MAYWALD, Carl (Am Rüten 116, Bremen, 28357, DE)
| Ansprüche Überwachungsvorrichtung zur Überwachung von Gasvolumenströmen, insbesondere Luftvolumenströmen, von einer oder mehreren Druckgasquellen, insbesondere Druckluftquellen, in Folienkissen eines eine Mehrzahl von Folienkissen aufweisenden Gebäudeumhüllungselementes, wobei die Folienkissen zwischen mindestens zwei Folienlagen mindestens einen im Wesentlichen gasdicht verschlossenen Hohlraum bilden, in dem Gas, insbesondere Luft, enthalten ist und in den Gas geblasen wird, gekennzeichnet durch mindestens eine Messeinrichtung zur vergleichenden Messung von Gasvolumenströmen in zwei hinsichtlich bestimmter Parameter vergleichbare und an dieselbe Druckgasquelle angeschlossene Fo- lienkissenanordnungen, wobei die mindestens eine Messeinrichtung einen ersten Sensor, der einen Gasvolumenstrom in die eine der zwei Folienkis- senanordnungen misst und ein entsprechendes erstes Messergebnis erzeugt, einen zweiten Sensor, der einen Gasvolumenstrom in die andere der zwei Folienkissenanordnungen misst und ein entsprechendes zweites Messergebnis erzeugt, und eine Auswerteeinheit, die einen Quotienten aus dem ersten Messergebnis und dem zweiten Messergebnis bildet und bei Änderung dieses Quotienten ein Warnsignal abgibt, aufweist. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit ausgebildet ist, ein Warnsignal abzugeben, erst wenn die Änderung des Quotienten gegenüber seinem bisherigen Wert größer ist als ein festgelegter absoluter Mindestdifferenzbetrag. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit ausgebildet ist, ein Warnsignal abzugeben, erst wenn die Änderung des Quotienten gegenüber seinem bisherigen Wert größer ist als eine festgelegte relative Mindestdifferenz. 4. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit ausgebildet ist, erst nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer der Änderung des Quotienten ein Warnsignal abzugeben. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Zeitdauer etwa 30 Minuten beträgt. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit ausgebildet ist, bei Abnahme des Quotienten ein erstes Warnsignal, das einen Defekt in der einen der zwei Folienkissenanordnungen angibt, und bei Zunahme des Quotienten ein zweites Warnsignal, das einen Defekt in der anderen der zwei Folienkissenanordnungen angibt, abzugeben. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, zur Überwachung der Gasvolumenströme in Zuleitungen, die eine oder mehrere Druckgasquellen mit Folienkissen des Gebäudeumhüllungselementes verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Sensor der Messeinrichtung ausgebildet ist, den Gasvolumenstrom in einer oder mehreren zu der einen der zwei Folienkissenanordnungen führenden Zuleitungen zu messen, und der zweite Sensor der Messeinrichtung ausgebildet ist, den Gasvolumenstrom in einer oder mehreren zu der anderen der zwei Folienkissenanordnungen führenden Zuleitungen zu messen. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung eine Kommunikationseinheit aufweist, die das Warnsignal an eine entfernt gelegene Überwachungszentrale übermittelt. Gebäudeumhüllungselement mit einer Mehrzahl von Folienkissen, die jeweils zwischen mindestens zwei Folienlagen mindestens einen im Wesentlichen gasdicht verschlossenen Hohlraum bilden, in dem Gas, insbesondere Luft, enthalten ist, einer oder mehreren Druckgasquellen, insbe- sondere Druckluftquellen, die das Gas in den Hohlraum der Folienkissen blasen, und einer Überwachungsvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche. 10. Gebäudeumhüllungselement nach Anspruch 9, bei welchem die eine der zwei vergleichbaren Folienkissenanordnungen ein Folienkissen oder mehrere Folienkissen aufweist. 