SanSense – Modulares Sensorsystem zur Zustandsüberwachung von Bestandsgebäuden

Was im Bauteil geschieht – erstmals beobachtbar: Feuchte, Temperatur und Strömung in ein- und mehrschichtigen Bauteilquerschnitten

Im ZIM-Kooperationsvorhaben „SanSense – Modulares Sensorsystem zur Zustandsüberwachung für die energetische Gebäudesanierung“ entwickeln vier Partner unter Koordination der ratiodomo Ing.-GmbH einen modularen Messzylinder, der erstmals Feuchte, Temperatur und gerichtete Luftströmung im Bauteilquerschnitt kontinuierlich und ortsaufgelöst erfasst. Damit wird das thermisch-hygrische Verhalten von Bauteilen beobachtbar und dient als Grundlage für belastbare, kosteneffiziente Sanierungs- und Betriebsführungskonzepte im Gebäudebestand.

Motivation

Bei energetischen Sanierungen im Bestand fehlt häufig eine verlässliche, kontinuierliche Datengrundlage. Konventionelle Verfahren erfassen Feuchte, Temperatur und Luftströmung im Bauteil meist nur punktuell und nicht über den gesamten Bauteilquerschnitt. Konvektive Feuchteein- und austräge, mit deren Rückkopplungen zum Wärmespeicher- und Transportverhalten, sind dadurch sehr eingeschränkt quantifizierbar. Sanierungsergebnisse lassen sich so weder belastbar nachweisen noch vergleichbar bewerten, mit unmittelbaren Folgen für Investitionssicherheit, Bauteilschutz und Wirtschaftlichkeit.

Ansatz:

Kernstück ist ein modularer Messzylinder (Ø 24 mm, variable Länge), der segmentiert aufgebaut, revisionierbar, langzeitstabil und auch im genutzten Bestand praktikabel einzubauen ist. Er erfasst drei Größen kontinuierlich und ortsaufgelöst über den Bauteilquerschnitt:

• Feuchteprofil von 0 bis 100 % rF als hygrometrische Ausgleichsfeuchte nach WTA 6-15/6-16,
• Temperaturprofil von -20 °C bis +55 °C,
• Strömungsprofil in Spalten von 1 mm/s bis 5 m/s mit Erfassung der Strömungsrichtung.

Die Anwendungsfälle reichen von Außenwand- und Innendämmung (auch belüftet) über Dach, Fundament und Rohrdämmung. Möglich machen dies aktuelle Technologien wie 3D-Druck, miniaturisierte MEMS-Sensorik und energiesparende Funk-Datenübertragung.

Was die Daten ermöglichen (Projektziele):

• Belegbare Sanierungswirkung: Ausgangs- und Istzustände nach der Sanierung werden quantitativ dokumentiert. Damit lassen sich Trocknungsprozesse prognostizieren, statt nachträglich rekonstruieren.
• Realitätsnahe Bauteilbewertung: Instationäre Wärmedurchgangswerte können, über die normative Wärmestrommessung hinaus, unter Berücksichtigung von Feuchtegradienten und Konvektion bestimmt werden.
• Früherkennung: Konvektiv bedingte Feuchteeinträge und Schimmelrisiken werden vor sichtbaren Schäden erkennbar.
• Thermisches Lastmanagement: Neben und unabhängig vom Sanierungseinsatz, macht der Messzylinder das thermische Speicherverhalten passiver und vor allem thermisch aktivierbarer Bauteile beobachtbar und unterstützt so prädikative Regelstrategien für Thermische Bauteilaktivierung und Lastverschiebung. Dies betrifft insbesondere den sommerlichen Kühlfall mit stark schwankenden Wärmebelastungen aber auch die Nutzung zeitlich flexibler Energietarife und Energie-Nutzungspotentiale im Winterfall.

Pilotanwendungen gesucht
Ein erstes Funktionsmuster des Messzylinders liegt seit 2026 vor. Für die wissenschaftlich begleitete Erprobung werden Pilotanwendungen bei Eigentümern und Bestandshaltern gesucht. Eine Pilotanwendung umfasst die objektbezogene Konzeption, die Installation in repräsentativen Bauteilen, ein engmaschiges Langzeitmonitoring mit wissenschaftlicher Auswertung durch ratiodomo und die TU Dresden sowie die Übergabe eines validierten Befundberichts mit Handlungsempfehlungen und eines übertragbaren Systemkonzeptes für den eigenen Bestand.

Partner:

• ratiodomo Ing.-GmbH (Koordination)
  Dr.-Ing. Martin Donath, info@ratiodomo.de
• TU Dresden
  Prof. Dr.-Ing. André Kremonke, andre.kremonke@tu-dresden.de 
• Institut für Polymer- und Produktionstechnologien gGmbH
  Volker Weißmann, weissmann@ipt-wismar.de
• AMBATEC Elektronik GmbH
  Christoph Schmidt, service@ambatec.de

Status:

• ZIM-Kooperationsprojekt (Laufzeit 24 Monate), eingebettet in das ZIM-Innovationsnetzwerk IBESS
• Antrag eingereicht in 05/26