Μεθοδολογία Διαγνωστικής Μελέτης

Transcript

1 Δ.Π.Μ.Σ. «Προστασία Μνημείων» ntua ACADEMIC OPEN COURSES Μεθοδολογία Διαγνωστικής Μελέτης Καθ. ΕΜΠ Αντωνία Μοροπούλου

2 Άδεια Χρήσης Το παρόν υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons και δημιουργήθηκε στο πλαίσιο του Έργου των Ανοικτών Ακαδημαϊκών Μαθημάτων από την διδάσκουσα Καθ. Α. Μοροπούλου. Για υλικό που υπόκειται σε άδεια χρήσης άλλου τύπου, αυτή πρέπει να αναφέρεται ρητώς.

3 ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ ΖΩΗΣ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ Ανθρώπινοι παράγοντες: Λειτουργικότητα Υγεία Ασφάλεια Ευχρηστότητα Οικονομικοί παράγοντες: Κόστος απόκτησης Κόστος σύνθεσης Κόστος συντήρησης Κόστος ανακύκλωσης Διαθεσιμότητα Κόστος / Ιδιότητες Μηχανική του κύκλου ζωής υλικών και κατασκευών (LIFETIME ENGINEERING) Ποιότητα κύκλου ζωής Απόδοση κύκλου ζωής Κοινωνικοί παράγοντες: Παραδοσιακές τεχνικές κατασκευής Αισθητική Αρχιτεκτονικά στυλ και τάσεις Τρόπος ζωής Περιβαλλοντικοί παράγοντες: Περιβαλλοντικό κόστος πρώτων υλών Ενεργειακό κόστος Κόστος επιβάρυνσης περιβάλλοντος Κόστος αποβλήτων

4 "Κύκλος Ζωής" Υλικών & Κατασκευών Λειτουργική διάρκεια ζωής Αποκατάσταση Οικονομική διάρκεια ζωής Ιδιότητες ή κόστος Προδιαγραφές ιδιοτήτων ή κόστους Ιδιότητες μετά την αποκατάσταση Κόστος χωρίς αποκατάσταση Κόστος μετά την αποκατάσταση Ιδιότητες χωρίς αποκατάσταση Χρόνος ή αριθμός κύκλων

5 Λειτουργική διάρκεια ζωής ενός υλικού για συγκεκριμένη εφαρμογή, ορίζεται το χρονικό διάστημα (ή αριθμός κύκλων λειτουργίας) που παρέρχεται μέχρι την απώλεια μάζας, ή μείωση κάποιας ιδιότητας (μηχανική, φυσική, χημική κλπ.) του υλικού, σε τέτοιο βαθμό που καθιστά την χρήση του μη ικανοποιητική για τη συγκεκριμένη εφαρμογή Οικονομική διάρκεια ζωής ενός υλικού, ορίζεται το χρονικό διάστημα (ή αριθμός κύκλων λειτουργίας) πέραν του οποίου είναι οικονομικά ασύμφορη η διατήρηση του υπάρχοντος υλικού. Αυτό συμβαίνει όταν το συνολικό κόστος συντήρησης, αποκατάστασης, αποτίμησης και αντικατάστασης του υπάρχοντος υλικού είναι μεγαλύτερο από το ολικό κόστος ζωής ενός νέου υλικού ίδιας ή διαφορετικής σύστασης. Λειτουργική διάρκεια ζωής Οικονομική διάρκεια ζωής

6 Συσχέτιση Κύκλου Ζωής και Διαγνωστικής Μελέτης Η παρακολούθηση του κύκλου ζωής των υλικών (ιδιοτήτων, χαρακτηριστικών και κόστους) πρέπει να είναι συνεχής και ολοκληρωμένη Η διάγνωση της φθοράς (απομείωση των ιδιοτήτων και των χαρακτηριστικών) των υλικών πρέπει να ακολουθεί ολοκληρωμένη μεθοδολογία: ΔΙΑΓΝΩΣΤΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ

7 Μεθοδολογία Διαγνωστικής Μελέτης Τεκμηρίωση Επί τόπου μακροσκοπικές παρατηρήσεις για την κατάσταση των υλικών Τεκμηρίωση, παρακολούθηση και μέτρηση περιβαλλοντικών παραμέτρων Επί τόπου μη καταστρεπτικές μετρήσεις Χαρτογράφηση της φθοράς Ταυτοποίηση των δομικών υλικών και έρευνα προέλευσής τους Μελέτη της φθοράς στο εργαστήριο Συσχέτιση ενδογενών και εξωγενών παραγόντων της φθοράς στην κλίμακα του μνημείου Εκτίμηση αιτίων και μηχανισμών των φαινομένων της φθοράς Παραμετρική ανάλυση Προσομοίωση των φαινομένων στο εργαστήριο σε συνθήκες επιταχυνόμενης γήρανσης ΔΙΑΓΝΩΣΗ Μεθοδολογία Αποτίμησης