11. Gebäudeumhüllungselement nach Anspruch 9 oder 10, bei welchem die andere der zwei vergleichbaren Folienkissenanordnungen ein Folienkissen oder mehrere Folienkissen aufweist. 12. Gebäudeumhüllungselement nach mindestens einem der Ansprüche 9 bis 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Folienkissenanordnungen hinsichtlich ihrer Positionierung vergleichbar und insbesondere benachbart zu- einander angeordnet sind. 13. Gebäudeumhüllungselement nach mindestens einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei vergleichbaren Folienkissenanordnungen hinsichtlich der von ihnen jeweils aufgespannten Fläche ver- gleichbar sind und insbesondere eine etwa gleich große Fläche bilden. 14. Verfahren zur Überwachung von Gasvolumenströmen, insbesondere Luftvolumenströmen, von einer oder mehreren Druckgasquellen, insbesondere Druckluftquellen, in Folienkissen eines eine Mehrzahl von Folienkissen aufweisenden Gebäudeumhüllungselementes, wobei die Folienkissen zwischen mindestens zwei Folienlagen mindestens einen im Wesentlichen gasdicht verschlossenen Hohlraum bilden, in dem Gas, insbesondere Luft, enthalten ist und in den Gas geblasen wird, insbesondere unter Verwendung einer Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch die Schritte, zur vergleichenden Messung von Gasvolumenströmen zwei hinsichtlich bestimmter Parameter vergleichbare und an dieselbe Druckgasquelle angeschlossene Folienkissenanordnungen zu verwenden, indem ein Gasvolumenstrom in die eine der zwei Folienkissenanordnungen gemessen und ein entsprechendes erstes Messergebnis erzeugt wird und ein Gasvolumenstrom in die andere der zwei Folienkissenanordnungen gemessen und ein entsprechendes zweites Messergebnis erzeugt wird, und - einen Quotienten aus dem ersten Messergebnis und dem zweiten Messergebnis zu bilden und bei Änderung dieses Quotienten ein Warnsignal abzugeben. |
Gebäudeumhüllungselementes
Die Erfindung betrifft eine Überwachungsvorrichtung zur Überwachung von Gasvolumenströmen, insbesondere Luftvolumenströmen, von einer oder mehreren Druckgasquellen, insbesondere Druckluftquellen, in Folienkissen eines eine Mehrzahl von Folienkissen aufweisenden Gebäudeumhüllungselementes, wobei die Folienkissen zwischen mindestens zwei Folienlagen mindestens einen im Wesentlichen gasdicht verschlossenen Hohlraum bilden, in dem Gas, insbesondere Luft, enthalten ist und in den Gas geblasen wird, sowie ferner ein Gebäudeumhüllungselement mit einer Mehrzahl von Folienkissen, die jeweils zwischen mindestens zwei Folienlagen mindestens einen im Wesentlichen gasdicht verschlossenen Hohlraum bilden, in dem Gas, insbesondere Luft, enthalten ist, einer oder mehreren Druckgasquellen, insbesondere Druckluftquellen, die das Gas in den Hohlraum der Folienkissen blasen, und eine Überwachungsvorrichtung der zuvor erwähnten Art. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Überwachung von Gasvolumenströmen, insbesondere Luftvolumenströmen, von einer oder mehreren Druckgasquellen, insbesondere Druckluftquellen, in Folienkissen eines eine Mehrzahl von Folienkissen aufweisenden Gebäudeumhüllungsele- mentes, wobei die Folienkissen zwischen mindestens zwei Folienlagen mindestens einen im Wesentlichen gasdicht verschlossenen Hohlraum bilden, in dem Gas, insbesondere Luft, enthalten ist und in den Gas geblasen wird, insbesondere unter Verwendung einer Vorrichtung der zuvor erwähnten Art.
