WoodF(ea)uture: Entwicklung eines automatisierten Verfahrens zur Zustandsanalyse verbauter historischer H?lzer

Entwicklung eines automatisierten Verfahrens zur Zustandsanalyse verbauter historischer H?lzer, Development of automated system for stability assessment of historic built-in timbers

Leitung: Chizhova, Maria; Ei?ing, Thomas
Beteiligte Personen: Pan, Junquan
Projektlaufzeit:15.01.2024 - 15.07.2026
Budget: 172000 €
Beschreibung: Im Kontext von Klimawandel und Energiekrise sind Fragen der Energiebilanz und -effizienz von Geb?uden besonders relevant. Die Baudenkmalpflege tr?gt durch ihre wirtschaftlichen, ?kologischen und soziokulturellen Aspekte der nachhaltigen Ressourcenverwendung und da-mit dem Klimaschutz direkt bei. Historische Bauten, die ¨¹berwiegend aus dauerhaften Materialien und Konstruktionen bestehen, sind ein gutes Beispiel f¨¹r Green Culture durch energie-schonende Nutzung und bestandsorientierte Weiterentwicklung. Die beim Bau alter Geb?ude bereits eingesetzte (graue) Energie muss bei sorgf?ltiger und schonender Erneuerung, u.a. durch Einsatz nachhaltiger Baustoffe, nicht noch einmal aufgewendet werden.
Holz war schon immer ein nachhaltiger, ressourcen- und energieschonender Werkstoff und geh?rt zu den ?ltesten Baukulturen weltweit. Allein in Deutschland gilt die Holzarchitektur (Fachwerkh?user, Dachwerke) als pr?gend. Es ist daher sowohl im Sinne der Denkmalpflege als auch zur zuk¨¹nftigen Nutzung von Holz als Baumaterial wichtig, Eigenschaften, Zustand und Ver?nderung dieses Materials zu beobach-ten
und zu verstehen. Dazu stehen heute vielversprechende Technologien wie optische 3D-Messtechnik und KI-basierte Datenanalyse zur Verf¨¹gung, die in diesem Sektor bisher noch kaum eingesetzt werden.
Ziel dieses Vorhabens ist, ein Verfahren zur automatisierten Bauteildokumentation und
-kontrolle f¨¹r Altholzbauten im Bestand zu entwickeln. Dies beinhaltet:
- Entwicklung eines prototyphaften optischen Messsystems zur Bestands- und Merkmals-aufnahme;
- Entwicklung eines Automatisierungsverfahrens zur Merkmalsdetektion;
- Automatisierung des Informationstransfers in digitales 3D-Modell.
Im Laufe des Projektes werden folgende Ergebnisse angestrebt:
- Messverfahren bestehend aus innovativer Hardware (RTI-Sensor, patentiert) und Software (KI-gest¨¹tzte Merkmalserkennung) zur objektiven und dokumentierten Fes-tigkeitsanalyse von verbautem Altholz;
- Schnittstelle zur automatischen ?bertragung von Holzkenngr??en an einen Digitalen Zwilling (basierend auf BauWolke-Software/BauCAD);
- Zuk¨¹nftige Vermarktungsm?glichkeiten durch Sensor/Software und erweitertes Dienstleistungsangebot durch Gutachter., In the context of climate change and energy crisis, issues relating to the energy balance and efficiency of buildings are particularly relevant. Through its economic, ecological and socio-cultural aspects, the preservation of historic buildings contributes directly to the sustainable use of resources and thus to climate protection. Historic buildings, which are predominantly made of durable materials and constructions, are a good example of green culture through energy-saving utilisation and further development in line with the existing building stock. The (grey) energy already used in the construction of old buildings does not have to be used again if careful and careful renovation is carried out, including the use of sustainable building materials.
Wood has always been a sustainable, resource- and energy-saving material and is one of the oldest building cultures in the world. In Germany alone, timber architecture (half-timbered houses, roof structures) is considered to be characteristic. It is therefore important to observe and understand the properties, condition and changes to this material, both in terms of the preservation of historical monuments and the future use of wood as a building material.
and to understand them. Promising technologies such as optical 3D measurement technology and AI-based data analysis are now available for this purpose, which have hardly been used in this sector to date.
The aim of this project is to develop a process for automated component documentation and monitoring of existing old timber construction. This includes
- Development of a prototype optical measuring system for inventory and feature recording;
- Development of an automation process for feature detection;
- Automation of the information transfer to a digital 3D model.
The following results are aimed for in the course of the project:
- Measuring method consisting of innovative hardware (RTI sensor, patented) and software (AI-supported feature recognition) for objective and documented strength analysis of used wood;
- Interface for the automatic transfer of timber parameters to a digital twin (based on BauWolke software/BauCAD);
- Future marketing opportunities through sensor/software and extended range of services by experts.
F?rdermittelgeber:
Deutsche Bundesstiftung Umwelt