8 1. Τεκμηρίωση Ιστορική τεκμηρίωση - Ιστορία της κατασκευής και των επεμβάσεων των δομικών υλικών απαραίτητα στοιχεία για την κατανόηση της συμπεριφοράς του μνημείου - Ιστορία του μνημείου / συνόλου. Μελέτη ιστορικών αρχείων και σύγκριση παλαιότερων φωτογραφιών Τοπογραφική αποτύπωση Αρχιτεκτονική αποτύπωση Καταγραφή και αποτύπωση των υλικών 2. Επί τόπου μακροσκοπικές παρατηρήσεις για την κατάσταση των υλικών Κατάσταση των υλικών Τυπολογία των φαινομένων της φθοράς Καταγραφή τυχόν επεμβάσεων

9 3. Τεκμηρίωση, παρακολούθηση και μέτρηση περιβαλλοντικών παραμέτρων Μικροκλίμα (θερμοκρασία, υγρασία, βροχοπτώσεις, ταχύτητα / συχνότητα ανέμων κ.ά) Ρύποι (στερεολύματα, υδρολύματα, αερολύματα) Χημική ανάλυση εδάφους και παρακολούθηση ανερχόμενης υγρασίας Άλατα σε υγρή ή στερεή φάση 4. Επί τόπου μη καταστρεπτικές μετρήσεις χαρτογράφηση της φθοράς Χαρτογράφηση των υλικών Χαρτογράφηση της φθοράς Αποτίμηση περιβαλλοντικών επιπτώσεων

10 5. Ταυτοποίηση των δομικών υλικών και έρευνα προέλευσής τους Πετρογραφική Ορυκτολογική Φυσική Χημική Φυσικοχημική Μηχανική Νετρονική ενεργοποίηση (ανάλυση διάκρισης) Μελέτη / δείγματα από το μνημείο και δείγματα λατομείων περιοχής βάσει γεωλογικού χάρτη

11 6. Μελέτη της φθοράς στο εργαστήριο Συστηματική αντιπροσωπευτική δειγματοληψία όλων των μορφών φθοράς από χαρακτηριστικά σημεία του μνημείου Μελέτη ιδιοτήτων των φθαρμένων υλικών (ορυκτολογική, φυσική, φυσικοχημική, χημική, μηχανική) Μελέτη των προϊόντων της φθοράς (ορυκτολογική, χημική) Σύγκριση αποτελεσμάτων υγιών και φθαρμένων υλικών με σκοπό την εξαγωγή συμπερασμάτων για: - το είδος και το βαθμό διάβρωσης - την κατάσταση των προϊόντων διάβρωσης - τη φυσική κατάσταση της διαβρωμένης πέτρας - τα αίτια

12 7. Συσχέτιση ενδογενών και εξωγενών παραγόντων της φθοράς στο επίπεδο του μνημείου Στοχαστική συσχέτιση περιβαλλοντικών παραγόντων και των δεδομένων της φθοράς των υλικών με πολυκριτηριακή ανάλυση Ανάλυση σε κύριες συνιστώσες Δύο ομάδες μεταβλητών: Ενδογενείς & Εξωγενείς Γραφική παράσταση του συνόλου των δεδομένων σε δυσδιάστατο διάγραμμα Εκτίμηση ρόλου και ειδικού βάρους κάθε μεταβλητής στις διαφορετικές ομάδες Ανάλυση διάκρισης Πλήρης εικόνα του διαχωρισμού των δεδομένων σε ομάδες και καταγραφή των συναρτήσεων διάκρισης Πρόβλεψη σε ποια ομάδα κατατάσσεται μία νέα περίπτωση

13 8. Εκτίμηση αιτίων και μηχανισμών των φαινομένων της φθοράς Αξιολόγηση εργαστηριακών δεδομένων Αξιολόγηση δεδομένων από τα αποτελέσματα των επί τόπου μη καταστρεπτικών μετρήσεων Συμπεράσματα

14 9. Παραμετρική ανάλυση προσομοίωση των φαινομένων στο εργαστήριο σε συνθήκες επιταχυνόμενης γήρανσης Παράγοντες που επηρεάζουν τα φαινόμενα Προσομοίωση συνθηκών στο εργαστήριο Δοκιμές επιταχυνόμενης γήρανσης - Θάλαμος αλατονέφωσης - Θάλαμος προσομείωσης περιβαλλοντικών συνθηκών - Κύκλοι εμβάπτισης ξήρανσης κ.ά. Επιβεβαίωση της εκτίμησης για τα αίτια και τους μηχανισμούς της φθοράς

15 Χρηματοδότηση Το παρόν υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.