Gebäudeumhüllungselemente mit Folienkissen sind bekannt und finden seit längerem unter anderem Verwendung zur Bildung von Foliendachsystemen sowie von Folienfassadensystemen. Foliendachsysteme und Folienfassadensys- teme werden insbesondere bei der Errichtung von Einkaufszentren, Sporthallen, Vergnügungsparks und sonstigen gewerblichen Bauten verwendet, wo sich eine herkömmliche Bedachung nicht empfiehlt, sei es aus konstruktiven, wirtschaftlichen oder optischen Gründen.
Die Folienkissen werden durch mindestens zwei außen liegende Folienlagen gebildet, die gasdicht miteinander verbunden und hierzu gewöhnlich entlang ihrer Ränder miteinander verschweißt sind, um zwischen sich einen gasdicht geschlossenen Hohlraum zu bilden. In diesen Hohlraum wird Gas, insbesondere Luft, eingeblasen, wodurch die äußeren Folienlagen entsprechend gespannt werden und das Folienkissen seine beabsichtigte Form erhält. Um hierzu den Druck in den Folienkissen aufzubauen und auch zu halten, werden Gebläsestationen eingesetzt, die somit als Druckgas- bzw. Druckluftquellen dienen. Zusätzlich können über Heizregister und Trockner spezielle Gas- bzw. Luftqualitäten eingestellt werden.
Eine ständige Kontrolle der in die Folienkissen geleiteten Volumenströme ist notwendig, um eine ordnungsgemäße Funktion des Gebäudeumhüllungselementes zu gewährleisten. Hierzu wird eine Überwachungsvorrichtung der eingangs genannten Art eingesetzt, welche gewöhnlich Teil eines Steuerungs- bzw. Regelungssystems ist, wodurch die Gebläsestationen entsprechend gesteuert werden, damit die Folienkissen ihre beabsichtigte Form behalten. Selbstverständlich ist eine Überwachung der Volumenströme auch deshalb wichtig, um mögliche Defekte oder Schäden rechtzeitig zu erkennen und dementsprechend die für die Beseitigung derartiger Defekte oder Schäden erforderlichen Maßnahmen treffen zu können. Beispielsweise führen der Abriss eines Ventils am Folienkissen oder einer zum Folienkissen führenden Leitung oder die Zerstörung einer außen liegenden und somit eine Außenseite des Folienkissens bildenden Folie unweigerlich zu einem Druckabbau im betreffenden Folienkissen. In einem solchen Scha- densfall reagiert die Steuerung in einer Weise, dass die angeschlossene Gebläsestation den Volumenstrom erhöht, um den Druck im betreffenden Folienkissen aufrechtzuerhalten. Auch ein fehlerhafter Verschluss einer Zuleitung zu einem Folienkissen stellt einen weiteren Schadensfall dar und führt zu einer Änderung des Volumenstroms in der betreffenden Zuleitung. Grundsätzlich bildet also die Änderung des Volumenstroms einen Indikator für einen möglichen Systemschaden und insbesondere für einen der zuvor genannten Schadensfälle. Allerdings können, insbesondere relativ kurzzeitige, Änderungen des Volumenstroms nicht durch Systemschäden, sondern durch andere keine Systemschäden hervorrufende Umstände wie insbesondere Änderungen der Umgebungsbedingungen oder der externen meteorologischen Bedingungen, beispielsweise Schattenbildung oder Regen, verursacht werden. Solche sog. systembedingten und insoweit nicht relevanten Änderungen sind daher für die Auswertung der Überwachung und die Steuerung zu diskriminieren.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Überwachungsmaßnahme vor- zuschlagen, mit deren Hilfe sich Defekte oder Schäden im System eindeutiger erkennen lassen.
Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung gelöst mit einer Überwachungsvorrichtung zur Überwachung von Gasvolumenströmen, insbesondere Luftvolumenströmen, von einer oder mehreren Druckgas- quellen, insbesondere Druckluftquellen, in Folienkissen eines eine Mehrzahl von Folienkissen aufweisenden Gebäudeumhüllungselementes, wobei die Folienkissen zwischen mindestens zwei Folienlagen mindestens einen im Wesentlichen gasdicht verschlossenen Hohlraum bilden, in dem Gas, insbesondere Luft, enthalten ist und in den Gas geblasen wird, gekennzeichnet durch mindestens eine Messeinrichtung zur vergleichenden Messung von Gasvolumenströmen in zwei hinsichtlich bestimmter Parameter vergleichbare und an dieselbe Druckgas- quelle angeschlossene Folienkissenanordnungen, wobei die mindestens eine Messeinrichtung einen ersten Sensor, der einen Gasvolumenstrom in die eine der zwei Folienkissenanordnungen misst und ein entsprechendes erstes Messergebnis erzeugt, einen zweiten Sensor, der einen Gasvolumenstrom in die andere der zwei Folienkissenanordnungen misst und ein entsprechendes zweites Messergebnis erzeugt, und eine Auswerteeinheit, die einen Quotienten aus dem ersten Messergebnis und dem zweiten Messergebnis bildet und bei Änderung dieses Quotienten ein Warnsignal abgibt, aufweist.
Ferner wird die Aufgabe gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung gelöst mit einem Gebäudeumhüllungselement mit einer Mehrzahl von Folienkissen, die jeweils zwischen mindestens zwei Folienlagen mindestens einen im Wesentlichen gasdicht verschlossenen Hohlraum bilden, in dem Gas, insbesondere Luft, enthalten ist, einer oder mehreren Druckgasquellen, insbesondere Druckluftquellen, die das Gas in den Hohlraum der Folienkissen blasen, und einer Überwachungsvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung.
Schließlich wird die Aufgabe gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung gelöst durch ein Verfahren zur Überwachung von Gasvolumenströmen, insbesondere Luftvolumenströmen, von einer oder mehreren Druckgasquellen, insbesondere Druckluftquellen, in Folienkissen eines eine Mehrzahl von Folienkissen aufweisenden Gebäudeumhüllungselementes, wobei die Folienkissen zwischen mindestens zwei Folienlagen mindestens einen im Wesentlichen gasdicht verschlossenen Hohlraum bilden, in dem Gas, insbesondere Luft, enthalten ist und in den Gas geblasen wird, insbesondere unter Verwendung einer Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung, gekennzeichnet durch die Schritte,
zur vergleichenden Messung von Gasvolumenströmen zwei hinsichtlich bestimmter Parameter vergleichbare und an dieselbe Druckgasquelle angeschlossene Folienkissen zu verwenden, indem ein Gasvolumenstrom in die eine der zwei Folienkissenanordnungen gemessen und ein entsprechendes erstes Messergebnis erzeugt wird und ein Gasvolumenstrom in die andere der zwei Folienkissenanordnungen gemessen und ein entsprechendes zweites Messergebnis erzeugt wird, und
einen Quotienten aus dem ersten Messergebnis und dem zweiten Messergebnis zu bilden und bei Änderung dieses Quotienten ein Warnsignal abzugeben.
