Fraunhofer-Institut für Bauphysik
Versuchsflächen mit unterschiedlichen Beschichtungsmaterialien an einem Versuchsgebäude.
Beurteilung des mikrobiellen Aufwuchses auf Oberflächen
Umwelt, Hygiene und Sensorik
Freibewitterung zur Untersuchung des mikrobiellen Aufwuchses auf Bauteiloberflächen
Oberflächen, die der natürlichen Witterung ausgesetzt sind, werden über kurz oder lang von Mikroorganismen besiedelt. Aufwuchsspuren auf Fassaden führen zu einer optischen Beeinträchtigung, die meist nicht toleriert wird und zu Reklamationen führen kann.
Für die Untersuchung der Aufwuchsresistenz von Oberflächen stehen unterschiedliche Verfahren zur Verfügung. Laborverfahren können die Realität häufig nur unzureichend abbilden. Die Exposition der Proben gegenüber dem herrschenden Klima über einen längeren Zeitraum (> 1 Jahr) lässt eine bessere Abschätzung der Aufwuchsresistenz zu.
Auf dem Versuchsgelände in Valley können Proben den natürlichen Witterungsbedingungen gegenüber exponiert werden. Bei den Proben kann es sich um
- Probekörper handeln, die für die Untersuchung unseren Vorgaben entsprechend hergestellt werden oder um
- Fassaden,
- Fassadenteile oder
- komplette Wandaufbauten, die Anwendungstechniker der Auftraggeber erstellen.
Als Träger für die Fassadenteile oder die Wandaufbauten stehen Versuchsgebäude zur Verfügung. Die Abmessungen reichen üblicherweise von 30 x 30 Zentimetern bei Probekörpern bis zu 3 x 2,85 Metern bei Fassadenteilen oder Wandaufbauten.
Soll das Verhalten von Fassadenbeschichtungen in Abhängigkeit von der Ausrichtung geprüft werden, stehen kleine Testhäuser zur Verfügung, deren Fassaden nach den Haupthimmelsrichtungen ausgerichtet sind und die entsprechend beschichtet werden können.
Das Wetter am Standort Valley (680 Meter) ist von häufigen Frost-Tau-Wechseln, 1000 bis 1200 Millimeter Niederschlag/Jahr und häufigem Schlagregen aus überwiegend westlicher oder west-südwestlicher Richtung gekennzeichnet. Diese Bedingungen setzen Oberflächen einer starken Beanspruchung aus.
Die Wetterdaten werden auf dem Gelände mit der institutseigenen Wetterstation erfasst. Auf Anforderung können Klimasensoren auch direkt neben den Probenkörpern oder Testfassaden angebracht werden, um das Mikroklima am jeweiligen Probenstandort mitzuerfassen. Je nach Aufstellungsort ist es möglich, das von den Proben ablaufende Tau- und Regenwasser zu sammeln und im spurenanalytischen Labor chemisch zu analysieren.
Die Aufwuchsentwicklung auf den Oberflächen wird regelmäßig visuell kontrolliert und entsprechend einem Bewertungsschema eingestuft.
Für eine belastbare Bewertung ist eine Mindestexpositionsdauer von zwölf Monaten erforderlich. Eine Exposition über zwei Klimaperioden ist empfehlenswert.
Wir empfehlen, die Bewertung des Aufwuchses nicht nur quantitativ zu erfassen, sondern den Aufwuchs auch mikrobiologisch zu charakterisieren, also die aufwachsenden Mikroorganismen ebenfalls zu bestimmen. Die Kenntnis der Mikroorganismen bietet zusammen mit den Materialkennwerten eine solide Ausgangsbasis für die Optimierung der Oberflächenbeschichtung.
Technische Spezifikation
- Auf dem Freigelände können sowohl Probekörper als auch komplette Fassaden oder Fassadenelemente der natürlichen Witterung ausgesetzt werden.
- Die Probengrößen reichen von 30 cm x 30 cm bis hin zu Fassadenteilen mit 3 m x 2,85 m.
- Die Ausrichtung der Probekörper kann nach Absprache frei gewählt werden.
- Fassadenteile, die in Versuchsgebäude eingebaut werden, können nach den vier Haupthimmelsrichtungen ausgerichtet werden.
- Das von den Probekörpern bzw. Fassadenteilen abfließende Regen- und Tauwasser kann gesammelt und für weitere Untersuchungen herangezogen werden.
Simulationsdaten/ Messtechnik des Prüfstandes
- Die Probekörper bzw. Fassadenteile werden regelmäßig visuell begutachtet.
- Der mikrobiologische Aufwuchs und das daraus resultierende Reklamationsrisiko werden anhand einer Skala bewertet.
- Die Bewertung erfolgt nach einer am IBP entwickelten und veröffentlichten Methode.
- Die Witterungsbedingungen werden während des gesamten Untersuchungszeitraums mit der institutseigenen Wetterstation aufgezeichnet.
- Eine Aufzeichnung des lokalen Mikroklimas direkt am Aufstellungsort der Probekörper ist möglich.
- Das ablaufende Regen- oder Tauwassers kann ergänzend auf Summenparameter (pH-Wert, elektrische Leitfähigkeit, TOC, Redoxpotenzial) und einzelne Stoffgruppen (Biozide, Schwermetalle und Spurenelemente etc.) untersucht werden.
Massiver Probekörper auf dem Versuchsgelände mit deutlichem Aufwuchs.
Versuchshäuser mit unterschiedlichen Fassadenbeschichtungen an einem Herbstmorgen.