Non-Invasive Monitoring of Architectural Heritage

Författare

Summary, in Swedish

Popular Abstract in Swedish

Två mobila system, ett svenskt och ett italienskt, för undersökning av historiska fasader har använts för att undersöka möjligheten till identifiering av olika material, biologisk påväxt och faktorer som i framtiden kan leda till nedbrytning av kulturhistoriskt värdefulla monument. Undersökningarna visade på möjligheter att genomföra analyser av ytor med hjälp av fluorescens från 65 meters avstånd, oberoende av tid på dygnet och årstid, och med möjligheten att kunna skanna av ytor som är svåra att nå från marknivå. Resultatet av analyserna visade på tidig identifiering av algpåväxt genom chlorophyll a, liksom en första klassificering, även på ytor där påväxten inte var visuellt synlig. Analyserna visade också på identifiering av olika material i byggnaderna samt tidigare konserveringsinsatser. Forskningsprojektet visade på möjliga tillämpningsområden för kulturvården genom användandet av de mobila systemen för återkommande icke-förstörande undersökningar i fält och från längre avstånd, samt att tidigt kunna upptäcka fenomen som kan leda till förnyad kunskap och möjlighet till långsiktig planering.



Dokumentation och undersökning är idag en viktig del i arbetet med att söka förstå, illustrera och förmedla vårt kulturhistoriska byggnadsarv. Problematik med undersökningar i fält, klimatförhållanden, komplexa strukturer och blandning av materialgrupper som hanteras olika vid en eventuell konserveringsinsats, liksom svårigheter att mäta graden av nedbrytning över tid är några utav de problem som byggnadsvården idag hanterar. Idag finns en mängd metoder och tekniker till vår hjälp för att undersöka, analysera och förvalta vårt gemensamma kulturarv. Diskussionen inom konservering-restaurering relaterar idag kring hållbar utvecklig och underhåll i form av minimala åtgärder. Likaså finns ett behov av ett långsiktigt förhållande till förvaltning av byggnader samt planering och riskbedömning inför framtiden. Inom kulturarvssektorn finns en önskan att i allt högre grad använda icke-förstörande undersökningsmetoder. Att utveckla metoder som kan visualisera fenomen som det mänskliga ögat inte uppfattar, att kunna genomföra undersökningar från långa avstånd utan att behöva sätta upp byggnadsställningar, arbetsplattformar eller ta prover av känsliga ytor är värdefullt för kulturvården i ett internationellt perspektiv. Idag finns ett allt större behov av mobila tekniska system som klarar av komplexa analyser utomhus. För att kunna undersöka kulturhistoriskt värdefulla byggnader och förstå varför material bryts ned krävs ofta specialutrustning, nära kontakt och återkommande kontroller för att på lång sikt kunna ta hand om vårt byggda kulturarv.



Med detta som bakgrund har forskningsprojektet syftat till att undersöka om metoden ”laser-induced fluorescence imaging” kan användas för undersökning av historiska byggnader i fält. Detta är en spektral metod som använder sig utav ultraviolett ljus för att analysera fenomen i fluorescens som är svåra att upptäcka inom det mänskliga ögats synområde. Fluorescens tillsammans med laserradar, eller lidarteknik (lidar är en förkortning utav light detection and ranging) har använts från mobila laboratorier för att undersöka möjligheten för tillämpningen i fält med långa avstånd. I de mobila laboratorierna finns utrustning som möjliggör att en laserpuls kan skickas ut i atmosfären mot en på förhand bestämd yta, i detta fall en ca 2-5 cm diameter stor träffpunkt på en fasad. När en ultraviolett laserpuls träffar ett material sänds fluorescens ut beroende på de molekyler som har träffats. Fluorescensljuset emitteras tillbaka från materialet och kan upptäckas med ett teleskop och mätas och analyseras utifrån dess specifika spektrum, beroende på de karaktäristiska våglängder där ett visst ämne absorberar ljus. På så vis kan fluorescens-spektrum från olika punkter registreras och lagras och förutom information från varje punkt så kan en bestämd area även skannas av för att ge information om ett större område. Skillnader i olika spektra kan förekomma, beroende på den kemiska sammansättningen i den punkt som undersöks och på så vis kan föroreningar på ytan och skillnader i material detekteras, t ex information om biologisk påväxt på en fasad som är svår att se med blotta ögat kan upptäckas genom identifiering av klorofylls karaktäristiska spektrum.



Projektet har använt fallstudier för att kunna undersöka olika typer av material och besvara olika frågeställningar för arbete i fält. De huvudsakliga fallstudierna har varit 1700-talsslottet Övedskloster i Skåne, den antika amfiteatern Colosseum och Lateranbaptisteriet i Rom, samt fyra studier av olika prover. På så sätt har ytor av framförallt sandsten, kalksten och tegel undersökts och analyserats.



Arbetet har genomförts som en mångvetenskaplig studie med en samstämmig trianguleringsstrategi för att jämföra och utvärdera metodens tillämpning inom kulturvården. Förutom analysen med hjälp av laserradar och fluorescens har icke-förstörande traditionella metoder för byggnadsundersökning använts på samma material, såsom bl a inventering, skadeanalyser, karaktärisering av material och uppmätning för sammanläsning av analyser.



Laserradar och fluorescens har tidigare utvecklats inom bl a medicin- och miljösektorn men används nu även för byggnader. I första hand syftar projektet till att undersöka oorganiska material samt utveckla metoden för tidig identifiering av biologisk påväxt. Med hjälp av spektroskopisk avläsning kan sedan den upphämtade informationen i fluorescens omvandlas till läsbara bilder som syftar till identifikation av olika fenomen på en och samma fasad, vilka kan ge ytterligare förståelse av en historisk byggnad och anvisningar för framtida underhåll, detta kallas thematic mapping.



Projektet har till sin karaktär i huvudsak arbetat med frågeställningar inom byggnadsdokumentation och undersökning med interdisciplinära metoder och samarbeten, främst byggnadsvård och atomfysik vid Lunds Universitet, men samverkar även över nationsgränserna med olika aktörer inom konservering och kulturvård, framförallt med den italienska forskargruppen IFAC-CNR i Florens. I detta arbete diskuteras tre huvudsakliga fallstudier där användandet och applikationen inom kulturvården presenteras i form av sju artiklar som bifogats i ett appendix.

Ämne

  • Civil Engineering

Nyckelord

  • remote sensing
  • lidar
  • laser-induced fluorescence
  • documentation
  • hyperspectral
  • non invasive
  • non destructive
  • sustainable maintenance
  • conservation planning
  • monitoring
  • Coliseum
  • architectural conservation
  • restoration
  • Övedskloster
  • deterioration
  • Lateran Baptistery
  • stone
  • brick
  • thematic mapping
  • in situ
  • imaging
  • biodeteriogens

Status

Published

Handledare

ISBN/ISSN/Övrigt

  • ISBN: 978-91-628-7551-0

Försvarsdatum

5 september 2008

Försvarstid

10:15

Försvarsplats

Lecture Hall A:C, School of Architecture, Sölvegatan 24, Lund