Durch die erfindungsgemäße vergleichende Messung des Volumenstromes in zwei vergleichbare Folienkissenanordnungen, die jeweils an dieselbe Druckgasquelle bzw. Gebläsestation angeschlossen sind, wird eine systembedingte, durch einen Defekt oder Schaden nicht verursachte Änderung im Volumenstrom nicht als ein Indikator für einen Defekt oder Schaden im System gewertet. Vielmehr bleibt der verfälschende Einfluss einer solchen systembedingten Änderung im Volumenstrom bei der Feststellung eines Defekts oder Schadens außer Betracht. Dabei macht sich die Erfindung die Erkenntnis zunutze, dass die physikalischen Parameter und Umgebungsbedingungen bei zwei vergleichbaren Folienkissenanordnungen in etwa gleich sind und dies auch auf die Änderungen der physikalischen Parameter und Umgebungsbedingungen zutrifft, was entsprechend auch für die zu diesen Folienkissen geführten Volumenströme und deren Änderungen gilt. Voraussetzung für diese Annahmen ist, dass die beiden Folienkissenanordnungen nicht nur an dieselbe Druckgasquelle angeschlossen, sondern sich zumindest auch hinsichtlich bestimmter, bevorzugt zumindest der wichtigsten, Parameter und Eigenschaften, wie beispielsweise Abmessungen, Größe des Hohlraumvolumens, Dicke und Materialeigenschaften der Folie, Positionierung und Ausrichtung innerhalb des Foliendach- bzw. Folienfassadensystems und ggf. auch Form sowie insbesondere auch der Größe der von den zwei Folienkissenanordnungen jeweils gebildeten Fläche (z.B. Fassaden- oder Dachfläche), zumindest im Wesentlichen einander ähnlich sind. Nur so wird gewährleistet, dass sich bei beiden Folienkissenanordnungen systembedingte Änderungen in den Volumenströmen in gleicher weise auswirkt.
In diesem Zusammenhang sei der guten Vollständigkeit halber angemerkt, dass unter einer„Folienkissenanordnung" fallweise sowohl ein einziges Folienkissen als auch eine Gruppe mit einer bestimmten Anzahlt von, vorzugsweise einander benachbarten bzw. lokal zusammengefassten, Folienkissen zu verstehen ist. Von Bedeutung ist nur, dass von den gewöhnlich in höherer Anzahl vorhandenen Folienkissen diejenigen zwei Folienkissenanordnungen gebildet bzw. definiert werden, die die zuvor erläuterte Bedingung erfüllen, dass sie sich hinsichtlich der relevanten Parameter und Eigenschaften im Wesentlichen ähneln. So ist beispielsweise auch ein Fall denkbar, bei welchem die eine Folienkissenanordnung nur aus einem einzigen Folienkissen besteht und die andere Folienkissenanordnung mehrere Folienkissen umfasst, sofern das einzige Folienkissen der einen Folienkissenanordnung hinsichtlich der relevanten Parameter und Eigenschaften mit der die andere Folienkissenanordnung bildenden Gruppe von Folienkissen vergleichbar ist.
Um diejenigen Änderungen, die nicht durch einen Defekt oder Schaden hervorgerufen werden, auszublenden, wird erfindungsgemäß ein Quotient aus einem ersten Messergebnis, das den Volumenstrom in eine erste Folienkissenanordnung repräsentiert, und aus einem zweiten Messergebnis gebildet, das den Volumenstrom in eine zweite Folienkissenanordnung repräsentiert. Dabei steht das erste Messergebnis im Zähler und das zweite Messergebnis im Nenner dieses Quotienten. Treten nun im Wesentlichen gleiche Änderungen in den Volumenströmen zu beiden Folienkissenanordnungen auf, so übertragen sich zwar diese Änderungen auch entsprechend auf die beiden Messergebnisse; da jedoch das erste Messergebnis im Zähler und das zweite Messergebnis im Nenner steht und die Änderungen gleich sind, machen sich diese Änderungen im Quotienten im Wesentlichen nicht bemerkbar. Insoweit ergibt der Quotient aus den Volumenströmen in zwei vergleichbare Folienkissen einen systemtypischen Wert, der im Normalfall im Wesentlichen konstant ist und deshalb auch als Konstante bezeichnet werden kann. Wird dagegen nur in einem zu einer der beiden Folienkissenanordnungen führenden Volumenstrom eine Änderung festgestellt, während der zur anderen Folienkissenanordnung führende Volumenstrom und somit das diesen repräsentierende Messergebnis im Wesentlichen unverändert bleibt, ändert sich dementsprechend auch der Quotient, woraus dann auf einen Defekt oder Schaden geschlossen werden kann. Demnach lassen sich mithilfe der Erfindung auf einfache, jedoch wirkungsvolle Weise systembedingte, nicht durch einen Defekt oder Schaden verursachte Änderungen im Volumenstrom diskriminieren, und werden mithilfe der erfindungsgemäßen Maßnahme eindeutige Ergebnisse geliefert, ob ein Defekt oder Schaden vorliegt oder nicht.
