bereich
  - von Mörtel und Beton mittels Schwindrinne