Summe: 172000 €

F?rderkennzeichen: 39292/01

Forschungsgebiet: Bauforschung, Optische Messtechnik, Digitale Denkmaltechnologien, K¨¹nstliche Intelligenz
Stichw?rter: wood, timber, bim, knots detection, historische H?lzer, ?stigkeitserkennung, Holzfestigkeit, BIM
球探足球比分: Erschlie?ung und Erhalt von Kulturgut, Digitale Geistes-, Sozial- und 球探足球比分
Status: Laufend
Einrichtung: Kompetenzzentrum f¨¹r Denkmalwissenschaften und Denkmaltechnologien (KDWT)
weitere Informationen im FIS

Vorg?ngerprojekt 2023

Erarbeitung einer Digitalisierungsstrategie von Bearbeitungsspuren und Oberfl?chenmerkmalen an historischen Holzmaterialien

Leitung: Chizhova, Maria
Beteiligte Personen: Ei?ing, Thomas
Projektlaufzeit:15.03.2023 - 31.12.2023
Budget: 8150 €
Beschreibung: Das beantragte Vorhaben wurde von Dr. Thomas Eissing angeregt, der den Bedarf sieht Oberfl?chenmessungen von Holz und Interpretation von Bearbeitungsspuren zur Datierung vorzunehmen und zu automatisieren, und der auf zahlreiche eigene Holz-Materialien zur¨¹ckgreifen kann. Das vorgeschlagene Anbahnungs-Projekt dient zur Durchf¨¹hrung einer Machbarkeitsstudie zur Erarbeitung einer Digitalisierungsstrategie von Bearbeitungsspuren und Oberfl?chenmerkmalen an historischen Holzmaterialien. Die Projektidee ist aus einer internen Kommunikation und Kooperation zwischen dem Bereich Dendrochronologie und Gef¨¹gekunde (Dr. Th. Ei?ing) entstanden. Die Projektverantwortung/ Dissemination/ Vernetzung soll bei Dr. Maria Chizhova und Dr. Th. Ei?ing gemeinsam liegen, die Durchf¨¹hrung/ Organisation liegt bei Dr. Maria Chizhova.
Im Laufe des beantragten Vorhabens sollte definiert werden,
aus welchen Messdaten aussagekr?ftige Informationen ¨¹ber die Oberfl?chen-Bearbeitungstechniken am Holz und dessen Oberfl?chenzustand und Datierung extrahiert werden k?nnen;
welche Merkmale und Spezifikationen (z.B. Aufl?sung) f¨¹r die Klassifikation und Interpretation wichtig sind;
welche Parameter mathematisch beschrieben werden sollten.
Au?erdem dient das Projekt zum Aufbau von Knowhow und zur 球探足球比分anbahnung mit weiteren Partnern f¨¹r die Durchf¨¹hrung gemeinsamer Forschung sowie f¨¹r die Vorbereitung eines gemeinsamen Antrages bei DFG bzw. DBU.
Forschungsgebiet: Digitale Denkmaltechnologien, Dendrochronologie
Stichw?rter: wood timber, heritage, digitalisation, feature extraction
球探足球比分: Erschlie?ung und Erhalt von Kulturgut
Potenzialfeld: Finanzm?rkte, Digitalisierung und Gesellschaft
Status: Abgeschlossen
Einrichtung: Kompetenzzentrum f¨¹r Denkmalwissenschaften und Denkmaltechnologien (KDWT)
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