An dieser Stelle sei noch der guten Vollständigkeit halber angemerkt, dass für den Fall, dass mehrere Volumenströme zu einer Folienkissenanordnung führen, unter "Volumenstrom" dann die Gesamtheit jener Volumenströme zu verstehen ist. Ebenfalls sei an dieser Stelle klargestellt, dass unter "Gebäudeumhüllungselement" nicht nur ein Dach- oder Fassadenelement, sondern auch ein zwei Gebäudeteile voneinander trennendes Gebäudeelement zu verstehen ist.
Bevorzugte Ausführungen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Bevorzugt sollte die Auswerteeinheit ausgebildet sein, ein Warnsignal abzugeben, erst wenn die Änderung des Quotienten gegenüber seinem bisherigen Wert größer als ein festgelegter absoluter Mindestdifferenzbetrag und/oder eine festgelegte relative Mindestdifferenz ist, und/oder erst nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer der Änderung des Quotienten ein Warnsignal abzugeben. Mit solchen bevorzugten Maßnahmen lassen sich eventuell auftretende Toleranzen wirksam ausblenden. Da die systembedingten, nicht durch einen Defekt oder Schaden hervorgerufenen Änderungen im Volumenstrom im Allgemeinen nur für eine relativ kurze Zeitdauer auftreten und außerdem gewöhnlich nur einen relativ geringen Umfang einnehmen, wird eine Diskriminierung jener Änderungen durch diese bevorzugten Maßnahmen noch unterstützt. Behält der Quotient seine Änderung gegenüber seinem bisherigen Wert oder einem Normalwert beispielsweise über einen vorbestimmten längeren Zeitraum, der bevorzugt auf etwa 30 Minuten festgelegt werden kann, so lässt dies mit erhöhter Wahrscheinlichkeit auf einen Defekt oder Schaden in einem Folienkissen schließen. Eine weitere bevorzugte Ausführung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit ausgebildet ist, bei Abnahme des Quotienten ein erstes Warnsignal, das einen Defekt in der einen der zwei Folienkissenanordnungen angibt, und bei Zunahme des Quotienten ein zweites Warnsignal, das einen Defekt in der anderen der zwei Folienkissenanordnungen angibt, abzugeben. Erhöht sich der Quotient, so befindet sich demnach der Defekt in derjenigen Folienkissenanordnung, deren entsprechendes Messergebnis im Zähler des Quotienten steht. Verringert sich der Quotient, so befindet sich der Defekt in derjenigen Folienkissenanordnung, deren entsprechendes Messergebnis im Nenner des Quotienten steht. Somit erlaubt gerade diese bevorzugte Ausführung eine besonders einfache Lokalisation desjenigen Folienkissens, in dem der Defekt oder Schaden aufgetreten ist.
Zweckmäßigerweise ist der erste Sensor der Messeinrichtung ausgebildet, einen Gasvolumenstrom in einer oder mehreren zu dem einen der zwei Folienkissenanordnungen führenden Zuleitungen zu messen, und der zweite Sensor der Messeinrichtung ausgebildet, den Gasvolumenstrom in einer oder mehreren zu der anderen der zwei Folienkissenanordnungen führenden Zuleitungen zu messen.
Ebenfalls sollte zweckmäßigerweise die Messeinrichtung eine Kommunikationseinrichtung aufweisen, die das Warnsignal an eine entfernt gelegene Überwachungszentrale übermittelt, welche bevorzugt auch die Steuerung der Druckgasquelle übernimmt.