Textilausrüstung Pfand GmbH
Walkmühlenweg
08485 Lengenfeld
Das Projekt Eau-Tex zielte darauf ab, ein textilbasiertes Sensorsystem zur Überwachung historischer Gebäudestrukturen und Kulturgüter zu entwickeln. Das Vorhaben wurde von der DBU unter dem Thema “Erhaltung und Schutz von national wertvollen Kulturgütern vor schädlichen Umwelteinflüssen” gefördert. Die Grundlage für das Projekt war die Kooperation zwischen einem Textilunternehmen, der Textilausrüstung Pfand GmbH, und einem Bauunternehmen, Ivo Gehre Akustik und Trockenbau GmbH, die beide in der Region verwurzelt sind und über langjährige Erfahrung im Bereich Denkmalschutz verfügen. Des Weiteren unterstützten das Projekt das Stickereiunternehmen Modespitze Plauen GmbH, der Dienstleister für die Messungen und Auswertungen, die FiberCheck GmbH und das Beratungsunternehmen für den Textilbereich, die Texulting GmbH. Die meisten Schäden an Bauwerken entstehen durch die Einwirkung von Wasser, insbesondere in Außen- und Innenwänden, Dächern und deren Konstruktionen, Geschossdecken, Kellern und Erdgeschossen. Eau-Tex ermöglicht eine vorausschauende Analyse des Gebäudes und kann Feuchtigkeit frühzeitig am Entstehungsort erkennen. Eine intelligente Datenauswertung kann weitere Muster erkennen, die im Rahmen der Projektbearbeitung sichtbar wurden.
Dabei bestand das Projekt Eau-Tex aus drei Phasen: In der ersten Phase wurde ein textilbasierter Feuchtesensor prototypisch entwickelt und getestet. In der zweiten Phase erfolgte die Anwendung des Sensorsystems in drei historischen Gebäuden und dessen Validierung. In der dritten Phase wurden die Ergebnisse ausgewertet und Handlungsempfehlungen für den Einsatz von textilbasierten Sensoren im Denkmalschutz abgeleitet. Das Projekt leistet einen Beitrag zum Erhalt historischer Gebäude, indem es ein innovatives Werkzeug zur Schadensprävention und -erkennung bereitstellt. Darüber hinaus trägt das Projekt zur nachhaltigen Transformation in Deutschland bei, indem es CO2 reduziert, große Abfallmengen vermeidet und kulturelle Vielfalt erhält.
Ein textilbasierter Feuchtesensor wurde entwickelt, der temporär, periodisch oder kontinuierlich on- und offline eingesetzt werden kann. Zusätzliche Sensoren (Temperatur, pH-Wert, Salzgehalt) sind optional. Dieses vernetzte Sensorsystem soll eine kontinuierliche datenbasierte Überwachung des Gebäudes ermöglichen. Es wird während Renovierungsarbeiten mit, zum Beispiel, Renovierungsputz installiert. Die Daten der Messpunkten werden analytisch ausgewertet. Der erste Schritt in diesem Prozess war die Durchführung einer umfassenden Recherche und die Erstellung eines detaillierten Lastenhefts. Anschließend begann die Entwicklung des Feuchtemesssystems. Dieser Prozess beinhaltete die Auswahl des Textils, der Elektrodenmaterialien und Fertigungsverfahren sowie des Putzes. Die folgende Herstellung des Funktionsmusters umfasste die Anforderungsanalyse, Designentwicklung, Materialbeschaffung, den Prototypenbau, Programmierung und Konfiguration, Funktionstests und die Dokumentation. Die Anforderungsanalyse beinhaltete die Überprüfung der Anforderungen an das Funktionsmuster anhand der Projektspezifikation und der Kundenanforderungen. In der Designentwicklung wurde ein detailliertes Design unter Berücksichtigung der technischen Anforderungen entwickelt. Die Materialbeschaffung umfasste die Identifizierung und Beschaffung der Materialien, Komponenten und Ressourcen, die für den Bau des Funktionsmusters erforderlich waren. Im Prototypenbau erfolgte das Zusammenfügen der einzelnen Komponenten gemäß dem Design. Ein Unterauftrag für die Sticktechnologie war ebenfalls Teil dieses Schrittes. Die Programmierung und Konfiguration enthielt die Programmierung der Software und die Konfiguration der Firmware für das Funktionsmuster des gestickten Feuchtesensors. Dabei wurden Algorithmen des maschinellen Lernens implementiert, die die Feuchtigkeitsdaten analysierten und verarbeiteten, um genaue Messergebnisse zu liefern. Die Funktionstests beinhalten die Durchführung umfassender Tests, um die Leistung, Genauigkeit und Zuverlässigkeit des Funktionsmusters zu verifizieren. Dabei wurden die Feuchtigkeit im Mauerwerk unter verschiedenen Bedingungen überwacht und die Messergebnisse validiert. Anschließend konnte das Funktionsmuster einem ersten Feldversuch in zwei von ihren klimatischen Bedingungen her unterschiedlichen Versuchsobjekten unterzogen werden. Basierend auf den Ergebnissen dieser Tests wurde ein zweites Versuchsmuster hergestellt und im Demonstrationsobjekt getestet.
Der praktische Funktionsnachweis des Sensorsystems gilt als erreicht, da die textilbasierte Sensorik unter Putz in drei Demonstrationsumgebungen (Hintere Walkmühle Lengenfeld; denkmalgeschützte Firmengebäude in Chemnitz sowie in Hartmannsdorf) über mehrere Monate stabile, plausibilisierte Zeitreihen lieferte und keine unplausiblen Sprung oder Aussetzer zeigte.
Der Funktionsweise des Messsystems konnte insbesondere durch das Aufzeichnen von Messwertveränderungen bei eintretender Feuchtigkeit sowohl im Gebäude in Chemnitz als auch im Demonstrationsobjekt nachgewiesen werden. Die Korrelation der Wetterdaten mit den aufgezeichneten Werten zeigte, dass nur ein kurzer zeitlicher Abstand zwischen Regenereignissen und dem erfassten Anzeichen von Feuchtigkeit in den Gebäuden existierte.
Die Anwendungsfelder der entwickelten textilen Feuchtesensorik erstrecken sich über ein breites Spektrum und bieten insbesondere für die Denkmalpflege, die Sanierung und Instandhaltung von Bestandsgebäuden sowie für Neubauten ohne Vollklimatisierung erhebliche Vorteile. Gerade im Bereich der Denkmalpflege eröffnen sich neue Möglichkeiten zur präzisen Diagnose und zur nachhaltigen Erhaltung wertvoller Bausubstanz, da die Sensorik eine spezifische Detektion von Feuchteursachen ermöglicht und somit gezielte präventive Maßnahmen unterstützt. Für Bestandsgebäude trägt das System dazu bei, Schäden frühzeitig zu erkennen und Instandhaltungsentscheidungen effizienter zu treffen, was langfristig die Substanz und den Wert der Immobilien sichert. Auch bei Neubauten ohne umfassende Klimatisierung bietet die Sensorik einen wichtigen Beitrag zur Qualitätssicherung und zur Vermeidung von Feuchteschäden.
Die Textilausrüstung Pfand GmbH nahm an der „Perspektivkonferenz mit der Kulturerbe-Community Mittel¬deutsch¬lands“ am 26.10.2023 in Gera unter dem Motto „Innovativ. Vernetzt. Erhalten“ teil. Diese Veranstaltung diente der Wissensvermittlung zum Thema Kulturerbe und der Vernetzung der verschiedenen Akteure sowie auch der ersten Kommunikation zum Vorhaben unter Fachleuten.
Zur internationalen Messe TECHTEXTIL vom 23.04.-26.04.2024 in Frankfurt/Main war die Firma Pfand mit eigenem Messestand vertreten und stellte das Forschungsvorhaben mittels eines Flyers der Fachöffentlichkeit vor. Außerdem nahm das Unternehmen mit einem Messestand an der Messe Denkmal, die vom 07.11.-09.11.2024 in Leipzig stattfand, teil. Hierfür wurde ein zweiter Flyer über das Forschungsvor¬haben Eau-Tex entwickelt
Weiterhin wurde das Projekt durch einen Projektbeirat begleitet, der an verschiedenen Beratungen teilnahm. Seine Hinweise und Vorschläge waren sehr zielführend und richtungsweisend. Sie stellten wesentliche Bestandteile der Projektbearbeitung dar und trugen entscheidend zum Gelingen des Forschungsvorhabens bei.
Aus umweltrelevanter Perspektive und im Hinblick auf die Nachhaltigkeit ist hervorzuheben, dass das entwickelte Frühwarnsystem dazu beiträgt, Substanzverluste an Bauwerken frühzeitig zu vermeiden, Sanierungsaufwände zu minimieren und den Schutz von Kulturgütern nachhaltig zu verbessern. Die textile Einbringung der Sensorik unter Putz ermöglicht eine reversible und materialsparende Anwendung, was insbesondere im Hinblick auf den schonenden Umgang mit historischer Bausubstanz von hoher Relevanz ist. Die Übertragbarkeit des Systems auf Neubauten mit begrenzter Klimatisierung wurde grundsätzlich bestätigt, sodass eine breite Anwendungsperspektive gegeben ist.